【C++基礎(chǔ)】2.標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)-創(chuàng)新互聯(lián)

• C++語(yǔ)言不直接處理輸入輸出，而是通過定義在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的類型來處理IO，這些類型支持從設(shè)備讀寫數(shù)據(jù)，設(shè)備可以是文件、控制臺(tái)窗口等。還有一些類型允許內(nèi)存IO，即從string讀寫數(shù)據(jù)
• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)定義了3仲不同的IO處理操作，分別定義在3個(gè)獨(dú)立的頭文件中，iostream定義了用于讀寫流的基本類型，用于處理控制臺(tái)IO，fstream定義了讀寫命名文件的類型，sstream定義了讀寫內(nèi)存string對(duì)象的類型
• fstream和stringstream都是繼承自類iostream，輸入類都繼承自istream，輸出類都繼承自ostream，因此在istream對(duì)象上執(zhí)行的操作，也可在ifstream和istringstream對(duì)象上執(zhí)行
• 不能對(duì)IO對(duì)象進(jìn)行拷貝或賦值，因此也不能將形參或返回類型設(shè)置為流類型，進(jìn)行IO操作的函數(shù)通常以引用方式傳遞和返回流，讀寫一個(gè)IO對(duì)象會(huì)改變其狀態(tài)，因此傳遞和返回的引用不能是const的
• IO操作的一個(gè)問題是可能發(fā)生錯(cuò)誤，有些錯(cuò)誤是可恢復(fù)的，而有些錯(cuò)誤是不可恢復(fù)的，因此代碼應(yīng)該在使用一個(gè)流之前檢查它是否處于良好狀態(tài)，確定一個(gè)流對(duì)象狀態(tài)的最簡(jiǎn)單方法是將它當(dāng)作一個(gè)條件來使用while(cin >>word)，while循環(huán)檢查>>表達(dá)式返回的流的狀態(tài)，如果輸入操作成功，流保持有效狀態(tài)，則條件為真
• 每個(gè)輸出流都管理一個(gè)緩沖區(qū)，用來保存程序讀寫的數(shù)據(jù)，如果執(zhí)行os<< "hello";，文本串可能會(huì)立即打印，也可能被保存在緩沖區(qū)中，導(dǎo)致緩沖刷新（數(shù)據(jù)真正寫到輸出設(shè)備中）的原因有：① 程序正常結(jié)束；② 緩沖區(qū)滿；③ 使用endl（添加換行）或flush（不添加）或ends（添加空字符）操作符顯式刷新緩沖區(qū)；④ 使用unitbuf操作符使流在每次寫操作后都進(jìn)行一次flush操作；⑤ 一個(gè)輸出流可能被關(guān)聯(lián)到另一個(gè)流，當(dāng)讀寫被關(guān)聯(lián)的流時(shí)，關(guān)聯(lián)到的流緩沖區(qū)會(huì)被刷新，默認(rèn)情況下cin和cerr都關(guān)聯(lián)到cout
• 如果程序崩潰，輸出緩沖區(qū)是不會(huì)被刷新的
• 定義一個(gè)空文件流對(duì)象，可以調(diào)用成員函數(shù)open()將它與文件關(guān)聯(lián)起來，如果調(diào)用失敗則不能使用該對(duì)象，此時(shí)和cin一樣返回false，對(duì)一個(gè)已經(jīng)打開的文件流調(diào)用open()會(huì)失敗，并導(dǎo)致該對(duì)象不能被使用，為了將文件流關(guān)聯(lián)到另一個(gè)文件，必須先用成員函數(shù)close()關(guān)閉已經(jīng)關(guān)聯(lián)的文件，當(dāng)一個(gè)fstream對(duì)象離開其作用域時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的文件會(huì)自動(dòng)關(guān)閉（對(duì)象銷毀時(shí)，close()自動(dòng)調(diào)用）

9.1 順序容器概述

• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有多種順序容器，所有順序容器都提供了快速順序訪問元素的能力，但是這些容器在以下兩方面都有不同的性能折中：① 向容器添加或從容器中刪除元素的代價(jià)；② 非順序訪問容器中元素的代價(jià)
• 順序容器類型如下：

