Processing math: 100%

###学习《C++ Primer》- 3

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#@author:       gr
#@date:         2014-10-04
#@email:        forgerui@gmail.com

Part 3: STL泛型算法(第10章)

一、算法永远不会执行容器的操作

算法本身不会执行容器的操作,它们只会运行在迭代器上,执行迭代器的操作,使用迭代器,使算法更加通用。算法的编程假定:算法永远不会改变底层容器的大小。算法可能改变元素的值或移动元素,但永远不会直接添加或删除。

还有一个inserter的迭代器,可以向容器中添加元素。

二、只读算法

accumulate进行累加操作,可以进行数值累加,也可以进行字符串相加(连接)。

accumulate(c.cbegin(), c.cend(), string(""));

equal比较两个容器的元素是否一致,前两个表示容器的范围,第三个表示第二个容器的首位置。要保证第二个序列至少和第一个序列一样长。

equal(c1.cbegin(), c1.cend(), c2.cbegin());

三、写容器元素的算法

fillfill_n不改变容器的大小,所以要保证有足够的空间。

vector<int> vec(10);
fill(vec.begin(), vec.end(), 0);        //fill(begin, end, val);
fill_n(vec.begin(), vec.size(), 0);     //fill_n(pos, n, val);
vector<int> vec2;
fill_n(vec2.begin(), 10, 0);            //出错,vec2是空的,无法写入10个元素

back_inserter是插入迭代器,通过这个迭代器进行赋值时,系统会自动调用push_back函数。

vector<int> vec;
auto it = back_inserter(vec);
//进行赋值,会自动调用push_back进行插入
*it = 42;
fill_n(back_inserter(vec), 10, 1);

copy向目的地写入元素。

copy(vec1.cbegin(), vec2.cend(), back_inserter(vec2));

replace替换元素值。

//把0替换为42
replace(vec.begin(), vec.end(), 0, 42);

replace_copy接受第三个迭代器,指出调整后序列的保存位置。

replace_copy(vec.cbegin(), vec.cend(), back_inserter(vec2), 0, 42);

四、重排容器元素的算法

unique并没有真正删除重复的元素,只是将重复的元素排到最后,end()成员函数返回的迭代器位置不变,调用erase删除之后,才真正删除重复的元素。

vector<string> words = {"fox", "the", "red", "jump"}
//排序
sort(words.begin(), words.end());
//排列在范围的前部,返回不重复区域之后的一个位置迭代器
auto end_unique = unique(words.begin(), words.end());
//删除重复单词
words.erase(end_unique, words.end());

五、lambda表达式

\lambda$$表达式的形式与函数类似,可以将其传递给算法调用。其一般形式如下:

    [capture list] (parameter list) -> return type { function body }
    
可以忽略参数列表和返回类型,但必须永远包含**捕获列表**和**函数体**。

    auto f = [] {return 42;} ;
    //比较两个长度大小
    [](const string& a, const string& b){ return a.size() < b.size(); }

下面利用这个`lambda`表达式传递给算法进行排序。

    stable_sort(words.begin(), words.end(), 
                [](const string& a, const string& b)
                { return a.size() < b.size(); } );

使用捕获列表可以获取当前的局部变量,可以在`lambda`表达式中直接使用这个变量。

    [sz](const string& a){
        return a.size() >= sz;
    };

#### 六、变量的修改对lambda表达式的影响
**捕获的类型**:1.值捕获;2.引用捕获;3.隐式捕获。
值捕获:被捕获的值是在lambda创建时拷贝的,随后修改捕获的局部变量值不会影响到lambda中的值。
值捕获:引用捕获则与值捕获相反,修改的值会作用到lambda表达式内部。

    size_t v1 =42;
    auto f1 = [v1]{return v1;}      //值捕获
    auto f2 = [&v1]{return v1;}     //引用捕获
    v1 = 0;
    auto j = f1();                  //值捕获,结果为42
    auto k = f2();                  //引用捕获,结果为0

隐式捕获:让编译器根据`lambda`表达式中的代码推断我们需要使用哪些变量。为了表示是隐式捕获,在捕获列表中加入&或=。&表示引用捕获,=表示值捕获。

    wc = find_if(words.begin(), words.end(), 
                    [=](const string& s){return s.size > sz;} );

