C++ primer超详细讲解泛型算法

目录

• 初识泛型算法
• 只读算法
• 写容器算法
• 定制操作
• lambda表达式
• lambda捕获和返回
• 再探迭代器
• 插入迭代器
• iostream迭代器
• 反向迭代器

初识泛型算法

只读算法

只读取输入范围内的函数，不改变元素，find，accumula也是如此

（1）accumulate算法为求和算法，前两个参数指出求和元素范围，第三个是和的初值，例：

int sum=accumulate(v.begin(),v.end(),0)

（2）操作两个序列的算法

equal算法，确定两个序列是否保存相同的值，将第一个序列的每个元素和第二个序列中的每个元素进行比较，若相同返回true，否则返回false，接受三个参数，前两个表示第一个序列的元素范围，第三个表示第二个序列的首元素

equal(r1.begin(),r1.end(),r2.begin())

写容器算法

（1）拷贝算法

向另一个目的位置迭代器指向的输出序列中的元素写入数据算法。此算法接受三个迭代器，前两个表示一个舒服范围，第三个表示目的序列的起始位置。copy返回目的迭代器的值。

int a1[] = { 0,1,2,3,4,5 };
int a2[sizeof(a1) / sizeof(*a1)];
auto ret = copy(begin(a1), end(a1), a2);

定制操作

lambda表达式

（1）定义

一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元，可理解为未命名的内联函数

lambda表达式形式：

[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}

调用: cout<<f()<<endl;

（2）向lambda传递参数

实参被用来初始化lambda的形参，lambda不能有默认参数

例：

//[](const string &a,const string &b){return a.size()<b.size()}
//调用
sort(w.begin(),w.end(),[](const string &a,const string &b){return a.size()<b.size()})

(3)使用捕获列表

一个lambda通过将局部变量包含在其捕获列表中指出将会使用这些变量，捕获列表指引lambda在其内部包含访问局部变量所需的全部信息

例如，找出第一个大于等于给定长度的单词。

函数biggies实现

void biggies(vector<string> &words,vector<string>::size_type sz)
{
    auto wc=find_if(words.begin(),words.end(),
                    [sz](const string &a){return a.size()>=sz});
}

lambda捕获和返回

（1）值捕获

与传值参数类似，采用值捕获的前提是变量可以拷贝，与参数不同，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝

void fcun()
{
    size_t v1=42;
    auto f=[v1]{return v1;};
    v1=0;
    auto j=f();
}

由于被捕获变量的值是在lambda创建时拷贝，因此随后对其修改不会影响到lambda内对应的值，上述中j的值为42

（2）引用捕获

void fcun()
{
    size_t v1=42;
    auto f=[&v1]{return v1;};
    v1=0;
    auto j=f();   //j为0，f2保存v1的引用，而非拷贝
}

（3）隐式捕获

可以让编译器根据lambda体中的代码推断我们要使用哪些变量，此时应在捕获列表中写一个&或=，&表示采用捕获引用，=表示采用值捕获方式。

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

(4)可变lambda

在值拷贝的情况下，lambda不会改变其值，若希望能够改变被捕获的变量的值，则在参数列表首加上mutable关键字。

void func()
{
    size_t v1=42;
    auto f=[vi]() mutable{return ++v1;};
    v1=0;
    auto j=f();
}

一个引用捕获的变量能否可以修改依赖于此引用指向的是一个const还是非const类型

void fc()
{
	const size_t v1 = 42;
	auto f = [&v1]() mutable {return ++v1; };//无法修改v1
	auto j = f();
	cout << j << endl;
}

（5）指定lambda的返回类型

默认情况下，如果一个lambda体中包含return之外的任何语句，则编译器假定此lambda返回void。

例如：将一个序列中负数替换为其绝对值

transform(v.begin(),v.end(),v.begin(),[](int i){return i<0?-i:i;})

transform接受三个参数，前两个表示迭代器输入序列，第三个表示迭代器目的位置。

上述中，我们无需指定返回类型，因此可以根据条件运算符的类型推断出来。

若改写成存在if语句，则存在错误

transform(v.begin(),v.end(),v.begin(),[](int i){if(i<0) return -i; else return i;})

编译器发现存在return之外的语句，所以推断其返回类型为void，而他却返回了一个int

正确写法：

transform(v.begin(),v.end(),v.begin(),
                [](int i) ->int {if(i<0) return -i; else return i;})

再探迭代器

标准库头文件iterator中还定义了额外几种迭代器，包括如下：

• 插入迭代器：绑定到一个容器上，向容器插入元素
• 流迭代器：绑定到输入输出流上，可以用来遍历所关联的IO流
• 反向迭代器：这些迭代器向后而不是向前移动，forwar_list不存在此迭代器
• 移动迭代器：移动元素专用

插入迭代器

例：

list<int> lst = { 1,2,3,4 };
list<int> lst2, lst3;
copy(lst.begin(), lst.end(), front_inserter(lst2));
copy(lst.begin(), lst.end(), inserter(lst3, lst3.begin()));

front_inserter总是插入容器的第一个元素之前，所以lst2中的元素顺序为4，3，2，1，而lst3中的元素顺序为1，2，3，4

iostream迭代器

istream_iterator读取输入流，ostream_iterator向一个输出流写数据。

（1）istream_iterator操作

创建流迭代器时，必须指定迭代器将要读写的对象类型，可以创建空的初始化迭代器，用作尾后值使用的迭代器，一旦关联的流遇到文件尾或者IO错误，迭代器的值就与尾后迭代器相等。

例：读取输入数据保存到vector中

vector<int> v;
istream_iterator<int> it(cin);
istream_iterator<int> e;
while (it != e)
    v.push_back(*it++);   //或 v.push_back(it,e)

(2)使用算法操作流迭代器

例：

istream_iterator<int> it(cin);
istream_iterator<int> e;
cout << accumulate(it, e, 0) << endl;

(3)ostream_iterator操作

创建一个ostream_iterator时，可以提供第二参数，他是一个字符串，在输出每个元素后都会打印此字符串，不允许空的或表示尾后的ostream_iterator

vector<int> v = { 1,2,3,4 };
ostream_iterator<int> out(cout, "@@");
for (auto e : v)
	*out++ = e;  //赋值语句实际上是将元素写到cout，且*和++并不做任何事
cout << endl;

反向迭代器

反向迭代器就是在容器中尾元素向首元素反向移动的迭代器，递增一个反向迭代器会向前移动一个元素，递减一个迭代器会向后移动一个元素

将反向迭代器转换为普通迭代器可使用reverse_iterator中的base成员函数来完成转换

例：输出最后一个单词

string line = { "first,middle,last" };
auto r = find(line.rbegin(), line.rend(), ',');
cout << string(r.base(), line.end()) << endl;

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