• vector：可變大小數(shù)組。支持快速隨機(jī)訪問。在尾部之外的位置插入或刪除元素很慢
• deque：雙端隊(duì)列。支持快速隨機(jī)訪問。在頭尾位置插入和刪除速度很快
• list：雙向鏈表。只支持雙向順序訪問。在list中任何位置進(jìn)行插入和刪除操作速度都很快
• forward_list：?jiǎn)蜗蜴湵?。只支持單向順序訪問。在鏈表中任何位置進(jìn)行插入和刪除操作都很快
• array：固定大小數(shù)組。支持快速隨機(jī)訪問。不能添加或刪除元素。與內(nèi)置數(shù)組相比，array是一種更安全、更易用的數(shù)組類型
• string：與vector類似，但專門用于保存字符

• 一般來說，每個(gè)容器都定義在一個(gè)頭文件中，文件名與類型名相同，即deque定義在頭文件deque中。容器均定義為模板類
• 所有容器都擁有的操作：

• 類型別名：①iterator/const_iterator：此容器類型的迭代器類型；②size_type：無符號(hào)整數(shù)類型，可保存此容器類型大可能大??；③difference_type：帶符號(hào)整數(shù)類型，可保存兩個(gè)迭代器之間的距離；④vaule_type：元素類型；⑤reference/const_reference：元素的左值類型
• 構(gòu)造函數(shù)：①C c;：默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，構(gòu)造空容器；②C c1(c2);：拷貝構(gòu)造函數(shù)；③C c(b,e);將迭代器b和e范圍內(nèi)的元素拷貝到c（array不支持）；④C c{x,y,z};：列表初始化
• 賦值與swap：①c1=c2;；②c={x,y,z};；③c1.swap(c2);；（swap通常比拷貝快得多）④swap(c1,c2);（最好統(tǒng)一使用非成員版本的swap，適用于泛型編程）
• 大?。孩?code>c.size()：c中元素?cái)?shù)目（不支持forward_list）；②c.max_size()：c中可保存的大元素?cái)?shù)目；③c.empty()
• 添加刪除元素（array不支持，不同容器中這些操作的接口都不同）：①c.insert(args)；②c.emplace(inits)；③c.erase(args)；④c.clear()
• 關(guān)系運(yùn)算符：①==/!=：所有容器都支持；②</<=/>/>=：無序關(guān)聯(lián)容器不支持
• 獲取迭代器：c.begin(),c.end()/c.cbegin(),c.cend()
• 反向容器的額外成員（不支持forward_list）：①reverse_iterator/const_reverse_iterator；②c.rbegin(),c.rend()/c.crbegin(),c.crend()

• 賦值相關(guān)運(yùn)算會(huì)導(dǎo)致指向左邊容器內(nèi)部的迭代器、引用、指針失效。而swap操作將容器內(nèi)容交換不會(huì)導(dǎo)致失效（容器類型為array和string除外）
• 用一個(gè)對(duì)象來初始化容器時(shí)，或?qū)⒁粋€(gè)對(duì)象插入到容器中時(shí)，實(shí)際上放入到容器中的是對(duì)象值的一個(gè)拷貝，而不是對(duì)象本身

