Tips for C++ Primer Chapter 10 泛型算法
2018-06-27 10:03:37来源:未知 阅读 ()
第10章 泛型算法
accumulate函数
accumulate(b, e, val) 返回一对迭代器范围内元素的“和”,第三个参数指定“和”的初值;返回类型与第三个实参的类型一致,而与容器内的元素类型无关
例如:
vector<double> v{1.1, 2, 3, 4};
accumulate(v.cbegin(), v.cend(), 0); //返回值是int类型的10
accumulate(v.cbegin(), v.cend(), 0.0); //返回值是double类型的10.1
PS:容器中元素类型不一定是数值类型,只要元素类型定义了+运算符即可;例如:string sum = accumulate(v.cbegin(), v.cend(), string("")) 做的事是将[b,e)范围的string依次连接起来并返回
equal函数
equal(b1, e1, b2) //c1中[b1,e1)范围的元素依次与c2中[b2, +∞)范围的元素比较
可以用来比较不同容器类型中的元素,且元素类型也不必一样。只要能用==比较两个元素类型即可。
PS:equal的一个重要假设:第二个序列至少和第一个序列一样长
fill函数
fill(b, e, val) 将val赋值给[b,e)范围的元素
fill_n(b, n, val) 将val赋值给[b,b+n)范围的n个元素
注意:写操作需保证目标位置足够大,能容纳要写入的元素。特殊地,不要在空容器上调用写操作的函数。
back_inserter函数
back_inserter函数返回一个与容器绑定的插入迭代器(insert iterator),定义在头文件iterator中。
通过插入迭代器赋值时,会调用push_back将一个具有给定值的元素添加到容器中。
例如:
vector<int> vec;
auto it = back_inserter(vec); //it是一个插入迭代器
*it = 10; //相当于vec.push_back(10)
再例如:
fill_n(back_inserter(vec), 5, 0); //在vec的末尾添加5各元素,每个元素的值都为0
拷贝算法
copy(b, e, dest) 将[b,e)范围的元素拷贝至dest指向的位置;返回插入到目的位置中的最后一个元素的后一个位置的迭代器
例如:可以用copy实现内置数组的拷贝
int a1[] = {0,1,2};
int a2[sizeof(a1)/sizeof(*a1)]; //保证a2与a1的空间(至少)一样大
auto ret = copy(begin(a1), end(a1), a2); //ret指向拷贝到a2的尾元素之后的位置
repalce与replace函数(略)
重排容器元素的算法
sort(b,e) 依据元素类型的<运算符来排序
unique(b,e) “删除”(覆盖)相邻重复元素;unique函数不改变容器大小;返回的迭代器指向最后一个不重复元素之后的位置
PS:若要删除靠后的无用元素,可以这样
c.erase(unique(c.begin(),c.end()), c.end());
定制操作
find_if算法
find_if函数接受一对迭代器,表示一个范围;find_if的第三个参数是一个一元谓词,find_if对输入序列中的每个元素调用给定的这个谓词,返回第一个使谓词返回非0值的元素的迭代器;如果不存在这样的元素,则返回尾后迭代器。
例子:查找第一个小于5的元素
bool is(const int &i)
{
if(i<5) return 1;
return 0;
}
auto it = find_if(c.begin(), c.end(), is);
if(it==v.end())
cout<<"not found"<<endl;
else
cout<<*it<<endl;
lambda表达式
一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元,可以将其理解为一个未命名的内联函数。
[captrue list] (parameter list) -> return type { function body }
captrue list:捕获列表;是一个lambda所在函数中定义的局部变量的列表,通常为空。
parameter list、return type、function body:与普通函数一样,分别表示参数类型、返回列表、函数体;不同的是,lambda必须使用尾置返回。
例子:编写一个lambda,接受两个int,返回它们的和
auto sum = [](int &a, int &b) -> int {return a+b;};
int x,y;
cout<<sum(x,y)<<endl;
注意:可以忽略参数列表和返回类型,但必须包含捕获列表和函数体。
注意:如果lambda函数体包含任何单一return语句之外的内容,且未指定return type,则返回void;否则,若函数体只是一个return语句,由return的表达式的类型推断返回类型。
向lambda传递参数
与普通函数不同,lambda表达式不能有默认参数。
使用捕获列表
若lambda要使用它所在函数的(非static)局部变量,则必须在捕获列表中指明该局部变量,多个局部变量以逗号分隔。
空的捕获列表:表明此lambda不使用它所在函数中的任何(非static)局部变量。
捕获列表只用于局部非static变量,lambda可以直接使用局部static变量和它所在函数之外声明的名字。
值捕获
与参数不同,被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝,而不是调用时拷贝。
引用捕获
在捕获列表中的变量名前加上&,指出该变量以引用方式捕获。
lambda捕获列表的不同形式
[ ] 空捕获列表;不使用所在函数中的(非static)变量
[names] names是以逗号分隔的名字列表,名字前如果使用了&,则采用引用捕获方式,否则采用值捕获方式
[&] 隐式捕获列表,采用引用捕获方式
[=] 隐式捕获列表,采用值捕获方式
[&, identifer_list] identifer_list是一个逗号分隔的列表,包含0个或多个来自所在函数的变量,这些变量都采用值捕获方式,而任何隐式捕获的变量都采用引用方式捕获。identifer_list中的名字前不能使用&。