#### 七、lambda表达式中修改变量值                    
一般lambda表达式不会改变值捕获中被拷贝变量的值,如果我们希望在lambda式中改变其值,则需要将表达式声明为mutable。

    size_t v1 = 42;
    auto f = [v1] () mutable {return ++v1;};
    v1 = 0;
    auto j = f();       //j为43

引用捕获是否能够修改取决于该引用是否是`const`类型。 

    size_t v1 = 42;
    auto f = [&v1]{return ++v1;};   //v1不是const
    v1 = 0;
    auto j = f2();      //j为1
    
#### 八、lambda表达式返回类型

一些表达式无须指定返回类型,因为可以根据条件运算符的类型推断出来。如果,需要为一个lambda表达式定义返回类型时,必须使用尾置返回类型。

    transform(vi.begin(), vi.end(), vi.begin(),
                [](int i)-> int                     //指定返回类型为int
                { if (i < 0) return -i; else return i; });

#### 九、参数绑定

`bind`的一般形式:

    auto newCallable = bind(callable, arg_list);

`arg_list`中的参数可能包含形如_n的名字,n是一个整数,这些参数是“点位符”,表示第几个参数:_1表示第一个参数,_2表示第二个参数。

    find_if(words.begin(), words.end(),
            bind(check_size, _1, sz));          //将第二个参数绑定为sz
            
参数:

    auto g = bind(f, a, b, _2, c, _1);          //g是一个有两个参数的可调用对象
    g(X, Y);                                    //调用g(X,Y)相当于f(a, b, Y, c, X);

重排参数:

    auto g = bind(f, _2, _1);
    g(X, Y);                                    //调用g(X,Y)相当于f(Y, X),正好顺序相反
    
#### 十、插入迭代器

对插入迭代器进行赋值等于向容器中进行写入,系统会自动调用插入函数。`inserter`,`back_inserter`,`front_inserter`也都是迭代器,这些名字是原来迭代器的别名,原来的名称太长`o_0!`。

    vector<int> vi = {1, 2, 3};
    auto it = back_inserter(vi);        //插入迭代器
    *it = 4;                            //vi 等于 {1, 2, 3, 4}
    
#### 十一、流迭代器

    虽然`iostream`不是容器,但标准库定义了这些IO类型对象的迭代器,`istream_iterator`,`ostream_iterator`。
    
    istream_iterator<int> in(cin), eof;
    int sum = accumulate(in, eof, 0);
    ostream_iterator<int> out_iter(cout, "\n");         //每个输出后面都加一个换行
    *out_iter = sum;
    
#### 十二、反向迭代器

反向迭代器在查寻最后出现的元素时候非常有效,但如果直接使用反向迭代器进行输出,顺序是反过来的,可以通过迭代器的`base()`成员函数使之变为正常迭代器。

    auto rcomma = find(line.crbegin(), line.crend(), ',');      //反向查找逗号
    cout << string(line.crbegin(), recomma) << endl;            //直接使用,会使输出反过来
    cout << string(rcomma.base(), line.cend()) << endl;          //使用base()变成普通迭代器
    
#### 十三、算法形参模式

一般算法都有基本的参数形式,理解这些模式,可以更专注于算法所做的操作上。一般会有如下四种形式:

    alg(begin, end, args);
    alg(begin, end, dest, args);
    alg(begin, end, begin2, args);
    alg(begin, end, begin2, end2, args);
    
#### 十四、算法命名规范

1. 一些算法以重载的方式传递一个谓词
    
        //unique的重载
        unique(begin, end);
        unique(begin, end, comp);       //传递一个比较函数,代替默认的<或==

2. _if版本的算法
        
        //有对值进行操作的算法,和对谓词判定的算法
        find(c.begin(), c.end(), val);
        find_if(c.begin(), c.end(), condi);      //查找condition为真的元素

3. 区分拷贝元素版本与不拷贝版本

        reverse(begin, end);                    //反转输入范围元素的顺序
        reverse_copy(begin, end, dst);          //逆序拷贝到dst,这里可以使用inserter

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