9.2 順序容器專有操作

• 初始化（array不可用）：①C seq(n);：seq包含n個(gè)元素，對(duì)這些元素進(jìn)行值初始化，此構(gòu)造函數(shù)是explicit的（string不可用）；②C seq(n,t);：seq包含n個(gè)初始化為t的元素
• 賦值（array不適用）：①seq.assign(b,e);：將seq中元素替換為迭代器b和e范圍內(nèi)的元素，b和e不能指向seq本身；②seq.assign(il);：將seq中的元素替換為初始化列表il中的元素；③seq.assign(n,t);：將seq中的元素替換為n個(gè)值為t的元素
• 添加元素（array不可用）：①c.push_back(t)/c.emplace_back(args)：在c的尾部創(chuàng)建一個(gè)值為t或由args創(chuàng)建的元素，返回void（forward_list不可用）；②c.push_front(t)/c.emplace_front(args)：在c的頭部創(chuàng)建一個(gè)元素，返回void（vector和string不可用）；③c.insert(p,t)/c.emplace(p,args)：在迭代器p指向的元素之前創(chuàng)建一個(gè)元素，返回指向新添加的元素的迭代器；④c.insert(p,n,t)/c.insert(p,b,e)/c.insert(p,il)
• 訪問元素（返回的均為引用）：①c.back()（forward_list不可用）；②c.front()；③c[n]/c.at(n)（只能用于string、vector、deque、array）
• 刪除元素：①c.pop_back()：刪除c中尾元素（forward_list不可用）；②c.pop_front()：刪除c中首元素（vector和string不可用）；③c.erase(p)：刪除迭代器p所指向元素，返回被刪元素之后元素的迭代器；④c.erase(b,e)：刪除迭代器b和e范圍內(nèi)的元素，返回最后一個(gè)被刪元素之后元素的迭代器；⑤c.clear()：刪除c中所有元素，返回void
• 改變?nèi)萜鞔笮。孩?code>c.resize(n)：調(diào)整c的大小為n個(gè)元素，添加的新元素進(jìn)行值初始化，若n小于原長(zhǎng)度，則多出的元素被丟棄；②c.resize(n,t)：添加的新元素初始化為值t

• 向一個(gè)vector、string、deque插入元素會(huì)使所有指向容器的迭代器、引用、指針失效
• 容器中訪問元素的成員函數(shù)返回的都是引用，如果容器是一個(gè)const對(duì)象，則返回值是const引用
• 下標(biāo)運(yùn)算符并不檢查下標(biāo)是否存在合法范圍內(nèi)，使用越界的下標(biāo)是一種嚴(yán)重的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，使用at()成員函數(shù)時(shí)如果下標(biāo)越界，會(huì)拋出out_of_range異常
• 刪除deque中除首尾位置之外的任何元素都會(huì)使所有迭代器、引用、指針失效。指向vector或string中刪除點(diǎn)之后位置的迭代器、引用、指針都會(huì)失效
• forward_list為單向鏈表，在單向鏈表中，沒有簡(jiǎn)單的方法來獲取一個(gè)元素的前驅(qū)，forward_list并未定義常規(guī)的插入刪除操作，而是定義了名為insert_after、emplace_after、erase_after的操作，并且定義了首前迭代器before_begin，該迭代器允許在鏈表首元素之前添加或刪除元素
• 如果resize縮小容器，則指向被刪除元素的迭代器、引用、指針都會(huì)失效。對(duì)vector、string、deque進(jìn)行resize可能導(dǎo)致迭代器、引用、指針失效
• 如果在一個(gè)循環(huán)中插入或刪除deque、string、vector中的元素，不要緩存end返回的迭代器，每次循環(huán)都會(huì)重新計(jì)算end
• 當(dāng)容器中元素是連續(xù)存儲(chǔ)，且容器大小可變時(shí)，向容器中添加元素必須分配新的內(nèi)存空間來保存已有元素和新元素，vector和string的實(shí)現(xiàn)通常會(huì)分配比新的空間需求更大的內(nèi)存空間
• vector和string類型提供了一些成員函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)容器大小的管理操作：①c.capacity()：不重新分配內(nèi)存空間的話，c可以保存多少元素；②c.reserve(n)：分配至少能容納n個(gè)元素的內(nèi)存空間；③c.shrink_to_fit()：將能保存的元素空間縮大小減為當(dāng)前的元素個(gè)數(shù)

