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            lantionzy

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            泛型算法

            Posted on 2009-10-15 09:42 lantionzy 閱讀(1486) 評論(2)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++ Primer

            一、只讀算法

                1、使用兩個迭代器和一個值調用 find 函數,檢查兩個迭代器實參標記范圍內的每一個元素。只要找到與給定值相等的元素,find 就會返回指向該元素的迭代器。如果沒有匹配的元素,find 就返回它的第二個迭代器實參,表示查找失敗。于是,只要檢查該函數的返回值是否與它的第二個實參相等,就可得知元素是否找到了。
                 int search_value = 42;
                 // call find to see if that value is present
                 vector<int>::const_iterator result = find(vec.begin(), vec.end(), search_value);
                 // report the result
                 cout << "The value " << search_value

                      << (result == vec.end()? " is not present" : " is present")
                      << endl;

                2、許多算法只會讀取其輸入范圍內的元素,而不會寫這些元素。find 就是一個這樣的算法。另一個簡單的只讀算法是 accumulate,accumulate 帶有三個形參。頭兩個形參指定要累加的元素范圍。第三個形參則是累加的初值。

                 // sum the elements in vec starting the summation with the value 42
                 int sum = accumulate(vec.begin(), vec.end(), 42);

                 // concatenate elements from v and store in sum
                 string sum = accumulate(v.begin(), v.end(), string(""));

                3、find_first_of 函數。這個算法帶有兩對迭代器參數來標記兩段元素范圍,在第一段范圍內查找與第二段范圍中任意元素匹配的元素,然后返回一個迭代器,指向第一個匹配的元素。如果找不到元素,則返回第一個范圍的 end 迭代器。假設 roster1 和 roster2 是兩個存放名字的 list 對象,可使用 find_first_of 統計有多少個名字同時出現在這兩個列表中:
                 size_t cnt = 0;
                 list<string>::iterator it = roster1.begin();
                 // look in roster1 for any name also in roster2
                 while   ((it = find_first_of(it, roster1.end(),roster2.begin(), roster2.end()))
                           != roster1.end()) {
                    ++cnt;
                    // we got a match, increment it to look in the rest of roster1
                    ++it;
                 }
                 cout << "Found " << cnt << " names on both rosters" << endl;

            二、寫容器元素的算法

                1、寫入到輸入序列的算法本質上是安全的——只會寫入與指定輸入范圍數量相同的元素,fill 帶有一對迭代器形參,用于指定要寫入的范圍,而所寫的值是它的第三個形參的副本。執行時,將該范圍內的每個元素都設為給定的值。如果輸入范圍有效,則可安全寫入。這個算法只會對輸入范圍內已存在的元素進行寫入操作。

                 // reset each element to 0

                 fill(vec.begin(), vec.end(), 0);    

                 // set subsequence of the range to 10
                 fill(vec.begin(), vec.begin() + vec.size()/2, 10);

                2、fill_n 函數帶有的參數包括:一個迭代器、一個計數器以及一個值。該函數從迭代器指向的元素開始,將指定數量的元素設置為給定的值。fill_n 函數假定對指定數量的元素做寫操作是安全的。初學者常犯的錯誤的是:在沒有元素的空容器上調用 fill_n 函數(或者類似的寫元素算法)。

                 vector<int> vec; // empty vector
                 // disaster: attempts to write to 10 (nonexistent) elements in vec
                 fill_n(vec.begin(), 10, 0);

                3、確保算法有足夠的元素存儲輸出數據的一種方法是使用插入迭代器。插入迭代器是可以給基礎容器添加元素的迭代器。通常,用迭代器給容器元素賦值時,被賦值的是迭代器所指向的元素。而使用插入迭代器賦值時,則會在容器中添加一個新元素,其值等于賦值運算的右操作數的值。

                  back_inserter 函數是迭代器適配器。與容器適配器一樣,迭代器適配器使用一個對象作為實參,并生成一個適應其實參行為的新對象。本例中,傳遞給 back_inserter 的實參是一個容器的引用。back_inserter 生成一個綁定在該容器上的插入迭代器。在試圖通過這個迭代器給元素賦值時,賦值運算將調用 push_back 在容器中添加一個具有指定值的元素。

                 vector<int> vec; // empty vector
                 // ok: back_inserter creates an insert iterator that adds elements to vec

