一些基礎(chǔ)概念的定義
模板(Template)——類(以及結(jié)構(gòu)等各種數(shù)據(jù)類型和函數(shù))的宏(macro)。有時叫做甜餅切割機(cookie cutter),正規(guī)的名稱應(yīng)叫做范型(generic)——一個類的模板叫做范型類(generic class),而一個函數(shù)的模板也自然而然地被叫做范型函數(shù)(generic function)。
STL——標(biāo)準(zhǔn)模板庫,一些聰明人寫的一些模板,現(xiàn)在已成為每個人所使用的標(biāo)準(zhǔn)C++語言中的一部分。
容器(Container)——可容納一些數(shù)據(jù)的模板類。STL中有vector,set,map,multimap和deque等容器。
向量(Vector)——基本數(shù)組模板,這是一個容器。
游標(biāo)(Iterator)——這是一個奇特的東西,它是一個指針,用來指向STL容器中的元素,也可以指向其它的元素。
Hello World程序
我愿意在我的黃金時間在這里寫下我的程序:一個hello world程序。這個程序?qū)⒁粋€字符串傳送到一個字符向量中,然后每次顯示向量中的一個字符。向量就像是盛放變長數(shù)組的花園,大約所有STL容器中有一半是基于向量的,如果你掌握了這個程序,你便差不多掌握了整個STL的一半了。
//程序:vector演示一
//目的:理解STL中的向量
// #include "stdafx.h" -如果你使用預(yù)編譯的頭文件就包含這個頭文件
#include <vector> // STL向量的頭文件。這里沒有".h"。
#include <iostream> // 包含cout對象的頭文件。
using namespace std; //保證在程序中可以使用std命名空間中的成員。
char* szHW = "Hello World";
//這是一個字符數(shù)組,以”\0”結(jié)束。
int main(int argc, char* argv[])
{
vector <char> vec; //聲明一個字符向量vector (STL中的數(shù)組)
//為字符數(shù)組定義一個游標(biāo)iterator。
vector <char>::iterator vi;
//初始化字符向量,對整個字符串進(jìn)行循環(huán),
//用來把數(shù)據(jù)填放到字符向量中,直到遇到”\0”時結(jié)束。
char* cptr = szHW; // 將一個指針指向“Hello World”字符串
while (*cptr != '\0')
{ vec.push_back(*cptr); cptr++; }
// push_back函數(shù)將數(shù)據(jù)放在向量的尾部。
// 將向量中的字符一個個地顯示在控制臺
for (vi=vec.begin(); vi!=vec.end(); vi++)
// 這是STL循環(huán)的規(guī)范化的開始——通常是 "!=" , 而不是 "<"
// 因為"<" 在一些容器中沒有定義。
// begin()返回向量起始元素的游標(biāo)(iterator),end()返回向量末尾元素的游標(biāo)(iterator)。
{ cout << *vi; } // 使用運算符 “*” 將數(shù)據(jù)從游標(biāo)指針中提取出來。
cout << endl; // 換行
return 0;
}
push_back是將數(shù)據(jù)放入vector(向量)或deque(雙端隊列)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。Insert是一個與之類似的函數(shù),然而它在所有容器中都可以使用,但是用法更加復(fù)雜。end()實際上是取末尾加一(取容器中末尾的前一個元素),以便讓循環(huán)正確運行——它返回的指針指向最靠近數(shù)組界限的數(shù)據(jù)。就像普通循環(huán)中的數(shù)組,比如for (i=0; i<6; i++) {ar[i] = i;} ——ar[6]是不存在的,在循環(huán)中不會達(dá)到這個元素,所以在循環(huán)中不會出現(xiàn)問題。
STL的煩惱之一——初始化
STL令人煩惱的地方是在它初始化的時候。STL中容器的初始化比C/C++數(shù)組初始化要麻煩的多。你只能一個元素一個元素地來,或者先初始化一個普通數(shù)組再通過轉(zhuǎn)化填放到容器中。我認(rèn)為人們通常可以這樣做:
//程序:初始化演示
//目的:為了說明STL中的向量是怎樣初始化的。
#include <cstring> // <cstring>和<string.h>相同
#include <vector>
using namespace std;
int ar[10] = { 12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55 };
char* str = "Hello World";
int main(int argc, char* argv[])
{
vector <int> vec1(ar, ar+10);
vector <char> vec2(str, str+strlen(str));
return 0;
}
在編程中,有很多種方法來完成同樣的工作。另一種填充向量的方法是用更加熟悉的方括號,比如下面的程序:
//程序:vector演示二
//目的:理解帶有數(shù)組下標(biāo)和方括號的STL向量
#include <cstring>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
char* szHW = "Hello World";
int main(int argc, char* argv[])
{
vector <char> vec(strlen(sHW)); //為向量分配內(nèi)存空間
int i, k = 0;
char* cptr = szHW;
while (*cptr != '\0')
{ vec[k] = *cptr; cptr++; k++; }
for (i=0; i<vec.size(); i++)
{ cout << vec[i]; }
cout << endl;
return 0;
}
這個例子更加清晰,但是對游標(biāo)(iterator)的操作少了,并且定義了額外的整形數(shù)作為下標(biāo),而且,你必須清楚地在程序中說明為向量分配多少內(nèi)存空間。
命名空間(Namespace)
與STL相關(guān)的概念是命名空間(namespace)。STL定義在std命名空間中。有3種方法聲明使用的命名空間:
1.用using關(guān)鍵字使用這個命名空間,在文件的頂部,但在聲明的頭文件下面加入:
using namespace std;
這對單個工程來說是最簡單也是最好的方法,這個方法可以把你的代碼限定在std命名空間中。
2.使用每一個模板前對每一個要使用的對象進(jìn)行聲明(就像原形化):
using std::cout;
using std::endl;
using std::flush;
using std::set;
using std::inserter;
盡管這樣寫有些冗長,但可以對記憶使用的函數(shù)比較有利,并且你可以容易地聲明并使用其他命名空間中的成員。
3.在每一次使用std命名空間中的模版時,使用std域標(biāo)識符。比如:
typedef std::vector VEC_STR;
這種方法雖然寫起來比較冗長,但是是在混合使用多個命名空間時的最好方法。一些STL的狂熱者一直使用這種方法,并且把不使用這種方法的人視為異類。一些人會通過這種方法建立一些宏來簡化問題。
除此之外,你可以把using namespace std加入到任何域中,比如可以加入到函數(shù)的頭部或一個控制循環(huán)體中。
一些建議
為了避免在調(diào)試模式(debug mode)出現(xiàn)惱人的警告,使用下面的編譯器命令:
#pragma warning(disable: 4786)
另一條需要注意的是,你必須確保在兩個尖括號之間或尖括號和名字之間用空格隔開,因為是為了避免同“>>”移位運算符混淆。比如
vector <list<int>> veclis;
這樣寫會報錯,而這樣寫:
vector <list <int> > veclis;
就可以避免錯誤。