9.3 額外的string操作

• 構(gòu)造string的其他方法：除通用的構(gòu)造函數(shù)外，string還支持另外三個(gè)構(gòu)造函數(shù)：①string s(cp,n)：s是cp指向數(shù)組中前n個(gè)字符的拷貝，此數(shù)組至少包含n個(gè)字符；②string s(s2,pos2)：s是s2從下標(biāo)pos2開始的字符的拷貝；③string s(s2,pos2,len2)：s是s2從下標(biāo)pos2開始len2個(gè)字符的拷貝；④s.substr(pos,n)：子字符串操作，返回一個(gè)string，包含s中從pos開始的n個(gè)字符的拷貝
• 修改string的其他操作：①s,insert(pos,args)；②s.erase(pos,len)；③s.assign(args)；④s.append(args)；⑤a.replace(range,args)。其中args可以是下列形式之一：str/str,pos,len/cp,len/cp/n,c/b,e/初始化列表
• string搜索操作：每個(gè)搜索操作都返回一個(gè)string::size_type值，表示匹配發(fā)生位置的下標(biāo)，如果搜索失敗，則返回一個(gè)名為string::npos的static成員，二者均為unsign類型：①s.find(args)/s.rfind(args)：查找s中args第一次/最后一次出現(xiàn)的位置；②s.find_first_of(args)/s.find_last_of(args)：在s中查找arg中任何一個(gè)字符第一次/最后一次出現(xiàn)的位置；③s.find_first_not_of(args)/s.find_last_not_of(args)：在s中查找第一個(gè)/最后一個(gè)不在args中的字符。其中args是以下形式之一：c,pos/s2,pos/cp,pos/cp,pos,n
• 除了關(guān)系運(yùn)算符外，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)string類型還提供了一組compare函數(shù)，與C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的strcmp函數(shù)類型，根據(jù)s是等于、大于、小于參數(shù)指定的字符串，返回0、正數(shù)、負(fù)數(shù)，s.compare(args)的參數(shù)形式有：s2/pos1,n1,s2/pos1,n1,s2,pos2,n2/cp/pos1,n1,cp/pos1,n1,cp,n2
• 字符串中常常包含表示數(shù)值的字符，新標(biāo)準(zhǔn)引入了多個(gè)函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)值數(shù)據(jù)與string之間的轉(zhuǎn)換：①to_string(val)：將數(shù)值類型轉(zhuǎn)為string；②stoi(s,p,b)/stol(s,p,b)/stoul(s,p,b)/stoll(s,p,b)/stoull(s,p,b)：將s轉(zhuǎn)為整型，b表示轉(zhuǎn)換用的基數(shù)，默認(rèn)為10，p是size_t指針，用來保存s中第一個(gè)非數(shù)值字符的下標(biāo)，默認(rèn)為0，即不保存下標(biāo)；③stof(s,p)/stod(s,p)/stold(s,p)：將s轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)型

9.4 容器適配器

• 除了順序容器外，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還定義了三個(gè)順序容器適配器：stack、queue、priority_queue，本質(zhì)上一個(gè)容器適配器是一種機(jī)制，能使某種事物的行為看起來像另外一種事物，如stack適配器接受一個(gè)順序容器，使其操作起來像一個(gè)stack一樣
• 每個(gè)適配器都定義兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)：默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)空對(duì)象，接受一個(gè)容器的構(gòu)造函數(shù)拷貝該容器來初始化適配器，如stackstk(seq);，默認(rèn)情況下stack和queue是基于deque實(shí)現(xiàn)的，可以在創(chuàng)建一個(gè)適配器時(shí)將一個(gè)命名的順序容器作為第二個(gè)類型參數(shù)，來重載默認(rèn)容器類型stack>str_stk;
• 所有適配器都要求容器具有添加、刪除、訪問尾元素元素的能力，因此適配器不能構(gòu)造在array和forward_list上。stack可以用除上述兩種外的任意容器類型來構(gòu)造，queue不能基于vector構(gòu)造，priority_queue不能基于list構(gòu)造?？赏ㄟ^適配器的container_type類型訪問底層容器類型
• 棧操作：①s.pop()；②s.push(item)/s.emplace(args)：③s.top()
• 隊(duì)列操作：①q.pop()；②q.front()；③q.back()（只能用于queue）；④q.top()（只能用于priority_queue）；⑤q.push(item)/q.emplace(args)

