2 牛刀小試:且看一個簡單例程一個排序程序:
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; // 數組允許元素的最大個數
int num[max_size]; // 整型數組
// 從標準輸入設備讀入整數,同時累計輸入個數,
// 直到輸入的是非整型數據為止
int n;
for (n = 0; cin >> num[n]; n ++);
// C標準庫中的快速排序(quick-sort)函數
qsort(num, n, sizeof(int), compare);
// 將排序結果輸出到標準輸出設備
for (int i = 0; i < n; i ++)
cout << num[i] << "\n";
}
// 比較兩個數的大小,
// 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;
}
這是一個和STL沒有絲毫關系的傳統風格的C++程序。因為程序的注釋已經很詳盡了,所以不需要我再做更多的解釋。總的說來,這個程序看起來并不十分復雜(本來就沒有太多功能)。只是,那個compare函數,看起來有點費勁。指向它的函數指針被作為最后一個實參傳入qsort函數,qsort是C程序庫stdlib.h中的一個函數。以下是qsort的函數原型:
void qsort(void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );
應用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;
// 從標準輸入設備讀入整數,
// 直到輸入的是非整型數據為止
while (cin >> element)
num.push_back(element);
// STL中的排序算法
sort(num.begin(), num.end());
// 將排序結果輸出到標準輸出設備
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.h,并不是我的疏忽,程序保證可以編譯通過,只要你的C++編譯器支持標準C++規范的相關部分。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。加入那個聲明只是為了表明程序引用到了std這個標準名字空間(namespace),因為STL中的那些玩意兒全都包含在那里面。只有通過這行聲明,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中的一個標準容器,可以用來存放一些元素。你可以把vector理解為int [?],一個整型的數組。之所以大小未知是因為,vector是一個可以動態調整大小的容器,當容器已滿時,如果再放入元素則vector會悄悄擴大自己的容量。push_back是vector容器的一個類屬成員函數,用來在容器尾端插入一個元素。main函數中第一個while循環做的事情就是不斷向vector容器尾端插入整型數據,同時自動維護容器空間的大小。
sort是STL中的標準算法,用來對容器中的元素進行排序。它需要兩個參數用來決定容器中哪個范圍內的元素可以用來排序。這里用到了vector的另兩個類屬成員函數。begin()用以指向vector的首端,而end()則指向vector的末端。這里有兩個問題,begin()和end()的返回值是什么?這涉及到STL的另一個重要部件--迭代器(Iterator),不過這里并不需要對它做詳細了解。你只需要把它當作是一個指針就可以了,一個指向整型數據的指針。相應的sort函數聲明也可以看作是void sort(int* first, int* last),盡管這實際上很不精確。另一個問題是和end()函數有關,盡管前面說它的返回值指向vector的末端,但這種說法不能算正確。事實上,它的返回值所指向的是vector中最末端元素的后面一個位置,即所謂pass-the-end value。這聽起來有點費解,不過不必在意,這里只是稍帶一提。總的來說,sort函數所做的事情是對那個準整型數組中的元素進行排序,一如第一個程序中的那個qsort,不過比起qsort來,sort似乎要簡單了許多。
程序的最后是輸出部分,在這里vector完全可以以假亂真了,它所提供的對元素的訪問方式簡直和普通的C++內建數組一模一樣。那個size函數用來返回vector中的元素個數,就相當于第一個程序中的變量n。這兩行代碼直觀的不用我再多解釋了。
我想我的耐心講解應該可以使你大致看懂上面的程序了,事實上STL的運用使程序的邏輯更加清晰,使代碼更易于閱讀。試問,有誰會不明白begin、end、size這樣的字眼所表達的含義呢(除非他不懂英語)?試著運行一下,看看效果。再試著多輸入幾個數,看看是否會發生數組越界現象。實踐證明,程序運行良好。是的,由于vector容器自行維護了自身的大小,C++程序員就不用操心動態內存分配了,指針的錯誤使用畢竟會帶來很多麻煩,同時程序也會變得冗長無比。這正是前面第三種方案的缺點所在。