STL源码剖析 算法开篇

STL源码剖析 算法开篇

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质变算法

• 质变算法 - 会改变 *** 作对象的数值，比如互换、替换、填写、删除、排列组合、分隔、随机重排、排序等

#include 
#include 

int main(){
    int ia[] = {22,30,20,34,45,64,34,56,75,34};
    std::vectoriv(ia,ia+(sizeof (ia) / sizeof (int)));
    for (int i = 0; i < iv.size(); ++i) {
        std::cout << iv[i] << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
    std::cout << iv.size() << ' ';
    //错误的 sort属于质变算法 不应该使用const迭代器
//    std::vector::const_iterator cit1 = iv.begin();
//    std::vector::const_iterator cit2 = iv.end();
//    std::sort(iv.begin(),iv.end());

    std::vector::iterator cit1 = iv.begin();
    std::vector::iterator cit2 = iv.end();
    std::sort(cit1,cit2);


}

非质变算法

• 运算过程中不会改变 迭代器标示出来的区间上的元素内容。查找(find)、匹配(find_if)、计数(count)、巡防(for_each)、比较(equal)、寻找极值(max、min)等
• 但是如果在迭代区间上应用一个会改变元素内容的仿函数，也会改变元素的数值

#include 
#include 

template
struct plus2{
    void operator()(T& x){
        x += 2;
    }
};

//template 
void plus3_fun(int& x){
    x += 3;
//    std::cout << x << " ";
}

int main(){
    int ia[] = {22,30,20,34,45,64,34,56,75,34};
    std::vectoriv(ia,ia+(sizeof (ia) / sizeof (int)));
    for (int i : iv) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
    std::cout << iv.size() << ' ';
    std::cout << std::endl;

//    std::for_each(iv.begin(),iv.end(),plus2());
    std::for_each(iv.begin(),iv.end(), plus3_fun);
    for (int i : iv) {
        std::cout << i << ' ';
    }
}

• 算法的泛型话的主要目的是为了，抽象化 *** 作对象的型别、 *** 作对象的标示法和区间目标的移动行为，整个算法也就在一个抽象层面了
• 以简单的循环查找为例，写一个find函数

#include

int * find(int* arrayHead,int arraySize,int value){
    int i = 0;
    for (; i < arraySize; ++i) {
        if (arrayHead[i] == value){
            break;
        }
    }
    return &(arrayHead[i]);
}
int main(){
    int array[] = {11,13,34,56,77,8,945,56};
    int *ptr = nullptr;
    std::cout << sizeof(array) << std::endl;
    ptr = find(array,8,13);
    std::cout << *ptr;
}

• 设定end()即为指向array尾端以外的任何位置，主要目的是为了和其他array指针进行比较，但是不能提领其数值

#include

int * find(int* arrayHead,int arraySize,int value){
    int i = 0;
    for (; i < arraySize; ++i) {
        if (arrayHead[i] == value){
            break;
        }
    }
    return &(arrayHead[i]);
}
int main(){
    const int size = 8;
    int array[] = {11,13,34,56,77,8,945,56};
    int *end = array + size;//最后一个元素的位置
    int *ptr = nullptr;
    std::cout << sizeof(array)/sizeof(int) << std::endl;
    ptr = find(array,sizeof(array)/sizeof(int),13);
    if (ptr == end){
        std::cout << "Not found!" << std::endl;
    } else{
        std::cout << *ptr << " found!" << std::endl;
    }
}

• 上述find()暴露了容器太多的细节，且太限定于特定的容器。为了让find函数适配于所有类型的容器，其 *** 作需要更进一步的抽象化

int * find(int* begin,int* end,int value){
    while (begin != end && *begin != value){
        ++begin;
    }
    return begin;
}

• 上述函数适用于[begin() , end) （不包含end指针，end是指最后元素的下一个位置）

#include

int * find(int* begin,int* end,int value){
    while (begin != end && *begin != value){
        ++begin;
    }
    return begin;
}

int main(){
    const int size = 8;
    int array[] = {11,13,34,56,77,8,945,56};
    int *end = array + size;//最后一个元素的位置

    int*ptr = find(array,end,13);
    if (ptr == end){
        std::cout << "not found" << std::endl;
    } else
        std::cout << *ptr << " found" << std::endl;
    
    //也可以适用于查找特定的子区间
    int* ip = find(array+2,array+5,3);
}

• 更进一步将其修改为模板的形式

template //关键词typename 也可以使用class替代
T * find(T* begin,T* end,T value){
    //以下用到了operator!= operator* operator++
    //需要 *** 作符重载
    while (begin != end && *begin != value){
        ++begin;
    }
    //以下 *** 作 会引发copy行为
    return begin;
}

• 数值的传递可由 pass by value改为pass by reference to const 主要目的是出于不是基本数据类型，对象很大，传递成本很高，使用引用传递可以避免这些成本
• 更进一步 超出指针的思维局限，比如find函数针对的是list，对于指针进行++运算不会将指针指向下一个串行节点，但是如果设计一个class，拥有原生指针的行为，并且对其进行++ *** 作可以指向list的下一个节点，这里指定的是迭代器，其本质是一种智能指针，也就是行为类似指针的对象。

template 
Iterator find(Iterator begin,Iterator end,const T& value){
    while (begin != end && *begin!=value){
        ++begin;
    }
    return begin;
}