10.1 泛型算法概述

• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)并沒有給容器定義大量的操作，而是提供了一組算法，這些算法大多數(shù)都獨(dú)立于任何容器，稱這些算法為泛型的，可用于不同類型的容器和不同類型的元素
• 大多數(shù)算法都定義在頭文件中，還有一組數(shù)值泛型算法定義在頭文件中。一般情況下，這些算法并不直接操作容器，而是遍歷由兩個(gè)迭代器指定的一個(gè)元素范圍來進(jìn)行操作，如auto result=find(vec.cbegin(),vec.cend(),val);，如果發(fā)現(xiàn)匹配元素，則返回指向該元素的迭代器，否則返回尾后迭代器
• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了超過100個(gè)算法，大多數(shù)算法遍歷輸入范圍的方式相似，但它們使用范圍中元素的方式不同，理解算法最基本的方法就是了解它們是否：讀取元素、改變?cè)?、重排元素順?/li>
• 只讀算法：find()函數(shù)和count()函數(shù)都是只讀算法，定義在頭文件中的accumulate()函數(shù)也是只讀算法，equal(r1.cbegin(),r1.cend(),r2.cbegin())函數(shù)用于比較兩個(gè)序列是否保存相同的值，該函數(shù)接受三個(gè)迭代器，前兩個(gè)表示第一個(gè)序列的范圍，第三個(gè)表示第二個(gè)序列的首元素，這種只接受一個(gè)單一迭代器來表示第二個(gè)序列的算法，都假定第二個(gè)序列至少與第一個(gè)序列一樣長(zhǎng)
• 寫容器元素的算法：①fill(vec.begin(),vec.end(),10)向給定序列中寫入數(shù)據(jù)；②fill_n(vec.begin(),n,0)：必須保證vec至少包含n個(gè)元素/fill_n(back_inserter(vec),n,0)：使用插入迭代器back_inserter會(huì)調(diào)用push_back來添加元素；③copy(bigin(a1),end(a1),a2)：把a(bǔ)1的內(nèi)容拷貝給a2；④replace(ilst.cbegin(),ilst.cend(),0,10)：將序列中所有0替換為10/replace_copy(ilst.cbegin(),ilst.cend(),back_inserter(ivec),0,10)：ilst不變，ilst中0替換為10后拷貝到ivec中
• 重排容器元素的算法：①sort()：排序；②unique()：去除相鄰重復(fù)項(xiàng)；以下步驟消除vector中的重復(fù)單詞

sort(v.begin(),v.end());	//排序
auto end_unique = unique(v.begin(),v.end());	//unique函數(shù)實(shí)現(xiàn)無重復(fù)排列，返回指向不重復(fù)區(qū)域的尾后迭代器
v.erase(end_unique,v.end());	//刪除重復(fù)單詞

10.2 定制操作

• 很多算法都會(huì)比較輸入序列中的元素，默認(rèn)情況下，這類算法使用元素類型的<或=運(yùn)算符來比較。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還為這些算法提供了額外的版本，使得能夠用自己定義的操作來代替默認(rèn)運(yùn)算符
• 謂詞是一個(gè)可調(diào)用的表達(dá)式，其返回結(jié)果是一個(gè)能用作條件的值，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)算法所使用的謂詞分為一元謂詞（接受一個(gè)參數(shù)）和二元謂詞（接受兩個(gè)參數(shù)）。接受謂詞參數(shù)的算法對(duì)輸入序列中的元素調(diào)用謂詞，元素類型必須能轉(zhuǎn)換為謂詞的參數(shù)類型
• 接受一個(gè)二元謂詞參數(shù)的sort()函數(shù)用謂詞代替<來比較元素，如sort(words.begin(),words.end(),isShorter)，若想要保證穩(wěn)定排序，可使用stable_sort()函數(shù)
• 可以向一個(gè)算法傳遞任何類別的可調(diào)用對(duì)象，對(duì)于一個(gè)對(duì)象或表達(dá)式，如果可以對(duì)其使用調(diào)用運(yùn)算符，則稱它為可調(diào)用的?？烧{(diào)用對(duì)象包括：函數(shù)、函數(shù)指針、重載了函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符的類、lambda表達(dá)式
• 一個(gè)lambda表達(dá)式表示一個(gè)可調(diào)用的代碼單元，可以將其理解為一個(gè)未命名的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，與函數(shù)類似，一個(gè)lambda具有一個(gè)返回類型、一個(gè)參數(shù)列表、一個(gè)函數(shù)體。但與函數(shù)不同，lambda可能定義在函數(shù)內(nèi)部
• 一個(gè)lambda表達(dá)式具有以下形式：

