第十一章 泛型算法
标准库容器定义的操作非常少。标准库没有给容器添加大量的功能函数，而是选择提供一组算法，这些算法大都不依赖特定的容器类型，是“泛型”的，可作用在不同类型的容器和不同类型的元素上。
考虑下面的例子，可以使用 accumulate 把 string 型的 vector 容器中的元素连接起来：
// concatenate elements from v and store in sum
string sum = accumulate(v.begin(), v.end(), string(""));
这个函数调用的效果是：从空字符串开始，把 vec 里的每个元素连接成一个字符串。注意：程序显式地创建了一个 string 对象，用该函数调用的第三个实参。传递一个字符串字面值，将会导致编译时错误。因为此时，累加和的类型将是 const char*，而 string 的加法操作符（第 3.2.3 节）所使用的操作数则分别是 string 和 const char* 类型，加法的结果将产生一个 string 对象，而不是 const char* 指针。
对指定数目的元素做写入运算，或者写到目标迭代器的算法，都不检查目标的大小是否足以存储要写入的元素。
copy 带有三个迭代器参数：头两个指定输入范围，第三个则指向目标序列的一个元素。传递给 copy 的目标序列必须至少要与输入范围一样大。假设 ilst 是一个存放 int 型数据的 list 对象，可如下将它 copy 给一个 vector 对象：
vector<int> ivec; // empty vector
// copy elements from ilst into ivec
copy (ilst.begin(), ilst.end(), back_inserter(ivec));
replace 算法就是一个很好的例子。该算法对输入序列做读写操作，将序列中特定的值替换为新的值。该算法带有四个形参：一对指定输入范围的迭代器和两个值。每一个等于第一值的元素替换成第二个值。
// replace any element with value of 0 by 42
replace(ilst.begin(), ilst.end(), 0, 42);
这个调用将所有值为 0 的实例替换成 42。如果不想改变原来的序列，则调用 replace_copy。这个算法接受第三个迭代器实参，指定保存调整后序列的目标位置。
// create empty vector to hold the replacement
vector<int> ivec;
// use back_inserter to grow destination as needed
replace_copy (ilst.begin(), ilst.end(), back_inserter(ivec), 0, 42);
假设我们的输入存储在一个名为 words 的 vector 对象中，第一个子问题是将 words 中重复出现的单词去除掉：
// sort words alphabetically so we can find the duplicates
sort(words.begin(), words.end());
/* eliminate duplicate words:
* unique reorders words so that each word appears once in the
* front portion of words and returns an iterator one past the unique range;
* erase uses a vector operation to remove the nonunique elements
*/
vector<string>::iterator end_unique =
unique(words.begin(), words.end());
words.erase(end_unique, words.end());
单词按次序排列后，现在的问题是：让故事中所用到的每个单词都只保留一个副本。unique 算法很适合用于解决这个问题，它带有两个指定元素范围的迭代器参数。该算法删除相邻的重复元素，然后重新排列输入范围内的元素，并且返回一个迭代器，表示无重复的值范围的结束。
After the call to unique, the vector holds
调用 unique 后，vector 中存储内容是：
注意，words 的大小并没有改变，依然保存着 10 个元素；只是这些元素的顺序改变了。调用 unique“删除”了相邻的重复值。给“删除”加上引号是因为 unique 实际上并没有删除任何元素，而是将无重复的元素复制到序列的前端，从而覆盖相邻的重复元素。unique 返回的迭代器指向超出无重复的元素范围末端的下一位置。
现在此 vector 对象已经按单词长度排序，剩下的问题就是统计长度不小于 6 的单词个数。使用 count_if 算法处理这个问题：
vector<string>::size_type wc =
count_if(words.begin(), words.end(), GT6);
bool GT6(const string &s)
{
return s.size() >= 6;
}
尽管这个函数能解决问题，但存在不必要限制——函数内部硬性规定了对长度大小的要求。如果要统计其他长度的单词个数，则必须编写另一个函数。其实很容易写出更通用的比较函数，使它带有两个形参，分别是 string 对象和一个长度大小值即可。但是，传递给 count_if 算法的函数只能带有一个实参，因此本程序不能使用上述更通用的方法。第 14.8.1 节将为这个问题提供更好的解决方案。
了解程序的细节之后，下面是完整的程序：
// comparison function to be used to sort by word length
bool isShorter(const string &s1, const string &s2)
