第十一章 泛型算法
11.1 概述
使用 两个迭代器 和 一个值 调用find函数，检查 两个迭代器实参标记范围内 的每一个元素
#include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> //using namespace std; //vector find cout using std:: vector; using std:: find; using std:: cout; int main() { /* std::vector<int > arr = { 1,2,3,4,5,6 }; //vector<int >::const_iterator it = std::vector<int >::iterator it = std::find( arr.begin(),arr.end(),3 ); //*it = 100; std::cout << ( it==arr.end() ? "no" : "yes" ); */ vector<int > arr = { 1,2,3,4,5,6 }; //vector<int >::const_iterator it = vector<int >::iterator it = find( arr.begin(),arr.end(),3 ); //*it = 100; cout << ( it==arr.end() ? "no" : "yes" ); return 0; }
由于指针的行为与作用 在内置数组的迭代器一样，因此可以使用find来搜索数组
#include <algorithm> #include <iostream> using std:: find; using std:: cout; int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6 }; int* p = find( arr,arr+6,3 ); cout << ( p==arr+6 ? "no" : "yes" ); return 0; }
每个泛型算法的实现都独立于单独的容器，这些算法还是大而不全的，并且不依赖于容器存储的元素类型，标准算法固有地独立于类型，这种算法只在一点上隐式地依赖元素类型：必须能够对元素做比较运算
迭代器将算法和容器绑定起来：泛型算法用迭代器来解决第一个要求：遍历容器，大多数情况下，每个算法都需要使用两个迭代器来指出该算法操纵的元素范围，第二个迭代器被用作终止遍历的哨兵，元素值得比较，有两种解决方法，默认情况下，find操作要求元素类型定义了相等（==）操作符，算法使用这个操作符比较元素，如果元素类型不支持==操作符，需要一个额外的参数：实现元素比较的函数名字
这些算法从不使用容器操作，因而其实现与类型无关，元素的所有访问和遍历都通过迭代器实现，算法基于迭代器及其操作实现，而并非基于容器操作，算法从不修改基础容器的大小，从不直接添加或删除元素，算法操纵插入器（迭代器），将可能导致在容器中添加元素，但是，算法本身从不这么做
11.2 初窥算法
标准库定义了一组泛化的算术算法，包含头文件 #include <numeric>，带有输入范围参数的算法总是使用头两个参数标记该范围，理解算法的最基本方法是了解该算法是否读元素、写元素或对元素重新排序
11.2.1 只读算法
许多算法只会读取其输入范围内的元素，而不会写这些元素，find、find_first_of、accumulate算法 就是这样的算法，accumulate 算法在numeric头文件中定义，accumulate的第三个参数是必须的，因为accumulate对将要累加的元素类型一无所知，其返回类型就是其第三个实参的类型，find_first_of 带有两对迭代器，每对迭代器类型必须精确匹配，但不要求两对之间的类型匹配，只要这两个序列的元素可以比较即可，比如第一对的类型是list对象，第二对的类型是vector对象、deque对象，只要这两个序列的元素可以使用相等操作符进行比较即可，返回迭代器，指向第一个匹配的元素，如果找不到匹配元素，则返回第一个范围内的end迭代器
11.2.2 写容器元素的算法
一些算法写入元素值，在使用这些算法写元素时要当心，必须确保算法所写的序列至少足以存储要写入的元素，写入输入序列的元素：fill算法，带有一对迭代器形参，用于指定要写入的范围，所写的值是它的第三个形参的副本；不检查写入操作的算法：fill_n函数带有的参数包括一个迭代器、一个计数器以及一个值，该函数假定对指定数量的元素做些操作是安全的，不可以在没有元素的空容器上调用fill_n函数，对指定数目的元素做写入运算，或者写到目标迭代器的算法，都不检查目标的大小是否足以存储写入的元素
back_inserter：确保算法有足够的元素存储输出数据的一种方法是使用插入迭代器，插入迭代器是可以给基础容器添加元素的迭代器，使用back_inserter的程序必须包含iterator头文件，back_inserter函数是迭代器的适配器（参数为容器引用），在试图通过这个迭代器给元素赋值时，赋值运算将调用push_back在容器中添加一个具有指定值的元素