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

其中，捕獲列表是一個(gè)lambda所在函數(shù)中定義的局部變量的列表，通常為空，參數(shù)列表、返回類型、函數(shù)體與普通函數(shù)一樣，但是lambda必須使用尾置返回來指定返回類型。lambda可以忽略參數(shù)列表和返回類型，但必須包含捕獲列表和函數(shù)體：auto f = []{return 10;};，忽略參數(shù)列表即參數(shù)列表為空，忽略返回類型則從函數(shù)體代碼中推斷返回類型，若函數(shù)體中包含單一return之外的內(nèi)容且未指定返回類型，則返回void

• lambda不能有默認(rèn)參數(shù)，實(shí)參數(shù)目永遠(yuǎn)與形參數(shù)目相等，空捕獲列表說明此lambda不使用它所在函數(shù)中的任何局部變量，lambda使用示例如下：

//將words按長(zhǎng)度穩(wěn)定排序
stable_sort(words.begin(),words.end(),[](const string &a,const string &b){return a.size()return a.size()>=sz;});
//從wc迭代器開始打印單詞，每個(gè)單詞后接一個(gè)空格
for_each(wc,words.end(),[](const string &s){cout<

• 當(dāng)定義一個(gè)lambda時(shí)，編譯器生成一個(gè)與lambda對(duì)應(yīng)的新的類類型
• 類似于參數(shù)傳遞，變量的捕獲方式也可以是值捕獲（[a]）或引用捕獲[&a]，采用值捕獲的前提是變量可以拷貝，被值捕獲的變量是在lambda創(chuàng)建時(shí)拷貝，而非調(diào)用時(shí)，因此隨后對(duì)其的修改不會(huì)影響到lambda內(nèi)對(duì)應(yīng)的值，當(dāng)以引用方式捕獲一個(gè)變量時(shí)，必須保證在lambda執(zhí)行時(shí)變量是存在的
• 除了顯式列出希望使用的來自所在函數(shù)的變量之外，還可以讓編譯器根據(jù)lambda體中的代碼來推斷要使用哪些變量，此時(shí)應(yīng)在捕獲列表中寫一個(gè)[&]或[=]，&告訴編譯器采用引用捕獲方式，=采用值捕獲方式。當(dāng)混用隱式捕獲和顯式捕獲時(shí)，捕獲列表中第一個(gè)元素必須是&或=
• 默認(rèn)情況下，對(duì)于一個(gè)值被拷貝的變量，lambda不會(huì)改變其值，如果希望能改變一個(gè)被捕獲的變量的值，必須在參數(shù)列表首加上關(guān)鍵字mutable：auto f=[v]()mutable{return ++v;};，一個(gè)引用捕獲的變量是否可以修改依賴于該引用指向的是一個(gè)const類型還是非const類型
• 對(duì)于捕獲列表為空的lambda，通?？梢杂煤瘮?shù)來代替，對(duì)捕獲局部變量的lambda，需要使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的bind()函數(shù)，該函數(shù)定義在頭文件中，可以將bind函數(shù)看作一個(gè)通用的函數(shù)適配器，接受一個(gè)可調(diào)用對(duì)象，生成一個(gè)新的可調(diào)用對(duì)象auto newCallable = bind(callable,arg_list);，當(dāng)調(diào)用newCallable時(shí)，會(huì)調(diào)用callable，并傳給它arg_list中的參數(shù)，arg_list是一個(gè)逗號(hào)分隔的參數(shù)列表，其中形如_n的參數(shù)代表占位符，綁定引用參數(shù)時(shí)要使用ref()或cref()函數(shù)：bind(print,ref(os),_1,' ')

10.3 再探迭代器

• 除了每個(gè)容器自己的迭代器之外，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)在頭文件中還定義了額外幾種迭代器，包括：插入迭代器、流迭代器、反向迭代器、移動(dòng)迭代器
• 插入迭代器是一種迭代器適配器，它接受一個(gè)容器，生成一個(gè)迭代器，能實(shí)現(xiàn)向給定容器添加元素。插入器有三種類型：①back_inserter(c)創(chuàng)建一個(gè)使用c.push_back(t)的迭代器；②front_inserter(c)創(chuàng)建一個(gè)使用c.push_front(c)的迭代器；③inserter(c,iter)創(chuàng)建一個(gè)使用c.insert(iter,t)的迭代器。使用插入器時(shí)，只需要iter=t;即可在iter指定的位置處插入值t
• 流迭代器可以用泛型算法從流對(duì)象讀取數(shù)據(jù)及寫入數(shù)據(jù)，istream_iterator讀取輸入流，ostream_iterator向一個(gè)輸出流寫數(shù)據(jù)

istream_iteratorin(is);	//in從輸入流is讀取類型為T的值
istream_iteratorend;	//讀取類型為T的尾后迭代器
ostream_iteratorout(os);	//out將類型為T的值寫到輸出流os中
ostream_iteratorout(os,d);	//out將類型為T的值寫到輸出流os中，且每個(gè)值后都輸出一個(gè)d，d為C風(fēng)格的字符串