{
return s1.size() < s2.size();
}
// determine whether a length of a given word is 6 or more
bool GT6(const string &s)
{
return s.size() >= 6;
}
int main()
{
vector<string> words;
// copy contents of each book into a single vector
string next_word;
while (cin >> next_word) {
// insert next book's contents at end of words
words.push_back(next_word);
}
// sort words alphabetically so we can find the duplicates
sort (words.begin(), words.end());
/* eliminate duplicate words:
* unique reorders words so that each word appears once in the
* front portion of words and returns an iterator one past the unique range;
* erase uses a vector operation to remove the nonunique elements
*/
vector<string>::iterator end_unique =
unique(words.begin(), words.end());
words.erase(end_unique, words.end());
// sort words by size, but maintain alphabetic order for words of the same size
stable_sort(words.begin(), words.end(), isShorter);
vector<string>::size_type wc =
count_if (words.begin(), words.end(), GT6);
cout << wc << " " << make_plural(wc, "word", "s")
<< " 6 characters or longer" << endl;
return 0;
}
反向迭代器：这类迭代器实现向后遍历，而不是向前遍历。所有容器类型都定义了自己的 reverse_iterator 类型，由 rbegin 和 rend 成员函数返回。
第 11.2.2 节已强调标准库所定义的迭代器不依赖于特定的容器。事实上，C++ 语言还提供了另外三种迭代器：
插入迭代器：这类迭代器与容器绑定在一起，实现在容器中插入元素的功能。
iostream 迭代器：这类迭代器可与输入或输出流绑定在一起，用于迭代遍历所关联的 IO 流。
反向迭代器：这类迭代器实现向后遍历，而不是向前遍历。所有容器类型都定义了自己的 reverse_iterator 类型，由 rbegin 和 rend 成员函数返回。
上述迭代器类型都在 iterator 头文件中定义。
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11.3. Revisiting Iterators 11.3. 再谈迭代器 In Section 11.2.2 (p. 398) we saw that the library defines iterators that are independent of a particular container. In fact, there are three additional kinds of iterators: 第 11.2.2 节已强调标准库所定义的迭代器不依赖于特定的容器。事实上，C++ 语言还提供了另外三种迭代器： insert iterators: These iterators are bound to a container and can be used to insert elements to the container. 插入迭代器：这类迭代器与容器绑定在一起，实现在容器中插入元素的功能。 · iostream iterators: These iterators can be bound to input or output streams and used to iterate through the associated IO stream. iostream 迭代器：这类迭代器可与输入或输出流绑定在一起，用于迭代遍历所关联的 IO 流。 · reverse iterators: These iterators move backward, rather than forward. Each container type defines its own reverse_iterator types, which are retuned by the rbegin and rend functions. 反向迭代器：这类迭代器实现向后遍历，而不是向前遍历。所有容器类型都定义了自己的 reverse_iterator 类型，由 rbegin 和 rend 成员函数返回。 These iterator types are defined in the iterator header. 上述迭代器类型都在 iterator 头文件中定义。 This section will look at each of these kinds of iterators and show how they can be used with the generic algorithms. We'll also take a look at how and when to use the container const_iterators. 