本篇是基于《Essential C++》第三章泛型编程风格的一个简单总结
1 Iterator
vector<string>::iterator 表明此iterator是位于string vector定义内的一个嵌套类型；
vector<string>::const_iterator 只容许我们读取vector内的元素，但不容许任何写入操作；
2 容器
所有容器都支持的操作有：
- “==”和“!=”操作符，返回true或者false
- assignment（=）运算符，将一个容器复制给另一个容器。这是深度复制，而不是简单的引用。比如vector<int> ori; ori.insert(1); vector<int> copied = ori; ori.clear(); cout<<ori.size()<<" "<<copied.size(); 那么将输出“0 1”
- empty()：当容器内无任何元素时返回true，否则false
- size()：返回容器内目前持有的元素个数
- clear()：删除所有元素
- begin()：返回一个指向容器内第一个元素的iterator
- end()：返回一个指向容器内最后一个元素的下一个位置的iterator
- insert()：将单一或者某个范围内的元素插入容器内
- erase()：将容器内的单一元素或者某个范围内的元素删除
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容器 |
Vector |
list |
Deque |
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存储方式 |
连续内存 |
双向链接 |
连续内存 |
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插入/删除 |
对末端的插入和删除效率很高，而对非末端的插入删除则由于需要大量复制而效率很低 |
对任意位置的插入删除都效率高 |
对头、尾的插入删除都效率高 |
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随机读取 |
高 |
低 |
高 |
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支持操作 |
push_back() pop_back() |
push_back() pop_back() push_front() pop_front() |
push_back() pop_back() push_front() pop_front() |
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Pop操作并不返回删除的元素，要获取对应的元素，可以分别调用back(), front() |
|||
3 Function Object
技术背景：在定义一些泛型函数时，可能需要使用者传入一些比如less_than这样的函数指针，例如：
1 //一个小于比较器 2 bool less_than(int v1, int v2) 3 { 4 return v1 < v2 ? ture : flase; 5 } 6 7 //用来从原vec中过滤基于pred比较结果的数。pred即为使用这需要传入的指明比较意义的函数指针。 8 vector<int> vec_filter(const vector<int> &vec, const int threshold, bool (*pred) (int, int)) 9 { 10 vector<int> result; 11 for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) 12 { 13 if(pred(vec[i], threshold)) 14 { 15 result.push_back(vec[i]); 16 } 17 } 18 return result; 19 }
我在使用vec_filter(vec, 100, less_than)的时候，就会得到一个把原vec中所有小于100的数的提取出来的result。但是这样的话，效率不高，因为在vec_filter的if判断中是通过函数指针来调用函数的。要是能使用inline就好了。function object就是为了这个而设计出来的。使用function object就可以让这个调用成为inline调用，提高效率。
为了使用function object，应该包含头文件#include<functional>，在标准库中定义了一组function object，包括算术运算、关系运算和逻辑运算三个类别：
- 六个算术运算：plus<type>, minus<type>, negate<type>, multiplies<type>, divides<type>, modules<type>
- 六个关系运算：less<type>, less_equal<type>, greater<type>, greater_equal<type>, equal_to<type>, not_equal_to<type>
- 三个逻辑运算：logical_and<type>, logical_or<type>, logical_not<type>
sample代码：
1 //一个小于比较器 2 bool less_than(int v1, int v2) 3 { 4 return v1 < v2 ? true : false; 5 } 6 7 //用来从原vec中过滤基于pred比较结果的数。pred即为使用这需要传入的指明比较意义的函数指针。 8 template<typename Comp> 9 vector<int> vec_filter(const vector<int> &vec, const int threshold, Comp pred) 10 { 11 vector<int> result; 12 for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) 13 { 14 if(pred(vec[i], threshold)) 15 { 16 result.push_back(vec[i]); 17 } 18 } 19 return result; 20 } 21 22 int main() 23 { 24 25 vector<int> vecint(100); 26 for(int i = 0; i < 100; ++i) 27 { 28 vecint.push_back(i); 29 } 30 vector<int> result = vec_filter(vecint, 45, less_than); 31 cout<<result.size()<<" "<<vecint.size()<<endl; 32 result = vec_filter(vecint, 68, less<int>()); 33 cout<<result.size()<<" "<<vecint.size()<<endl; 34 }