• 反向迭代器就是在容器中從尾元素向首元素反向移動(dòng)的迭代器，++it會(huì)移動(dòng)到前一個(gè)元素，–it會(huì)移動(dòng)到下一個(gè)元素，除了forward_list之外，其他容器都支持反向迭代器，可以通過調(diào)用rbegin(),rend(),crbegin(),crend()成員函數(shù)來獲得反向迭代器，反向迭代器調(diào)用base()成員函數(shù)可以得到正向迭代器，但是指向的元素不同（正向迭代器指向后一個(gè)元素）

10.4 泛型算法結(jié)構(gòu)

• 任何算法的最基本特性是它要求其迭代器提供哪些操作，算法所要求的迭代器操作可分為5個(gè)迭代器類別：

1. 輸入迭代器：只讀，不寫，單遍掃描，只能遞增；
2. 輸出迭代器：只寫，不讀，單遍掃描，只能遞增；
3. 前向迭代器：可讀寫，多遍掃描，只能遞增；
4. 雙向迭代器：可讀寫，多遍掃描，可遞增遞減；
5. 隨機(jī)訪問迭代器：可讀寫，多遍掃描，支持全部迭代器運(yùn)算

• 迭代器也定義了一組公共操作，一些操作所有迭代器都支持，另外一些只有特定迭代器才支持，除了輸出迭代器之外，一個(gè)高層的迭代器支持低層迭代器的所有操作，各迭代器需要支持的操作包括：

1. 輸入迭代器：① 用于比較兩個(gè)迭代器的相等==和不相等運(yùn)算符!=；② 迭代器的前置和后置遞增運(yùn)算++；③ 用于讀取元素的解引用運(yùn)算符*（只會(huì)出現(xiàn)在賦值運(yùn)算符的右側(cè)）；④ 用于解引用迭代器并提取成員的箭頭運(yùn)算符->
2. 輸出迭代器：與1類似，解引用運(yùn)算符只能出現(xiàn)在賦值運(yùn)算符的左側(cè)
3. 前向迭代器：1和2會(huì)破環(huán)迭代器原本結(jié)構(gòu)，只能單遍掃描，前向迭代器可以保存當(dāng)前狀態(tài)，多次讀寫同一個(gè)元素
4. 雙向迭代器：還支持前置和后置的遞減運(yùn)算符--
5. 隨機(jī)訪問迭代器：還支持 ① 用于比較兩個(gè)迭代器相對(duì)位置的關(guān)系運(yùn)算符<,<=,>,>=；② 迭代器和一個(gè)整數(shù)值的加減運(yùn)算+,+=,-,-=；③ 用于兩個(gè)迭代器的減法運(yùn)算-；④ 下標(biāo)運(yùn)算符iter[n],*iter[n]（兩者等價(jià)）

• 大多數(shù)算法的形參模式是下列4仲形式之一：其中dest參數(shù)是一個(gè)表示算法可以寫入的目的位置的迭代器，常被用于綁定到一個(gè)插入迭代器或是一個(gè)ostream_iterator

alg(beg,end,other args);
alg(beg,end,dest,other args);
alg(beg,end,beg2,other args);
alg(beg,end,beg2,end2,other args);

