C++迭代器与泛型算法（下）

迭代器再探

文章目录

• 迭代器再探
• • 插入迭代器
  • 流迭代器
  • • istream_iterator操作
    • ostream_iterator操作
    • 示例
  • 反向迭代器
  • • 示例：
• 泛型算法结构
• • 五类迭代器类型
  • 算法形参模式
  • 算法的命名
  • 特定容器的算法

插入迭代器

是一种迭代器适配器。接受一个容器，生成一个迭代器，能实现向给定容器添加元素。

• back_inserter：使用push_back的迭代器,正向

• front_inserter：使用push_front的迭代器，头插，反向

• inserter：使用insert的迭代器，正向

  inserter迭代器的返回值仍为指向其本身的迭代器，与下面的代码相同

  inserter(it,it.begin());	//添加元素后it仍指向原来的元素
  //等价于：
  auto it=a.insert(it,val);	//此时it指向新添加的元素
  ++it;	//让it重新指向之前的元素

  使用copy算法复制容器

  	deque<int> a{ 1,2,3,4,5,6 };
  	list<int> b, c;
  	copy(a.cbegin(), a.cend(), front_inserter(b));
  	copy(b.cbegin(), b.cend(), inserter(c, c.begin()));

  使用unique_copy将不重复的元素拷贝到list：

  	vector<int> a{ 1,1,2,2,3,4,5,6,7,7,8,8,9,10 };
  	list<int> b;
  	sort(a.begin(), a.end());
  	unique_copy(a.cbegin(), a.cend(), inserter(b,b.begin()));

  各容器适用范围：

  vector：back_inserter inserter

  deque：全部适用

  list：全部适用

  forward_list：只适用front_inserter

流迭代器

istream_iterator操作

istream_iterator指定迭代器将要读的内容，因此要读取的类型必须定义了输入运算符>>。

	istream_iterator<int> int_int(cin);		//从cin读取int
	istream_iterator<int> int_eof;			//尾后迭代器
	ifstream in("文件名.txt");
	istream_iterator<string> str_in(in);	//从文件读取string

PS：一个空的istream_iterator迭代器即是一个eof标记，可用作输入结束标记

从cin读取元素：

	vector<int> a;
	istream_iterator<int> int_int(cin);		//从cin读取int
	istream_iterator<int> eof_hhh;			//尾后迭代器，用做输入结束
	while (int_int != eof_hhh)	
	{		//istream_iterator读取数据 到vector 容器
		a.push_back(*int_int++);
	}

改写：一个比较牛逼的写法

	istream_iterator<int> int_int(cin),eof_hhh;
	vector<int> a(int_int, eof_hhh);		//从迭代器范围来构建对象，从cin读取，直到遇见eof

算法操作迭代器

	istream_iterator<int> int_int(cin),eof_hhh;
	cout << accumulate(int_int, eof_hhh, 0) << endl; //读取输入，自动求和

ostream_iterator操作

ostream_iterator指定迭代器将要输出的内容，因此要输出的类型必须定义了输出运算符<<。

可以指定第二个参数：一个字符串字面常量或者字符数组的指针，表示在输出每个元素后都会打印此字符串。

不允许空的ostream_iterator或表示尾后的ostream_iterator。

将元素写到cout：

	ostream_iterator<int> out_iter(cout, " ");
	vector<int> a{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	for (auto e : a)
	{
		*out_iter++ = e;	//实际上将e元素写到了cout
	}
	*out_iter = '\n';

在向ostream_iterator写入时，可以忽略 * 和 ++运算符，没有任何影响，但是不应该省略，为了清晰和理解。

比循环更简单的写法：

	ostream_iterator<int> out_iter(cout, " ");
	vector<int> a{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	copy(a.cbegin(), a.cend(), out_iter);	//调用copy来使vector的每一个元素都写入到cout里去

示例

1. 从一个文件读取string，写到vector< string >，并输出vector

	ifstream out_file("1.txt");		//打开文件
	istream_iterator<string> string_in(out_file),eof;	//定义输入和超尾迭代器
	ostream_iterator<string> out(cout, "\t");	//打印
	vector<string> a{ string_in,eof };		//根据迭代器构造容器
	copy(a.cbegin(), a.cend(), out);		//打印容器

2. copy与输入输出的妙用：

	istream_iterator<int> in(cin), eof;
	ostream_iterator<int> out(cout, " ");
	vector<int> a;
	copy(in, eof, inserter(a, a.begin()));		//此copy可以给容器赋值
	sort(a.begin(), a.end());
	copy(a.cbegin(), a.cend(), out);			//此copy可以打印a的值

3. 从文件读取整数，偶数放在一个文件，奇数放在一个文件，一个比较漂亮的写法：

	ifstream in_file("输入.txt");
	ofstream out_file1("输出1.txt"),out_file2("输出2.txt");
	istream_iterator<int> in(in_file), eof;
	vector<int> temp{ in,eof };
	ostream_iterator<int> out1(out_file1, "\n"), out2(out_file2, " ");
	//偶数在前，奇数在后
	auto iter=partition(temp.begin(),temp.end(), [](const int& num) {return num % 2；);	 
	copy(temp.begin(), iter,out1);	//偶数
	copy(iter, temp.end(), out2);		//奇数