本节将详细分析上述每种迭代器，并介绍在泛型算法中如何使用这些迭代器，还会了解什么时候应该使用和如何使用 const_iterator 容器 11.3.1. Insert Iterators 11.3.1. 插入迭代器 第 11.2.2 节使用 back_insert 创建一个迭代器，用来给容器添加元素。back_inserter 函数是一种插入器。插入器是一种迭代器适配器（第 9.7 节），带有一个容器参数，并生成一个迭代器，用于在指定容器中插入元素。通过插入迭代器赋值时，迭代器将会插入一个新的元素。C++ 语言提供了三种插入器，其差别在于插入元素的位置不同。 back_inserter，创建使用 push_back 实现插入的迭代器。 front_inserter，使用 push_front 实现插入。 inserter，使用 insert 实现插入操作。除了所关联的容器外，inserter 还带有第二实参：指向插入起始位置的迭代器。 |
上述迭代器类型都在 iterator 头文件中定义。
inserter 适配器提供更普通的插入形式。这种适配器带有两个实参：所关联的容器和指示起始插入位置的迭代器。
// position an iterator into ilst
list<int>::iterator it =
find (ilst.begin(), ilst.end(), 42);
// insert replaced copies of ivec at that point in ilst
replace_copy (ivec.begin(), ivec.end(),
inserter (ilst, it), 100, 0);
首先用 find 定位 ilst 中的某个元素。使用 inserter 作为实参调用 replace_copy，inserter 将会在 ilst 中由 find 返回的迭代器所指向的元素前面插入新元素。而调用 replace_copy 的效果是从 ivec 中复制元素，并将其中值为 100 的元素替换为 0 值。ilst 的新元素在 it 所标明的元素前面插入。
也许我们会认为可使用 inserter 和容器的 begin 迭代器来模拟 front_inserter 的效果。然而，inserter 的行为与 front_inserter 的有很大差别。在使用 front_inserter 时，元素始终在容器的第一个元素前面插入。而使用 inserter 时，元素则在指定位置前面插入。即使此指定位置初始化为容器中的第一个元素，但是，一旦在该位置前插入一个新元素后，插入位置就不再是容器的首元素了：
list<int> ilst, ilst2, ilst3; // empty lists
// after this loop ilst contains: 3 2 1 0
for (list<int>::size_type i = 0; i != 4; ++i)
ilst.push_front(i);
// after copy ilst2 contains: 0 1 2 3
copy (ilst.begin(), ilst.end(), front_inserter(ilst2));
// after copy, ilst3 contains: 3 2 1 0
copy (ilst.begin(), ilst.end(),
inserter (ilst3, ilst3.begin()));
在复制并创建 ilst2 的过程中，元素总是在这个 list 对象的所有元素之前插入。而在复制创建 ilst3 的过程中，元素则在 ilst3 中的固定位置插入。刚开始时，这个插入位置是此 list 对象的头部，但插入一个元素后，就不再是首元素了。
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istream_iterator<T> in(strm); |
创建从输入流 strm 中读取 T 类型对象的 istream_iterator 对象 |
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istream_iterator<T> in; |
istream_iterator 对象的超出末端迭代器 |
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ostream_iterator<T> in(strm); |
创建将 T 类型的对象写到输出流 strm 的 ostream_iterator 对象 |
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ostream_iterator<T> in(strm, delim); |
创建将 T 类型的对象写到输出流 strm 的 ostream_iterator 对象，在写入过程中使用 delim 作为元素的分隔符。delim 是以空字符结束的字符数组 |
流迭代器只定义了最基本的迭代器操作：自增、解引用和赋值。此外，可比较两个 istream 迭代器是否相等（或不等）。而 ostream 迭代器则不提供比较运算（表 11.2）。
Table 11.2. istream_iterator Operations
表 11.2. istream_iterator 的操作
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it1 == it2 it1 != it2 |
比较两上 istream_iterator 对象是否相等（不等）。迭代器读取的必须是相同的类型。如果两个迭代器都是 end 值，则它们相等。对于两个都不指向流结束位置的迭代器，如果它们使用同一个输入流构造，则它们也相等 |