可能标准库提供的function object不能满足需求，标准库还提供了两个bingder adapter(绑定适配器)。这两个绑定器的作用都是将一元function object变成function object，其中bind1st将指定值绑定到第一个参数，bind2nd将指定值绑定到第二个参数，示例代码：
1 template<typename Comp> 2 vector<int> vec_filter(const vector<int> &vec, Comp pred) 3 { 4 vector<int> result; 5 for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) 6 { 7 if(pred(vec[i])) 8 { 9 result.push_back(vec[i]); 10 } 11 } 12 return result; 13 } 14 15 int main() 16 { 17 18 vector<int> vecint; 19 for(int i = 0; i < 100; ++i) 20 { 21 vecint.push_back(i); 22 } 23 vector<int> result = vec_filter(vecint, bind1st(less<int>(), 45)); 24 cout<<result.size()<<" "<<vecint.size()<<endl; //54 100 25 binder2nd<less<int>> bind2 = bind2nd(less<int>(), 45); 26 result = vec_filter(vecint, bind2); 27 cout<<result.size()<<" "<<vecint.size()<<endl; //45 100 28 }
我们可以在7行的if中，pred就只需要传入一个参数了。而且对比bind1st和bind2nd两个函数的效果，bind1st因为把45绑定在第一个参数，那么在if中，只要vec[i]比45大，条件就会成立，所以输出54。同理，bind2nd输出45.
如何自定义一个function object？
当编译器遇到一个语句 lt(ival); 的时候，lt可能是什么？有三种可能：函数名称，函数指针，还有一种可能就是一个提供了function call运算符的的function object，即lt是一个class object。那么编译器将把上述语句自动转换为：lt.operator(ival); 因此，自定义function object的关键也就出来了，就是定义一个operator()运算符。
class LessThan{ private: int mVal; public: LessThan(int val){mVal = val;} /************************************************************************/ /* 特征。0：operator()操作符； 1：inline；2：const函数； */ /************************************************************************/ inline bool operator()(int val) const {return val < mVal;}; };
4 Iterator Inserter
背景问题：在所有“会对元素进行复制行为”的泛型算法中，比如copy(), copy_backwards(), remove_copy(), replace_copy(), unique_copy()等等，他们的实现中每复制一个元素，都会使用赋值(assignment， =)来实现，那么就存在一个问题，即目标容器的容易必须足够大，否则就会产生溢出错误。即对使用者提出了这样的一个要求：保证目的容器的容量足够大。比如下面代码就会报错：
1 vector<int> vecint; 2 for(int i = 0; i < 100; ++i) 3 { 4 vecint.push_back(i); 5 } 6 vector<int> vec2; //假如改为vector<int> vec2(vecint.size())则会正常运行 7 copy(vecint.begin(), vecint.end(), vec2.begin());
STL为了能够消除使用者的这个负担，提供了三个insertion adapter：back_inserter(), inserter(), front_inserter()(由于vector并没有push_front()，所以这个只使用于list和deque), 他们会分别使用push_back()，insert()和push_front()来替代赋值（=）操作。示例代码：
1 vector<int> vecint; 2 for(int i = 0; i < 100; ++i) 3 { 4 vecint.push_back(i); 5 } 6 vector<int> vec2; 7 copy(vecint.begin(), vecint.end(), back_inserter(vec2)); 8 cout<<vec2.size(); //输出100
5 Iostream Iterator
效果：使用iterator来替代输入输出流的表达方式。标准库中提供istream_iterator和ostream_iterator两个类来分别支持单一类型的元素读取和写入，使用时应该先#include <iterator>。示例代码：
1 //从cin中输入单词，然后写入到文件word.txt 2 //常用表达方式 3 string word; 4 vector<string> vec_word; 5 while (cin>>word) 6 { 7 vec_word.push_back(word); 8 } 9 ofstream out_file("word.txt"); 10 for (int i = 0; i < vec_word.size(); ++i) 11 { 12 out_file<<vec_word[i] <<" "; 13 } 14 15 //使用iostream iterator 16 istream_iterator<string> str_in(cin); //创建输入流迭代器，可以从任何输入流创建 17 istream_iterator<string> eof; 18 copy(str_in, eof, vec_word); 19 //创建输出流迭代器，可以从任何输出流创建 20 ostream_iterator<string> out_file_itr(ofstream("word.txt"), " "); 21 copy(vec_word.begin(), vec_word.end(), out_file_itr);