[C++ Primer] 泛型算法

泛型算法

初识泛型

1. 大多数算法定义在头文件algorithm中。标准库还在头文件numeric中定义了一组数值范型算法。

2. 那些只接受一个单一迭代器来表示第二个序列的算法，都假定第二个序列至少与第一个序列一样长。

   // v2中的元素数目应该至少与v1一样多
   equal(v1.cbegin(), v1.cend(), v2.cbegin())
   

3. 标准库算法对迭代器而不是容器进行操作，因此，算法不能（直接）添加或删除元素。

定制操作

1. 可调用对象： 对于一个对象或一个表达式，如果可以对其使用调用运算符，则称它为可调用的。即，如果e是一个可调用的表达式，则我们可以编写代码e(args)，其中args是一个逗号分隔的一个或多个参数的列表。

   可调用对象主要有函数和函数指针、重载函数调用运算符的类、以及lambda表达式。

   lambda表达式

   一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元，可以将其理解为一个未命名的内联函数。与任何函数类似，一个lambda具有一个返回类型、一个参数列表和一个函数体。但与函数不同，lambda可能定义在函数内部。具有如下形式：

   [capture list](parameter list) -> return type { function body }
   

   capture list lambda所在函数中定义的局部变量的列表

   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 32};
   

   此例中，定义了一个可调用对象f，不接受参数，返回42。 lambda的调用方式与普通函数的调用方式相同，都是使用调用运算符：

   cout << f() << endl;	// 打印42
   

   一个lambda只有在其捕获列表中捕获一个它所在函数中的局部变量，才能在函数体中使用该变量。

   当以引用方式捕获一个变量时，必须保证在lambda执行时变量是存在的。

   

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

3. 标准库bind函数

再探迭代器

1. 标准库在头文件iterator还定义了额外的几种迭代器：

   • 插入迭代器： 被绑定到一个容器上，可用来向容器插入元素，
   • 流迭代器： 被绑定到输入或输出流上，可用来遍历所关联的IO流。
   • 反向迭代器： 迭代器向后面移动而不是向前移动，除了forward_list之外的标准库容器都有反向迭代器。
   • 移动迭代器：这些迭代器移动元素，而不是拷贝元素。

2. 插入迭代器

   有三种类型，差异在于元素插入的位置：

   • back_inserter 创建一个使用push_back的迭代器。
   • front_inserter 创建一个使用push_front的迭代器。
   • inserter 创建一个使用insert的迭代器。

3. iostream迭代器

   istream_iterator 要读取的类型必须定义了输入运算符>>，与读取数据流绑定，常见操作如下：

   

ostream_iterator 可以对任何具有输出运算符（<<运算符）的类型定义，当创建一个ostream_iterator迭代器时，可以提供（可选）第二参数，它是一个字符串，在输出每个元素后都会打印此字符串。此字符串必须是一个C风格字符串（即，一个字符串字面常量或一个指向以空字符结尾的字符数组的指针）。必须将ostream_iterator绑定到一个指定的流，不允许空的或表示尾后位置的ostream_iterator。

可以为任何定义了输入运算符（>>）的类型创建istream_iterator对象，同样的，只要类型有输出运算符（<<），就可以为其定义ostream_iterator。

1. 反向迭代器

   

泛型算法结构

1. 算法所要求的迭代器操作可以分为5个迭代器类别。

   

2. 对于list和forward_list，应该优先使用成员函数版本的算法而不是通用算法。

   

3. splice成员，链表类型定义了splice算法，此算法是链表数据结构所特有的。

   

4. 链表特有的操作会改变容器。