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*it |
返回从流中读取的值 |
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it->mem |
是 (*it).mem 的同义诩。返回从流中读取的对象的 mem 成员 |
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++it it++ |
通过使用元素类型提供的 >> 操作从输入流中读取下一个元素值，使迭代器向前移动。通常，前缀版本使用迭代器在流中向前移动，并返回对加 1 后的迭代器的引用。而后缀版本使迭代器在流中向前移动后，返回原值 |
流迭代器的定义
流迭代器都是类模板：任何已定义输入操作符（>> 操作符）的类型都可以定义 istream_iterator。类似地，任何已定义输出操作符（<< 操作符）的类型也可定义 ostream_iterator。
在创建流迭代器时，必须指定迭代器所读写的对象类型：
istream_iterator<int> cin_it(cin); // reads ints1 from cin
istream_iterator<int> end_of_stream; // end iterator value
// writes Sales_items from the ofstream named outfile
// each element is followed by a space
ofstream outfile;
ostream_iterator<Sales_item> output(outfile, " ");
ostream_iterator 对象必须与特定的流绑定在一起。在创建 istream_iterator 时，可直接将它绑定到一个流上。另一种方法是在创建时不提供实参，则该迭代器指向超出末端位置。ostream_iterator 不提供超出末端迭代器。
在创建 ostream_iterator 对象时，可提供第二个（可选的）实参，指定将元素写入输出流时使用的分隔符。分隔符必须是 C 风格字符串。因为它是 C 风格字符串，所以必须以空字符结束；否则，其行为将是未定义的。
istream_iterator 对象上的操作
构造与流绑定在一起的 istream_iterator 对象时将对迭代器定位，以便第一次对该迭代器进行解引用时即可从流中读取第一个值。
考虑下面例子，可使用 istream_iterator 对象将标准输入读到 vector 对象中。
istream_iterator<int> in_iter(cin); // read ints from cin
istream_iterator<int> eof; // istream "end" iterator
// read until end of file, storing what was read in vec
while (in_iter != eof)
// increment advances the stream to the next value
// dereference reads next value from the istream
vec.push_back(*in_iter++);
更有趣的是可以这样重写程序：
istream_iterator<int> in_iter(cin); // read ints from cin
istream_iterator<int> eof; // istream "end" iterator
vector<int> vec(in_iter, eof); // construct vec from an iterator range
这里，用一对标记元素范围的迭代器构造 vec 对象。这些迭代器是 istream_iterator 对象，这就意味着这段范围的元素是通过读取所关联的流来获得的。这个构造函数的效果是读 cin，直到到达文件结束或输入的不是 int 型数值为止。读取的元素将用于构造 vec 对象。
ostream_iterator 对象和 ostream_iterator 对象的使用
可使用 ostream_iterator 对象将一个值序列写入流中，其操作的过程与使用迭代器将一组值逐个赋给容器中的元素相同：
// write one string per line to the standard output
ostream_iterator<string> out_iter(cout, "\n");
// read strings from standard input and the end iterator
istream_iterator<string> in_iter(cin), eof;
// read until eof and write what was read to the standard output
while (in_iter != eof)
// write value of in_iter to standard output
// and then increment the iterator to get the next value from cin
*out_iter++ = *in_iter++;
首先，定义一个 ostream_iterator 对象，用于将 string 类型的数据写到 cout 中，每个 string 对象后跟一个换行符。定义两个 istream_iterator 对象，用于从 cin 中读取 string 对象。while 循环类似前一个例子。但是这一次不是将读取的数据存储在 vector 对象中，而是将读取的数据赋给 out_iter，从而输出到 cout 上。
在类类型上使用 istream_iterator
提供了输入操作符（>>）的任何类型都可以创建 istream_iterator 对象。例如，可如下使用 istream_iterator 对象读取一系列的 Sales_iter 对象，并求和：