[=, identifer_list] identifer_list中的变量都采用引用方式捕获,而任何隐式捕获的变量都采用值捕获方式。identifer_list中的名字不能包含this,且这些名字前必须使用&。
for_each算法
for_each(b,e,pred) 对迭代器范围[b,e)的元素依次调用一元谓词函数pred
可变lambda
对于一个值捕获的变量,lambda不会改变 其值;若希望改变其值,就必须在参数列表后加上关键字mutable。
参数绑定:bind函数
(略)
再探迭代器
插入迭代器
插入迭代器实际上是一种迭代器适配器,它接受一个容器,生成一个迭代器,能实现向给定容器添加元素。
插入迭代器有三种:back_inserter、front_inserter、inserter
插入迭代器的操作
it = t 在it指定的当前位置插入值t;假定c是it绑定的容器,依赖于插入迭代器的不同种类,此赋值操作分别调用c.push_back(t)、c.push_front(t)、c.insert(t,p),其中p是传递给inserter的迭代器位置
*it ++it it++ 虽然这些操作存在,但不会对插入迭代器it做任何事情;每个操作都返回it
一个例子:
vector<int> v;
auto inst_it = inserter(v, v.begin());
*inst_it = 1;
*inst_it = 2;
*inst_it = 3;
最终v中含有三个元素1,2,3
*inst_it = val;
其效果相当于
it = v.insert(it, val); //it指向新加入的元素
++it; //递增it使它指向原来的元素
iostream迭代器
istream_iterator操作
istream_iterator<T> in(is) in从输入流is读取类型为T的值
istream_iterator<T> eof eof被定义为空的istream_iterator,可以当做尾后迭代器来使用;对于一个关联到流的迭代器,一旦其关联的流遇到文件尾或IO错误(例如读到非T类型的值),迭代器的值就与尾后迭代器相等
in1 == in2 in1 != in2 in1和in2必须读取相同的类型才能进行比较;若它们都是尾后迭代器,或者绑定到相同的输入,则两者相等
*in 返回从流中读取的值
in->mem 相当于(*in).mem
++in in++ 使用绑定的元素类型所定义的>>运算符从输入流读取下一个值;前置版本返回指向递增后迭代器的引用,后置版本返回旧值
ostream_iterator操作
创建一个ostream_iterator时,可以提供(可选的)第二参数,它是一个C风格字符串(字符串字面值常量、指向字符数组的指针),在输出每个元素后都将打印此字符串。
必须将ostream_iterator绑定到一个指定的流,不允许空的或表示尾后位置的ostream_iterator。
ostream_iterator<T> out(os) out将类型为T的值写到输出流os中
ostream_iterator<T> out(os, d) out将类型为T的值写到输出流os中,每个值后面都输出一个d;d是一个C风格字符串
out = val 用<<运算符将val写入到out所绑定的ostream中;val的类型需要与out可写的类型兼容
*out ++out out++ 这些运算符存在,但不对out做任何事情;每个运算符都返回out
泛型算法结构
泛型算法形参模式
alg(beg, end, other args)
alg(beg, end, dest, other args) dest参数是一个表示算法可以写入的目的位置的迭代器;dest可能是一个直接指向容器的迭代器,也可能被绑定到一个插入迭代器,或是一个ostream_iterator
alg(beg, end, beg2, other args)
alg(beg, end, beg2, end2, other args)
特定容器算法
与其它容器不同,链表类型 list 和 forward_list 定义了几个成员函数形式的算法。
对于 list 和 forward_list 应该优先使用其成员函数版本的算法而不是通用算法,以达到较低代价。例如:一个链表可以改变元素间的链接而不是真的交换它们的值来“交换”元素,因此这些链表版本的算法的性能优于对应的通用版本。
list、forward_list成员函数版本的算法
lst.merge(lst2) lst.merge(lst2, comp) 将来自lst2的元素合并入lst;lst和lst2都必须是有序的;元素将从lst2中删除,merge操作之后,lst2为空;第一个版本使用<运算符、第二个版本使用给定的比较操作
lst.remove(val) lst.remove_if(pred) 调用erase删除掉与给定值val相等或令一元谓词pred为真的每个元素
lst.reverse() 反转lst中元素的顺序
lst.sort() lst.sort(comp) 使用<或给定的比较操作排序元素
lst.unique() lst.unique(pred) 调用erase删除相邻重复值;第一个版本使用==、第二个版本使用给定的二元谓词pred
splice成员
链表类型还定义了splice算法。
list、forward_list的splice成员函数的参数
lst.splice(args) 或 flst.splice_after(args)
args可以是如下形式:
(p, lst2) p是指向lst中元素的迭代器,或者是指向flst首前位置的迭代器;函数将lst2的所有元素移动到lst中p之前的位置或是flst中p之后的位置;将元素从lst2中删除;lst2的类型必须与lst或flst相同,且不能是同一个链表
(p, lst2, p2) p2是一个指向lst2中位置的有效的迭代器;将p2指向的元素移动到lst中,或将p2之后的元素移动到flst中;lst2可以是与lst或flst相同的链表
(p, lst2, b, e) b、e必须表示lst2中的合法范围;将给定范围中的元素从lst2移动到lst或flst;lst2可以是与lst或flst相同的链表,但p不能指向[b,e)范围的元素
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