STL设计原理和使用培训

迭代器类型： 迭代器类型：
迭代器类型及功能
输入迭代器 Input iterator 输出迭代器 Output iterator 前向迭代器 Forward iterator 双向迭代器 Bidirectional iterator 随机迭代器 Random access iterator
向前读。迭代器所指的对象，不允许外界改变。 operator *(不能做为左值)，operator->，operator++ 向前写。operator *(不能做为右值)，operator->，perator++ 向前读写。operator *，operator->，operator++ 向前向后读写。operator *, operator->, operator++, operator--
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迭代器— 迭代器—概念和类型
概念： 概念：
是类似指针的对象，STL算法利用迭代器的对 外接口对存储在容器中的对象序列进行操作。
指针支持的操作符： 指针支持的操作符：
operator++、operator--、operator*、operator->、 operator+n、operator-n、operator[]
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STL六大组件 STL六大组件
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STL六大组件 STL六大组件
1. 容器 各种常用数据结构, 用类模板实现 2. 算法 各种常用算法，用函数模版实现。 3. 迭代器 可以看成是指向容器元素的指针，由容器提供。迭带器将算 法和容器连在一起，实现算法对容器元素的访问。是一种重 载*、->、++、--等指针相关操作的类模板。 4. 函数对象 是一种重载了operator()的类模板，可作为算法的某种策略。 5. 分配器 负责容器空间的分配和管理和释放，用类模板实现。 6. 适配器 用来修饰容器、仿函数或迭代器接口的组件。
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迭代器适配器迭代器适配器-插入迭带器
先看一个例子： int iarray[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; list<int> ilist; copy(iarray, iarray + 5, ilist.begin()); //操作失败，ilist还没有分配内存 copy(iarray, iarray + 5, back_insert_iterator<list<int> >(ilist)); //使用后插迭带器 copy(iarray, iarray + 5, back_inserter(ilist)); //为方便使用，stl提供back_inserter函数封装了后插迭带器 用途：用于将值插入到容器中。 用途 实现原理：模版类，模版参数是一个容器，只重载赋值（operator=）操作符，在赋值操作 实现原理 中调用底层容器的插入操作(push_back、push_front或insert)。属于输出迭带器。 类型： 类型： 前插迭带器：front_insert_iterator<Container>(Container &x), 或front_inserter(Container &x) 后插迭带器：back_insert_iterator<Container>(Container &x), 或back_inserter(Container &x) 插入迭带器：insert_iterator<Container>(Container &x, Container::iterator i),或 inserter(Container &x, Container::iterator i) //一个后插迭带器的实现 template<class Container> class back_insert_iterator{ protected: Container * container; //底层容器 public: back_insert_iterator(Container &x) : container(&x){} back_insert_iterator<Container >& operator = (const typename Container::value_type& value) - 11 container->push_back(value); //关键，调用push_back return * this; }
STL设计原理和使用
北京高阳圣思园信息技术有限公司技术研发中心 (韩冬) 韩冬)
2008年11月
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主要内容
1. STL概览 2. 迭代器 3. 迭代器适配器 4. 容器 序列式容器-vector、list、deque、string 关联式容器-map、set、multimap、multiset 5. 算法和函数对象 6. 函数对象适配器 7. STL使用注意事项
for_each(testVec.begin(), testVec.end(), printElem<int>( ) );
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STL实例 STL实例…. 实例….
//使用使用stl的count_if计算list中不等于3的个数 int count = count_if(testVec.begin(), testVec.end(), bind2nd(not_equal_to<int>(), 3)); return 0; }
istream ostream
list,set,map
随机读写。operator *, operator->, operateor++,operator— ,operator+(n),operator-(n) -9-
vector,deque, string
迭代器— 迭代器—实例
//本例是list实现迭代器的简化版，从中可以了解迭代器是如何实现的 template<typename T> class list list的迭代器特点： { 1. 是用嵌套类实现。所以要如此定义 template<class T, class Ref=T&, class Ptr=T*> 迭代器变量： list<int>::iterator ite struct _list_iterator 2. 是一个类模板。 { 3. 重载了双向迭代器所支持的操作符 （除了随机访问的其他操作） typedef _list_iterator<T, Ref, Ptr> self; 4. 说明为什么每个容器都要实现自己 typedef Ptr pointer; 的迭代器：只有每个容器知道自己 typedef Ref reference; 的数据结构 typedef _list_node<T> * link_type; link_type node; //双向迭代器，重载了所支持的操作符 bool operator==(const self& x) const{return node == x.node;} bool operator!=(const self& x) const{return node != x.node;} reference operator*() const {return (*node).data} pointer operator->() const {return &(operator* ());} self& operator++() {node = (link_type)((*node).next); return *this;} self& operator--() {node = (link_type)((*node).prev); return *this;} } }
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使用STL的实例 一窥STL的方方面面 使用STL的实例,一窥STL的方方面面 的实例,
//该例子体现了容器、算法、迭代器、适配器和函数对象的基本用法
#include <algorithm> #include <vector> #include <iostream> using namespace std;
bind2nd是一个函数对象适配器，指定not_equal_to的第二个参数为8
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泛型编程技术
1. 基础技术： 基础技术：
模板技术：包括类模板、函数模板，要点是“参数化类型”。其他包括 模板技术 偏特化技术、特性萃取机制(iterator_traits)等。 操作符重载：迭代器使用操作符重载，重载指针操作相关的接口，使得 操作符重载 算法可以使用标准的接口操作迭代器。函数对象重载了operator[]接口， 使得算法可以像使用函数一样使用函数对象。
2. 编译期多态和运行时多态： 编译期多态和运行时多态：
编译期多态： 编译期多态：模板是编译器多态，编译器根据模板的实际参数，进行实 例化，生成一份代码，有利于效率的提高。适用于具体类型可得的情况。 运行时多态： 运行时多态：利用虚函数实现的多态是运行时多态，c++底层使用了函 数指针和虚函数表来实现，因此引入了间接调用，会有一定效率的损失。 适用于具体类型信息不可得的情况。
这里摘出stl里for_each的源码，用函数 模板实现 参数化类型，关键字可改用 class 自定义的一个函数对象,用类模板 实现。重载了operator( )操作符 并inline实现 template <class InputIterator, class Function> Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function f){ for(; first != last; ++first) f(*first); return f; } 该语法表明用int实例化greater类模板,并调用 默认构造函数生成一个临时对象传给sort函数