istream_iterator<Sales_item> item_iter(cin), eof;
Sales_item sum; // initially empty Sales_item
sum = *item_iter++; // read first transaction into sum and get next record
while (item_iter != eof) {
if (item_iter->same_isbn(sum))
sum = sum + *item_iter;
else {
cout << sum << endl;
sum = *item_iter;
}
++item_iter; // read next transaction
}
cout << sum << endl; // remember to print last set of records
流迭代器的限制
流迭代器有下面几个重要的限制：
不可能从 ostream_iterator 对象读入，也不可能写到 istream_iterator 对象中。
一旦给 ostream_iterator 对象赋了一个值，写入就提交了。赋值后，没有办法再改变这个值。此外，ostream_iterator 对象中每个不同的值都只能正好输出一次。
ostream_iterator 没有 -> 操作符。
正如大家所知，算法是基于迭代器操作实现的。如同前面所述，流迭代器至少定义了一些迭代器操作。由于流迭代器操作，因此，至少可在一些泛型算法上使用这类迭代器。考虑下面的例子，从标准输入读取一些数，再将读取的不重复的数写到标准输出：
istream_iterator<int> cin_it(cin); // reads ints from cin
istream_iterator<int> end_of_stream; // end iterator value
// initialize vec from the standard input:
vector<int> vec(cin_it, end_of_stream);
sort(vec.begin(), vec.end());
// writes ints to cout using " " as the delimiter
ostream_iterator<int> output(cout, " ");
// write only the unique elements in vec to the standard output
unique_copy(vec.begin(), vec.end(), output);
如果程序的输入是：
23 109 45 89 6 34 12 90 34 23 56 23 8 89 23
输出则是：
6 8 12 23 34 45 56 89 90 109
假设有一个 vector 容器对象，存储 0-9 这 10 个以升序排列的数字：
vector<int> vec;
for (vector<int>::size_type i = 0; i != 10; ++i)
vec.push_back(i); // elements are 0,1,2,...9
下面的 for 循环将以逆序输出这些元素：
// reverse iterator of vector from back to front
vector<int>::reverse_iterator r_iter;
for (r_iter = vec.rbegin(); // binds r_iter to last element
r_iter != vec.rend(); // rend refers 1 before 1st element
++r_iter) // decrements iterator one element
cout << *r_iter << endl; // prints 9,8,7,...0
虽然颠倒自增和自减这两个操作符的意义似乎容易使人迷惑，但是它让程序员可以透明地向前或向后处理容器。例如，为了以降序排列 vector，只需向 sort 传递一对反向迭代器：
// sorts vec in "normal" order
sort(vec.begin(), vec.end());
// sorts in reverse: puts smallest element at the end of vec
sort(vec.rbegin(), vec.rend());
反向迭代器需要使用自减操作符
从一个既支持 -- 也支持 ++ 的迭代器就可以定义反向迭代器，这不用感到吃惊。毕竟，反向迭代器的目的是移动迭代器反向遍历序列。标准容器上的迭代器既支持自增运算，也支持自减运算。但是，流迭代器却不然，由于不能反向遍历流，因此流迭代器不能创建反向迭代器。
如果要输出列表中最后一个单词，可使用反向迭代器：
// find last element in a comma-separated list
string::reverse_iterator rcomma = find(line.rbegin(), line.rend(), ',');
因为此时传递的是 rbegin() 和 rend()，这个函数调用从 line 的最后一个字符开始往回搜索。当 find 完成时，如果列表中有逗号，那么 rcomma 指向其最后一个逗号，即指向反向搜索找到的第一个逗号。如果没有逗号，则 rcomma 的值为 line.rend()。
在尝试输出所找到的单词时，有趣的事情发生了。直接尝试：
// wrong: will generate the word in reverse order
cout << string(line.rbegin(), rcomma) << endl;
会产生假的输出。例如，如果输入是：
FIRST,MIDDLE,LAST
then this statement would print TSAL!