写入到目标迭代器的算法：向目标迭代器写入未知个数的元素，copy函数，带有三个迭代器参数：头两个指定输入范围，第三个则指向目标序列的一个元素，传递给copy的目标序列必须至少要与输入范围一样大，copy(ilsit.begin(),ilist.end(),back_inserter(ivec) ); 这个效率比较差，更好方法是直接用输入范围作为新构造容器的初始化式：vector<int> ivec(ilist.begin(),ilist.end() );
replace算法对输入序列做读写操作，将序列中特定的值替换为新的值，replace_copy算法，第三个迭代器实参，指定保存调整后序列的目标位置
vector<int> ivec; replace_copy( ilist.begin(), ilsit.end(), back_inserter(ivec), 0, 42 );
11.2.3 对容器元素重新排序的算法
算法不直接修改容器大小，如果需要添加或删除元素，则必须使用容器操作
sort排序算法，使用小于操作符比较元素，unique算法“删除”重复元素，并返回一个迭代器，表示无重复的值范围的结束（实际上没有删除任何元素），使用容器操作 erase 删除元素
stable_sort 和count_if 算法，需要一个配套的实用函数，称为谓词，谓词是做某些检测的函数，返回用于条件判断的类型，指出条件是否成立，sort算法按字典次序排序，stable_sort保留相等元素的原始相对位置，调用stable_sort后，对于长度相同的元素，将保留其字典顺序，count_if算法返回使谓词函数返回条件成立的元素个数
11.3 迭代器回顾
11.4 泛型算法的结构
算法具有共同的设计基础，C++提供了两种算法模式：一种模式 由算法所带的形参定义；另一个模式则 通过两种函数 命名和重载的规范 定义
11.4.1 算法的形参模式
任何其他的算法分类都含有一组形参规范，大多数算法采用下面四种形式之一：
alg(beg,end,other parms );
alg(beg,end,dest,other parms );
alg(beg,end,beg2,other parms );
alg(beg,end,beg2,end2,other parms );
其中，alg是算法的名字，beg和end指定算法操作的元素范围，称为算法的“输入范文”，但算法是否使用其他形参取决于它所执行的操作，其他形参：dest、beg2、end2它们是迭代器，还有其他的非迭代器形参，它们是这些算法所特有的
带有单个目标迭代器的算法：dest形参是一个迭代器，用于指定存储输出数据的目标对象，算法假定无论需要写入多少个元素都是安全的，如果dest是容器上的迭代器，则算法将输出内容写到容器中已经存在的元素上，更普遍的用法是，将dest与某个插入迭代器或者ostream_iterator绑定在一起；带第二个输入序列的算法：通常将联合两个输入范围的元素来完成计算功能，只带有beg2的算法假定以beg2开始的序列与beg和end标记的序列一样大；
11.4.2 算法的命名规范
标准库使用一组相同的命名和重载规范，它们包括两种模式：第一种模式包括测试输入范围内元素的算法，第二种模式则应用于对输入范围内元素重新排序的算法
区别带有一个值或一个谓词函数参数的算法版本：很多算法通过检查其输入范围内的元素实现其功能，这些算法通常要用到标准关系操作符：==或<，其中的大部分算法会提供第二个版本的函数，允许程序员提供比较或测试函数取代操作符的使用，重新对容器元素排序的算法要使用<操作符，这些算法的第二个重载版本带有一个额外的形参，表示用于元素排序的不同运算， 带有谓词函数形参的算法，其名字带有后缀_if （标准库提供另外名字的版本，而非重载版本，其原因在于这两个版本的算法带有相同数目的形参）
区别是否实现复制的算法版本：无论算法是否检查它的元素值，都可能重新排列输入范围内的元素，在默认情况下，这些算法将重新排列的元素写回其输入范围，标准库也为这些算法提供另外命名的版本，将元素写到指定的输出目标，此版本的算法在名字上添加了_copy后缀
11.5 容器的特有算法
list容器上的迭代器是双向的，而不是随机访问类型，在此容器上不能使用需要随机访问迭代器的算法：包括sort及其相关的算法，与其他顺序容器所支持的操作相比，标准库为list容器定义了更精细的操作集合，使它不必只依赖于泛型操作，list容器特有的操作：merge、remove、reverse、sort、splice、unique，sort()，无参使用元素类型的 < 操作符比较元素，sort(comp)，有参（函数），使用参数比较元素类型
remove和unique的list版本修改了其关联的基础容器：真正删除了指定的元素，merge和splice运算会破坏它们的实参，当实参对象的元素合并到调用merge函数的list对象时，实参对象的元素被移出并删除，与对应的泛型算法不同，list容器特有的操作能添加和删除元素