反向迭代器

就是在容器中从尾元素到首元素反向移动的迭代器。同时 ++ --等运算符的顺序也会相反。

除了forward_list之外，其他的容器都支持反向迭代器。

指向一个尾元素和首元素的前一个元素。反向迭代器也有const和非const版本。

逆序打印容器中的元素：

	list<int> a{ 1,2,3,4,5,7,8,9 };
	for (auto r_iter = a.crbegin(); r_iter != a.crend(); ++r_iter)
	{
        //注意：反向变了，++也会执行相反的操作，++会往前移动。
		cout << *r_iter << " ";
	}

sort逆序排序容器元素：

sort(a.rbegin(), a.rend());

forward_list和流迭代器都不支持创建反向迭代器。

找到一个结束字符后，打印之前的内容：

	string temp{"woainiylh,wdada"};
	auto iter = find(temp.cbegin(), temp.cend(), ',');
	cout << string(temp.cbegin(), iter) << endl;		//正向打印 ‘，’之前的内容

如果我们采用反向打印：

	auto riter = find(temp.crbegin(), temp.crend(), ',');
	cout << string(temp.crbegin(), riter) << endl;		//反向打印 ‘，’之前的内容

我们很容易想到，结果一定使错误的，因为他会从尾部反向打印，元素顺序也会发生变化。

因此我们应该采用反向转正向的方式： base函数

	auto riter = find(temp.crbegin(), temp.crend(), ',');
	cout << string(riter.base(),temp.cend());	//base函数将反向迭代器转化为一个普通迭代器（正向）

注意迭代器的特性：左闭右开。

示例：

1. 使用reverse_iterator逆序打印一个vector：

   copy(a.crbegin(), a.crend(), out);

2. 将一个有10个元素的vector的第3到第7个元素逆序拷贝到list中：

   	vector<int> a{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
   	list<int> b{ a.crbegin() + 3,a.crend() - 2 };	//第一种方法
   	/*auto it1 = find(a.cbegin(), a.cend(), 3);		//第二种方法
   	auto it2 = find(a.cbegin(), a.cend(), 7);
   	copy(it1, it2+1, front_inserter(b));*/
   	for_each(b.cbegin(), b.cend(), [](const int& num) {cout << num << " "; });

泛型算法结构

五类迭代器类型

1. 输入迭代器：只读，只能递增

   ​ 关系运算符，递增运算符，解引用运算(只出现在赋值运算符的右侧)，箭头运算符

   单遍扫描算法：find accumulate 算法；istream_iterator就是一个输入迭代器。

2. 输出迭代器：只写，只能递增

   ​ 递增运算符，解引用运算(只出现在赋值运算符的左侧)

   单遍扫描算法：copy算法；ostream_iterator就是一个输出迭代器。

3. 前向迭代器：可读写，只能递增

   ​ 支持输入输出的所有操作

   多遍扫描：replace算法；forward_list上的迭代器是前向迭代器。

4. 双向迭代器：可读写，可以递增递减

   ​ 支持输入输出和前向的所有操作

   多遍扫描：reverse算法；除了forward_list之外，标准库都提供符合双向迭代器要求的迭代器。

5. 随机访问迭代器：可读写，支持全部迭代器运算

   ​ 支持输入输出前向和双向的所有操作

   多遍扫描：sort算法；array deque string vector的迭代器都是随机访问迭代器。

算法形参模式

• arg(beg,end,other)：一个范围，一个其他操作
• arg(beg,end,dest,other)：一个范围，一个目标，一个其他操作
• arg(beg1,end1,beg2,other)：一个范围，一个目标起点，一个其他操作
• arg(beg1,end1,beg2,end2,other)：一个范围，一个目标范围，一个其他操作

算法的命名

同一算法可以重载为接受谓词：

unique(beg,end); 使用默认==

unique(beg,end,comp); 使用定义的comp

---

_if版本的算法：

同样是一个接受谓词的版本：

find(beg,end,val) 查找val第一次出现

fin_if(beg,end,pred) 查找pred函数为真的位置

---

拷贝元素的版本： 将重排后的序列拷贝到新的序列

reverse 和 reverse_copy

remove_if 和 remove_copy_if

特定容器的算法

list（双向迭代器）和forward_list（前向迭代器）由于不支持随机访问，因此他们有自定义的成员函数：

sort ，merge ， remove ，reverse ， unique

1：sort()需要随机访问迭代器，所以不能用于list和forward_list.

2：对于list和forward_list应优先使用其成员函数版本的算法，皆返回void.

3：remove()删除元素，reverse()反转元素顺序，sort()排序，unique()删除相同元素

4：链表类型还定义了splice成员算法，其实链表数据结构所特有的，主要用于合并两个链表

使用list实现重复单词去重：

list<string> a;
string temp;
while (cin >> temp)
{
	a.push_back(temp);
}
a.sort();
a.unique();
for_each(a.cbegin(), a.cend(), [](const string& s) {cout << s << " "; });