则将输出 TSAL！
图 11.2 阐明了这个问题：使用反向迭代器时，以逆序从后向前处理 string 对象。为了得到正确的输出，必须将反向迭代器 line.rbegin() 和 rcomma 转换为从前向后移动的普通迭代器。其实没必要转换 line.rbegin()，因为我们知道转换的结果必定是 line.end()。只需调用所有反向迭代器类型都提供的成员函数 base 转换 rcomma 即可
图 11.2 显示的对象直观地解释了普通迭代器与反向迭代器之间的关系。例如，正如 line_rbegin() 和 line.end() 一样，rcomma 和 rcomma.base() 也指向不同的元素。为了确保正向和反向处理元素的范围相同，这些区别必要的。从技术上来说，设计普通迭代器与反向迭代器之间的关系是为了适应左闭合范围（第 9.2.1 节）这个性质的，所以，[line.rbegin(), rcomma) 和 [rcomma.base(), line.end()) 标记的是 line 中的相同元素。
反向迭代器用于表示范围，而所表示的范围是不对称的，这个事实可推导出一个重要的结论：使用普通的迭代器对反向迭代器进行初始化或赋值时，所得到的迭代器并不是指向原迭代器所指向的元素。
11.3.4. const 迭代器
细心的读者可能已经注意到，在第 11.1 节使用 find 的程序中，我们将 result 定义为 const_iterator 类型。这样做是因为我们不希望使用这个迭代器来修改容器中的元素。
另一方面，虽然第 11.2.1 节的程序也不打算改变容器内的任何元素，但是它却使用了普通的非 const 迭代器来保存 find_first_of 的返回值。这两种处理存在细微的差别，值得解释一下。
原因是，在第二个例子中，程序将迭代器用作 find_first_of 的实参：
find_first_of(it, roster1.end(),
roster2.begin(), roster2.end());
该函数调用的输入范围由 it 和调用 roster1.end() 返回的迭代器指定。算法要求用于指定范围的两个迭代器必须具有完全一样的类型。roster1.end() 返回的迭代器依赖于 roster1 的类型。如果该容器是 const 对象，则返回的迭代器是 const_iterator 类型；否则，就是普通的 iterator 类型。在这个程序中，roster1 不是 const 对象，因而 end 返回的只是一个普通的迭代器。
如果我们将 it 定义为 const_iterator，那么 find_first_of 的调用将无法编译。用来指定范围的两个迭代器的类型不相同。it 是 const_iterator 类型的对象，而 rotser1.end() 返回的则是一个 iterator 对象。
Table 11.3. Iterator Categories
表 11.3. 迭代器种类
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Input iterator（输入迭代器） |
读，不能写；只支持自增运算 |
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Output iterator（输出迭代器） |
写，不能读；只支持自增运算 |
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Forward iterator（前向迭代器） |
读和写；只支持自增运算 |
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Bidirectional iterator（双向迭代器） |
读和写；支持自增和自减运算 |
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Random access iterator（随机访问迭代器） |
读和写；支持完整的迭代器算术运算 |
输入迭代器可用于读取容器中的元素，但是不保证能支持容器的写入操作。输入迭代器必须至少提供下列支持。
相等和不等操作符（==，!=），比较两个迭代器。
前置和后置的自增运算（++），使迭代器向前递进指向下一个元素。
用于读取元素的解引用操作符（*），此操作符只能出现在赋值运算的右操作数上。
箭头操作符（->），这是 (*it).member 的同义语，也就是说，对迭代器进行解引用来获取其所关联的对象的成员。
输入迭代器只能顺序使用；一旦输入迭代器自增了，就无法再用它检查之前的元素。要求在这个层次上提供支持的泛型算法包括 find 和 accumulate。标准库 istream_iterator 类型输入迭代器。
输出迭代器 可视为与输入迭代器功能互补的迭代器；输出迭代器可用于向容器写入元素，但是不保证能支持读取容器内容。输出迭代器要求：
前置和后置的自增运算（++），使迭代器向前递进指向下一个元素。
解引用操作符（*），引操作符只能出现在赋值运算的左操作数上。给解引用的输出迭代器赋值，将对该迭代器所指向的元素做写入操作。
输出迭代器可以要求每个迭代器的值必须正好写入一次。使用输出迭代器时，对于指定的迭代器值应该使用一次 * 运算，而且只能用一次。输出迭代器一般用作算法的第三个实参，标记起始写入的位置。例如，copy 算法使用一个输出迭代器作为它的第三个实参，将输入范围内的元素复制到输出迭代器指定的目标位置。标准库 ostream_iterator 类型输出迭代器。
前向迭代器 用于读写指定的容器。这类迭代器只会以一个方向遍历序列。前向迭代器支持输入迭代器和输出迭代器提供的所有操作，除此之外，还支持对同一个元素的多次读写。可复制前向迭代器来记录序列中的一个位置，以便将来返回此处。需要前向迭代器的泛型算法包括 replace。
双向迭代器 从两个方向读写容器。除了提供前向迭代器的全部操作之外，双向迭代器还提供前置和后置的自减运算（--）。需要使用双向迭代器的泛型算法包括 reverse。所有标准库容器提供的迭代器都至少达到双向迭代器的要求。
需要随机访问迭代器的泛型算法包括 sort 算法。vector、deque 和 string 迭代器是随机访问迭代器，用作访问内置数组元素的指针也是随机访问迭代器。
随机访问迭代器 提供在常量时间内访问容器任意位置的功能。这种迭代器除了支持双向迭代器的所有功能之外，还支持下面的操作：
The relational operators <, <=, >, and >= to compare the relative positions of two iterators.
