2 牛刀小試:且看一個(gè)簡(jiǎn)單例程一個(gè)排序程序:
原始方法:
// name:example2_1.cpp
// alias:Rubish
#include <stdlib.h>
#include <iostream.h>
int compare(const void *arg1, const void *arg2);
void main(void)
{
const int max_size = 10; // 數(shù)組允許元素的最大個(gè)數(shù)
int num[max_size]; // 整型數(shù)組
// 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀入整數(shù),同時(shí)累計(jì)輸入個(gè)數(shù),
// 直到輸入的是非整型數(shù)據(jù)為止
int n;
for (n = 0; cin >> num[n]; n ++);
// C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的快速排序(quick-sort)函數(shù)
qsort(num, n, sizeof(int), compare);
// 將排序結(jié)果輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備
for (int i = 0; i < n; i ++)
cout << num[i] << "\n";
}
// 比較兩個(gè)數(shù)的大小,
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2小,則返回-1
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2大,則返回1
// 如果*(int *)arg1等于*(int *)arg2,則返回0
int compare(const void *arg1, const void *arg2)
{
return (*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? -1 :
(*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0;
}
這是一個(gè)和STL沒(méi)有絲毫關(guān)系的傳統(tǒng)風(fēng)格的C++程序。因?yàn)槌绦虻淖⑨屢呀?jīng)很詳盡了,所以不需要我再做更多的解釋。總的說(shuō)來(lái),這個(gè)程序看起來(lái)并不十分復(fù)雜(本來(lái)就沒(méi)有太多功能)。只是,那個(gè)compare函數(shù),看起來(lái)有點(diǎn)費(fèi)勁。指向它的函數(shù)指針被作為最后一個(gè)實(shí)參傳入qsort函數(shù),qsort是C程序庫(kù)stdlib.h中的一個(gè)函數(shù)。以下是qsort的函數(shù)原型:
void qsort(void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );
應(yīng)用STL的方法:
// name:example2_2.cpp
// alias:The first STL program
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void main(void)
{
vector<int> num; // STL中的vector容器
int element;
// 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀入整數(shù),
// 直到輸入的是非整型數(shù)據(jù)為止
while (cin >> element)
num.push_back(element);
// STL中的排序算法
sort(num.begin(), num.end());
// 將排序結(jié)果輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備
for (int i = 0; i < num.size(); i ++)
cout << num[i] << "\n";
}
程序的前三行是包含的頭文件,它們提供了程序所要用到的所有C++特性(包括輸入輸出處理,STL中的容器和算法)。不必在意那個(gè).h,并不是我的疏忽,程序保證可以編譯通過(guò),只要你的C++編譯器支持標(biāo)準(zhǔn)C++規(guī)范的相關(guān)部分。你只需要把它們看作是一些普通的C++頭文件就可以了。
同樣可以忽略第四行的存在。加入那個(gè)聲明只是為了表明程序引用到了std這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)名字空間(namespace),因?yàn)镾TL中的那些玩意兒全都包含在那里面。只有通過(guò)這行聲明,編譯器才能允許你使用那些有趣的特性。
程序中用到了vector,它是STL中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容器,可以用來(lái)存放一些元素。你可以把vector理解為int [?],一個(gè)整型的數(shù)組。之所以大小未知是因?yàn)椋瑅ector是一個(gè)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整大小的容器,當(dāng)容器已滿(mǎn)時(shí),如果再放入元素則vector會(huì)悄悄擴(kuò)大自己的容量。push_back是vector容器的一個(gè)類(lèi)屬成員函數(shù),用來(lái)在容器尾端插入一個(gè)元素。main函數(shù)中第一個(gè)while循環(huán)做的事情就是不斷向vector容器尾端插入整型數(shù)據(jù),同時(shí)自動(dòng)維護(hù)容器空間的大小。
sort是STL中的標(biāo)準(zhǔn)算法,用來(lái)對(duì)容器中的元素進(jìn)行排序。它需要兩個(gè)參數(shù)用來(lái)決定容器中哪個(gè)范圍內(nèi)的元素可以用來(lái)排序。這里用到了vector的另兩個(gè)類(lèi)屬成員函數(shù)。begin()用以指向vector的首端,而end()則指向vector的末端。這里有兩個(gè)問(wèn)題,begin()和end()的返回值是什么?這涉及到STL的另一個(gè)重要部件--迭代器(Iterator),不過(guò)這里并不需要對(duì)它做詳細(xì)了解。你只需要把它當(dāng)作是一個(gè)指針就可以了,一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針。相應(yīng)的sort函數(shù)聲明也可以看作是void sort(int* first, int* last),盡管這實(shí)際上很不精確。另一個(gè)問(wèn)題是和end()函數(shù)有關(guān),盡管前面說(shuō)它的返回值指向vector的末端,但這種說(shuō)法不能算正確。事實(shí)上,它的返回值所指向的是vector中最末端元素的后面一個(gè)位置,即所謂pass-the-end value。這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)費(fèi)解,不過(guò)不必在意,這里只是稍帶一提。總的來(lái)說(shuō),sort函數(shù)所做的事情是對(duì)那個(gè)準(zhǔn)整型數(shù)組中的元素進(jìn)行排序,一如第一個(gè)程序中的那個(gè)qsort,不過(guò)比起qsort來(lái),sort似乎要簡(jiǎn)單了許多。
程序的最后是輸出部分,在這里vector完全可以以假亂真了,它所提供的對(duì)元素的訪(fǎng)問(wèn)方式簡(jiǎn)直和普通的C++內(nèi)建數(shù)組一模一樣。那個(gè)size函數(shù)用來(lái)返回vector中的元素個(gè)數(shù),就相當(dāng)于第一個(gè)程序中的變量n。這兩行代碼直觀(guān)的不用我再多解釋了。
我想我的耐心講解應(yīng)該可以使你大致看懂上面的程序了,事實(shí)上STL的運(yùn)用使程序的邏輯更加清晰,使代碼更易于閱讀。試問(wèn),有誰(shuí)會(huì)不明白begin、end、size這樣的字眼所表達(dá)的含義呢(除非他不懂英語(yǔ))?試著運(yùn)行一下,看看效果。再試著多輸入幾個(gè)數(shù),看看是否會(huì)發(fā)生數(shù)組越界現(xiàn)象。實(shí)踐證明,程序運(yùn)行良好。是的,由于vector容器自行維護(hù)了自身的大小,C++程序員就不用操心動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配了,指針的錯(cuò)誤使用畢竟會(huì)帶來(lái)很多麻煩,同時(shí)程序也會(huì)變得冗長(zhǎng)無(wú)比。這正是前面第三種方案的缺點(diǎn)所在。