• 算法命名規(guī)范：① 一些算法使用重載形式傳遞一個(gè)謂詞，來代替<或==；② 接受一個(gè)元素值的算法通常會(huì)有一個(gè)不同名的后綴加上_if的版本，該版本接受一個(gè)謂詞代替元素值，如find和find_if；③ 默認(rèn)情況下，重排元素的算法將重排后的元素寫回給定的輸入序列中，通常提供額外的拷貝版本，加上后綴_copy，如reverse和reverse_copy
• 與其他容器不同，鏈表類型list和forward_list定義了幾個(gè)成員函數(shù)形式的算法，特別定義了獨(dú)有的sort(),merge(),remove(),reverse(),unique()算法，通用版本的sort要求隨機(jī)訪問迭代器，因此不能用于鏈表類型

auto m_it = m.cbegin();
while(m_it != m.cend()){cout<< m_it->first<< ":"<< m_it->second<< endl;
	++m_it;
}

• new和delete運(yùn)算符一次分配和釋放一個(gè)對(duì)象，C++和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還提供了兩種一次分配一個(gè)對(duì)象數(shù)組的方法：① C++定義了另一種new表達(dá)式語(yǔ)法，可以分配并初始化一個(gè)對(duì)象數(shù)組；② 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中包含了一個(gè)名為allocator的類，可以將分配和初始化分離。大多數(shù)應(yīng)用都沒有直接訪問動(dòng)態(tài)數(shù)組的需求，使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容器會(huì)更加簡(jiǎn)單和快速
• 使用new分配動(dòng)態(tài)數(shù)組時(shí)，要指明分配的對(duì)象的數(shù)目：int *p = new int[10];，此時(shí)會(huì)得到一個(gè)元素類型的指針（動(dòng)態(tài)數(shù)組并不是數(shù)組類型），由于分配的內(nèi)存并不是一個(gè)數(shù)組類型，因此不能對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)組調(diào)用begin或end。new分配的對(duì)象，無論是單個(gè)分配還是數(shù)組中的都是默認(rèn)初始化的，加上空括號(hào)后變?yōu)橹党跏蓟?code>int *p = new int[10]();，釋放動(dòng)態(tài)數(shù)組：delete [] p;
• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了一個(gè)可以管理new分配的數(shù)組的unique_ptr版本：unique_ptrp(new int[]10);，可以使用下標(biāo)運(yùn)算符來訪問數(shù)組中的元素。與unique_ptr不同，shared_ptr不直接支持管理動(dòng)態(tài)數(shù)組，如果要使用shared_ptr管理，必須提供自定義的刪除器shared_ptrp(new int[10],[](int *p){delete[] p});，并且不能使用下標(biāo)運(yùn)算符，只能用gert()獲取內(nèi)置指針后再訪問數(shù)組元素
• new將內(nèi)存分配和對(duì)象構(gòu)造結(jié)合在了一起，delete將對(duì)象析構(gòu)和內(nèi)存釋放結(jié)合在了一起，這樣在分配少量對(duì)象時(shí)方便使用，但是當(dāng)要分配大量?jī)?nèi)存時(shí)，希望將內(nèi)存分配和對(duì)象構(gòu)造分離。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)allocator定義在頭文件中，提供了一種類型感知的內(nèi)存分配方法，分配的內(nèi)存是未構(gòu)造的
• allocator類算法：①allocatora：定義一個(gè)可以為類型T分配內(nèi)存的allocator對(duì)象；②a.allocator(n)：分配一段可以保存n個(gè)類型為T的對(duì)象的未構(gòu)造的內(nèi)存；③a.deallocator(p,n)：釋放從T*指針p開始的n個(gè)T類型對(duì)象的內(nèi)存，p必須分配過n個(gè)T類型對(duì)象，且已被創(chuàng)建的對(duì)象必須調(diào)用過destroy；④a.construct(p,args)：在p指向的未構(gòu)造內(nèi)存中通過args構(gòu)造一個(gè)對(duì)象；⑤a.destory(p)：對(duì)p指向的對(duì)象執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)；⑥uninitialized_copy(b,e,b2)/uninitialized_copy_n(b,n,b2)：將迭代器b到e中的元素拷貝到迭代器b2指向的未構(gòu)造內(nèi)存中，b2的內(nèi)存必須足夠大；⑦uninitialized_fill(b,e,t)/uninitialized_fill_n(b,n,t)：在迭代器b到e的未構(gòu)造內(nèi)存中放入值為t的拷貝

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當(dāng)前題目：【C++基礎(chǔ)】2.標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)-創(chuàng)新互聯(lián)
鏈接URL：http://bm7419.com/article12/dsdpdc.html

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