关系操作符 <、<=、> 和 >=，比较两个迭代器的相对位置。
迭代器与整型数值 n 之间的加法和减法操作符 +、+=、- 和 -=，结果是迭代器在容器中向前（或退回）n 个元素。
两个迭代器之间的减法操作符（--），得到两个迭代器间的距离。
下标操作符 iter[n]，这是 *(iter + n) 的同义词。
尽管 map 和 set 类型提供双向迭代器，但关联容器只能使用算法的一个子集。问题在于：关联容器的键是 const 对象。因此，关联容器不能使用任何写序列元素的算法。只能使用与关联容器绑在一起的迭代器来提供用于读操作的实参。
向算法传递无效的迭代器类别所引起的错误，无法保证会在编译时被捕获到。
11.4.1. 算法的形参模式
任何其他的算法分类都含有一组形参规范。理解这些形参规范有利于学习新的算法——只要知道形参的含义，就可专注于了解算法实现的操作。大多数算法采用下面四种形式之一：
alg (beg, end, other parms);
alg (beg, end, dest, other parms);
alg (beg, end, beg2, other parms);
alg (beg, end, beg2, end2, other parms);
其中，alg 是算法的名字，beg 和 end 指定算法操作的元素范围。我们通常将该范围称为算法的“输入范围”。尽管几乎所有算法都有输入范围，但算法是否使用其他形参取决于它所执行的操作。这里列出了比较常用的其他形参：dest、beg2 和 end2，它们都是迭代器。这些迭代器在使用时，充当类似的角色。除了这些迭代器形参之外，有些算法还带有其他的菲迭代器形参，它们是这些算法特有的。
新对容器元素排序的算法要使用 < 操作符。这些算法的第二个重载版本带有一个额外的形参，表示用于元素排序的不同运算：
sort (beg, end); // use < operator to sort the elements
sort (beg, end, comp); // use function named comp to sort the elements
检查指定值的算法默认使用 == 操作符。系统为这类算法提供另外命名的（而非重载的）版本，带有谓词函数（第 11.2.3 节）形参。带有谓词函数形参的算法，其名字带有后缀 _if：
检查指定值的算法默认使用 == 操作符。系统为这类算法提供另外命名的（而非重载的）版本，带有谓词函数（第 11.2.3 节）形参。带有谓词函数形参的算法，其名字带有后缀 _if：
find(beg, end, val); // find first instance of val in the input range
find_if(beg, end, pred); // find first instance for which pred is true
上述两个算法都在输入范围内寻找指定元素的第一个实例。其中，find 算法查找一个指定的值，而 find_if 算法则用于查找一个使谓词函数 pred 返回非零值的元素。
区别是否实现复制的算法版本
无论算法是否检查它的元素值，都可能重新排列输入范围内的元素。在默认情况下，这些算法将重新排列的元素写回其输入范围。标准库也为这些算法提供另外命名的版本，将元素写到指定的输出目标。此版本的算法在名字中添加了 _copy 后缀：
reverse(beg, end);
reverse_copy(beg, end, dest);
reverse 函数的功能就如它的名字所意味的：将输入序列中的元素反射重新排列。其中，第一个函数版本将自己的输入序列中的元素反向重排。而第二个版本，reverse_copy，则复制输入序列的元素，并将它们逆序存储到 dest 开始的序列中。
list 容器上的迭代器是双向的，而不是随机访问类型。由于 list 容器不支持随机访问，因此，在此容器上不能使用需要随机访问迭代器的算法。这些算法包括 sort 及其相关的算法。还有一些其他的泛型算法，如 merge、remove、reverse 和 unique，虽然可以用在 list 上，但却付出了性能上的代价。如果这些算法利用 list 容器实现的特点，则可以更高效地执行。
如果可以结合利用 list 容器的内部结构，则可能编写出更快的算法。与其他顺序容器所支持的操作相比，标准库为 list 容器定义了更精细的操作集合，使它不必只依赖于泛型操作。表 11.4 列出了 list 容器特有的操作，其中不包括要求支持双向或更弱的迭代器类型的泛型算法，这类泛型算法无论是用在 list 容器上，还是用在其他容器上，都具有相同的效果。
Table 11.4. list-Specific Operations