                 // appends 10 elements to vec
                 fill_n (back_inserter(vec), 10, 0);

                4、向目標迭代器寫入未知個數的元素。正如 fill_n 函數一樣,目標迭代器指向存放輸出數據的序列中第一個元素。這類算法中最簡單的是 copy 函數。copy 帶有三個迭代器參數:頭兩個指定輸入范圍,第三個則指向目標序列的一個元素。傳遞給 copy 的目標序列必須至少要與輸入范圍一樣大。假設 ilst 是一個存放 int 型數據的 list 對象,可如下將它 copy 給一個 vector 對象:

                 vector<int> ivec; // empty vector
                // copy elements from ilst into ivec
                 copy (ilst.begin(), ilst.end(), back_inserter(ivec));

                5、有些算法提供所謂的“復制(copying)”版本。這些算法對輸入序列的元素做出處理,但不修改原來的元素,而是創建一個新序列存儲元素的處理結果。但不修改原來的元素,而是創建一個新序列存儲元素的處理結果。replace 算法就是一個很好的例子。該算法對輸入序列做讀寫操作,將序列中特定的值替換為新的值。該算法帶有四個形參:一對指定輸入范圍的迭代器和兩個值。每一個等于第一值的元素替換成第二個值。

                 // replace any element with value of 0 by 42
                 replace(ilst.begin(), ilst.end(), 0, 42);

                 // create empty vector to hold the replacement
                 vector<int> ivec;
                 // use back_inserter to grow destination as needed

                 //every element in ilst with the value 0 has the value 42 in ivec
                 replace_copy (ilst.begin(), ilst.end(), back_inserter(ivec), 0, 42);

            三、對容器元素重新排序的算法

                1、unique 算法帶有兩個指定元素范圍的迭代器參數。該算法刪除相鄰的重復元素,然后重新排列輸入范圍內的元素,并且返回一個迭代器,表示無重復的值范圍的結束。

                 // sort words alphabetically so we can find the duplicates

                 //words:the quick red fox jumps over the slow red turtle
                 sort(words.begin(), words.end());
               
                 vector<string>::iterator end_unique = unique(words.begin(), words.end());
                 words.erase(end_unique, words.end());

                2、如果要刪除重復的項,必須使用容器操作,在本例中調用 erase 實現該功能。這個函數調用從 end_unique 指向的元素開始刪除,直到 words 的最后一個元素也刪除掉為止。

                3、sort和stable_sort 算法,,stable_sort 保留相等元素的原始相對位置。sort 和 stable_sort 都是重載函數。其中一個版本使用元素類型提供的小于(<)操作符實現比較。在查找重復元素之前,我們就是用這個 sort 版本對元素排序。第二個重載版本帶有第三個形參:比較元素所使用的謂詞函數的名字。這個謂詞函數必須接受兩個實參,實參的類型必須與元素類型相同,并返回一個可用作條件檢測的值。
                 sort(words.begin(), words.end());

                 // sort words by size, but maintain alphabetic order for words of the same size
                 stable_sort(words.begin(), words.end(), isShorter);
                4、統計滿足指定條件的項數。執行 count_if 時,首先讀取它的頭兩個實參所標記的范圍內的元素。每讀出一個元素,就將它傳遞給第三個實參表示的謂詞函數。此謂詞函數。此謂詞函數需要單個元素類型的實參,并返回一個可用作條件檢測的值。count_if 算法返回使謂詞函數返回條件成立的元素個數。

                 //GT6 returns a bool value

                 vector<string>::size_type wc = count_if(words.begin(), words.end(), GT6);

