STL中copy算法

STL中通过使用copy函数以提供一种方便的方式来输出容器中的元素。函数copy作为泛型算法的一部分，任何容器类型都可以使用。由于我们需要频繁的初始容器的元素，因此在继续讨论容器之前，先学习一下copy函数的用法。

copy函数不只是输出容器的元素。通常，它允许我们复制元素从一个地方到另一个地方。例如输出vector的元素或复制vector的元素到另一个vector，我们可以使用copy函数。该函数模版copy的原型为：

 

template <class inputIterator, class outputIterator>
outputIterator copy(inputIterator first1, inputIterator last, outputIterator first2);

参数first1指定了开始拷贝元素的位置；参数last指定了结束位置。参数first2指定了拷贝元素到哪里。因此，参数first1和last指定了源；参数first2指定了目的。

 

注意到在范围first1...last -1中的元素被拷贝。

函数模版copy的定义包含在头文件algorithm中，因此，在使用函数copy时，程序必须包含如下语句：

 

#include <algorithm>

函数copy的工作流程如下：

 

考虑如下的语句

 

int intArray[] = {5, 6, 8, 3, 40, 36, 98,  29, 75};

 

该语句创建了9个组件的数组intArray，这里，intArray[0] = 5, intArray[1] = 6,等等。

语句:

vector<int>  vecList(9);

创建了9个类型为vector的组件的空容器，其元素类型为int，

 

对于intArray，实际上是一个指针，包含数组的基地址。因此，intArray指向数组的第一个组件。intArray + 1指向数组的第二个组件，等等。

现在，考虑如下的语句：

 

copy(intArray, intArray + 9, vecList.begin());

该语句复制从位置intArray开始的元素，从数组的第一个组件intArray开始，直到intArray + 9 -1（即为intArray + 8，其为数组intArray的最后一个元素）到容器vecList。（注：此处first1是intArray，last是intArray + 9，first2是vecList.begin()）。执行copy后，vecList的内容如下：

 

 

vecList = {5, 6, 8, 3, 40, 36, 98,  29, 75};

 

 

接着，考虑如下语句：

 

copy(intArray + 1, intArray + 9, intArray);

此处，first1为intArray + 1，即first1指向数组intArray的第二个元素位置，last为intArray + 9。同时，first2为intArray；即first2指向数组intArray的第一个元素位置。因此，第二个数组元素复制到第一个数组组件，第三个数组元素到第二个数组组件，等等。当上面的语句执行后，intArray内容为：

 

 

intArray[] = {6, 8, 3, 40, 36, 98,  29, 75, 75};

很明显，数组intArray中的元素左移了一个位置。

 

考虑如下语句：

 

copy(vecList.rbegin() + 2, vecList.rend(), vecList.rbegin());

其中rbegin(reverse begin)函数返回容器中最后一个元素的指针。用于以反向来对容器中元素进行处理。因此，vecList.rbegin() + 2返回容器vecList中倒数第三个元素的指针。相似地，rend（reverse end）函数返回容器中指向第一个元素的指针。

 

所以，上边的语句把容器vecList中的元素右移两个位置。上述语句执行完后，容器vecList中的内容如下：

 

vecList = {5, 6, 5, 6, 8, 3, 40, 36, 98}

 

以下对一种特殊类型的iterator——ostream iterators进行描述，这些ostream iterators可以很好的利用copy函数来拷贝一个容器的元素到输出设备。

ostream迭代器和copy函数

输出容器内容的一种方法就是使用for循环，函数begin用来初始化for循环的控制变量，函数end用来设置上限。另一种方法是使用copy函数来输出容器元素。对于这种情况，类型为ostream的迭代器指定目标（destination）。当我们创建一个ostream类型的迭代器，我们也指定了迭代器将输出的元素类型。

下列语句展示了如何创建一个类型为int的ostream迭代器：

 

ostream_iterator<int> screen(cout, " ");

该语句创建screen作为ostream迭代器（元素类型为int）。迭代器screen有两个参数：对象cout和空格（a space)。因此，迭代器screen使用对象cout来初始化。当该迭代器输出元素时，它们通过空格来分开。

语句：

 

copy(intArray, intArray + 9, screen);

输出intArray中的元素到屏幕上。

 

相似地，语句：

 

copy(vecList.begin(), vecList.end(), screen);

输出容器vecList里的元素到屏幕。
我们将频繁的使用copy函数，通过ostream迭代器来输出容器中的元素。
当然，我们可以直接在copy函数中指定一个ostream迭代器，因此对于上面的例子，可以直接写为：

 

 

copy(vecList.begin(), vecList.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));

最后，语句：

 

 

copy(vecList.begin(), vecList.end(), ostream_iterator<int>(cout, ","));

表示输出vecList中的元素，并以逗号(",")隔开。
以下举例说明如何使用copy函数和ostream迭代器：

 

 

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator>

using namespace std;

int main()
{
	int intArray[] = {5, 6, 8, 3, 40, 36, 98, 29, 75};

	vector<int> vecList(9);

	ostream_iterator<int> screen(cout, " ");
	cout << "intArray: ";
	copy(intArray, intArray + 9, screen);
	cout << endl;

	copy(intArray, intArray + 9, vecList.begin());
	cout << "vecList: ";
	copy(vecList.begin(), vecList.end(), screen);
	cout << endl;

	copy(intArray + 1, intArray + 9, intArray);
	cout << "After shifting the elements " << "one position to the left, " << endl
		<< "		int Array: ";
	copy(intArray, intArray + 9, screen);
	cout << endl;
	copy(vecList.rbegin() + 2, vecList.rend(), vecList.rbegin());
	cout << "After shifting the elements "
		<< "down by two positions, " << endl
		<< "		vecList: ";
	copy(vecList.begin(), vecList.end(), screen);
	cout << endl;

	return 0;
}

输出为：