表 11.4. list 容器特有的操作
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lst.merge(lst2) lst.merge(lst2, comp) |
将 lst2 的元素合并到 lst 中。这两个 list 容器对象都必须排序。lst2 中的元素将被删除。合并后，lst2 为空。返回 void 类型。第一个版本使用 < 操作符，而第二个版本则使用 comp 指定的比较运算 |
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lst.remove(val) lst.remove_if(unaryPred) |
调用 lst.erase 删除所有等于指定值或使指定的谓词函数返回非零值的元素。返回 void 类型 |
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lst.reverse() |
反向排列 lst 中的元素 |
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lst.sort |
对 lst 中的元素排序 |
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lst.splice(iter, lst2) lst.splice(iter, lst2, iter2) |
将 lst2 的元素移到 lst 中迭代器 iter 指向的元素前面。在 lst2 中删除移出的元素。第一个版本将 lst2 的所有元素移到 lst 中；合并后，lst2 为空。lst 和 lst2 不能是同一个 list 对象。第二个版本只移动 iter2 所指向的元素，这个元素必须是 lst2 中的元素。在这种情况中，lst 和 lst2 可以是同一个 list 对象。也就是说，可在一个 list 对象中使用 splice 运算移动一个元素。第三个版本移动迭代器 beg 和 end 标记的范围内的元素。beg 和 end 照例必须指定一个有效的范围。这两个迭代器可标记任意 list 对象内的范围，包括 lst。当它们指定 lst 的一段范围时，如果 iter 也指向这个范围的一个元素，则该运算未定义。 |
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lst.unique() lst.unique(binaryPred) |
调用 erase 删除同一个值的团结副本。第一个版本使用 == 操作符判断元素是否相等；第二个版本则使用指定的谓词函数实现判断 |
大多数 list 容器特有的算法类似于其泛型形式中已经见过的相应的算法，但并不相同：
l.remove(val); // removes all instances of val from 1
l.remove_if(pred); // removes all instances for which pred is true from 1
l.reverse(); // reverses the order of elements in 1
l.sort(); // use element type < operator to compare elements
l.sort(comp); // use comp to compare elements
l.unique(); // uses element == to remove adjacent duplicates
l.unique(comp); // uses comp to remove duplicate adjacent copies
list 容器特有的算法与其泛型算法版本之间有两个至关重要的差别。其中一个差别是 remove 和 unique 的 list 版本修改了其关联的基础容器：真正删除了指定的元素。例如，list::unique 将 list 中第二个和后续重复的元素删除出该容器。
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与对应的泛型算法不同，list 容器特有的操作能添加和删除元素。 |
另一个差别是 list 容器提供的 merge 和 splice 运算会破坏它们的实参。使用 merge 的泛型算法版本时，合并的序列将写入目标迭代器指向的对象，而它的两个输入序列保持不变。但是，使用 list 容器的 merge 成员函数时，则会破坏它的实参 list 对象——当实参对象的元素合并到调用 merge 函数的 list 对象时，实参对象的元素被移出并删除。