            四、泛型算法中使用迭代器

                1、插入迭代器

                   1.1 back_inserter,創建使用 push_back 實現插入的迭代器。

                   1.2 front_inserter,使用 push_front 實現插入。該函數將創建一個迭代器,調用它所關聯的基礎容器的 push_front 成員函數代替賦值操作。只有當容器提供 push_front 操作時,才能使用 front_inserter。在 vector 或其他沒有 push_front 運算的容器上使用 front_inserter,將產生錯誤。

                   1.3 inserter,使用 insert 實現插入操作。這種適配器帶有兩個實參:所關聯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);

                   1.4 也許我們會認為可使用 inserter 和容器的 begin 迭代器來模擬 front_inserter 的效果。然而,inserter 的行為與 front_inserter 的有很大差別。在使用 front_inserter 時,元素始終在容器的第一個元素前面插入。而使用 inserter 時,元素則在指定位置前面插入。即使此指定位置初始化為容器中的第一個元素,但是,一旦在該位置前插入一個新元素后,插入位置就不再是容器的首元素了:

                   list<int> ilst, ilst2, ilst3;

                   // 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()));

                2、iostream 迭代器

                   雖然 iostream 類型不是容器,但標準庫同樣提供了在 iostream 對象上使用的迭代器: istream_iterator用于讀取輸入流,而ostream_iterator則用于寫輸出流。這些迭代器將它們所對應的流視為特定類型的元素序列。使用流迭代器時,可以用泛型算法從流對象中讀數據(或將數據寫到流對象中)。

                   2.1 可使用 istream_iterator 對象將標準輸入讀到 vector 對象中。

                   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++);

                   2.2 可使用 ostream_iterator 對象將一個值序列寫入流中,其操作的過程與使用迭代器將一組值逐個賦給容器中的元素相同:

                   // 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++;

                   2.3 流迭代器d的幾個重要限制:

                       不可能從 ostream_iterator 對象讀入,也不可能寫到 istream_iterator 對象中。

                       一旦給 ostream_iterator 對象賦了一個值,寫入就提交了。賦值后,沒有辦法再改變這個值。此外,ostream_iterator 對象中每個不同的值都只能正好輸出一次。

                       ostream_iterator 沒有 -> 操作符。
                3、反向迭代器
                   反向迭代器是一種反向遍歷容器的迭代器。也就是,從最后一個元素到第一個元素遍歷容器。反向迭代器將自增(和自減)的含義反過來了:對于反向迭代器,++ 運算將訪問前一個元素,而 -- 運算則訪問下一個元素。

                   // 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

                4、const 迭代器

                   在之前使用 find 的程序中,我們將 result 定義為 const_iterator 類型。這樣做是因為我們不希望使用這個迭代器來修改容器中的元素。find_first_of程序中也不打算改變容器內的任何元素,但是它卻使用了普通的非 const 迭代器來保存 find_first_of 的返回值。

                   原因是,在第二個例子中,程序將迭代器用作 find_first_of 的實參:

                   find_first_of(it, roster1.end(), roster2.begin(), roster2.end())

                   該函數調用的輸入范圍由 it 和調用 roster1.end() 返回的迭代器指定。算法要求用于指定范圍的兩個迭代器必須具有完全一樣的類型。roster1.end() 返回的迭代器依賴于 roster1 的類型。如果該容器是 const 對象,則返回的迭代器是 const_iterator 類型;否則,就是普通的 iterator 類型。在這個程序中,roster1 不是 const 對象,因而 end 返回的只是一個普通的迭代器。

                5、迭代器分類

                   Input iterator(輸入迭代器)              讀,不能寫;只支持自增運算

                   Output iterator(輸出迭代器)             寫,不能讀;只支持自增運算

                   Forward iterator(前向迭代器)            讀和寫;只支持自增運算

                   Bidirectional iterator(雙向迭代器)      讀和寫;支持自增和自減運算

                   Random access iterator(隨機訪問迭代器)  讀和寫;支持完整的迭代器算術運算

             

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            # re: 泛型算法  回復  更多評論   

            2009-10-15 11:20 by 淘寶導購
            不錯哦

            # re: 泛型算法  回復  更多評論   

            2009-10-15 14:08 by lantionzy
            @淘寶導購
            歡迎評論和交流
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