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C++ Primer 读书笔记

《C++ Primer》是一本深入浅出的C++编程指南，涵盖了标准库的核心功能和编程实践。这本书不仅适合初学C++的开发者，还能为已经熟悉C++的程序员提供大量实用的知识。以下是我对书中部分内容的理解和总结。

概述

C++标准库定义了一组泛型算法，这些算法被称为“泛型的”，因为它们可以用于不同类型的元素和多种容器类型。这些算法的核心特性是它们并不直接操作容器，而是通过迭代器来操作元素。这种设计使得算法与数据结构的实现完全分离，提高了代码的可重用性。

算法的输入范围

大多数标准库算法都需要一个输入范围（input range），这个范围由两个迭代器确定，分别指向要处理的第一个元素和尾元素之后的位置。例如，find函数接受一个值，查找它在容器中的位置，而find_if函数则接受一个谓词，来判断元素是否满足特定条件。

算法的灵活性

泛型算法的灵活性在于它们可以处理不同类型的元素和容器。例如，sort函数可以对vector、list、甚至是数组进行排序。此外，算法还可以通过提供自定义谓词来改变元素的比较方式。

定制操作（提供谓词）

标准库允许我们向泛型算法提供谓词（predicate），这些谓词可以代替默认的比较操作。例如，find函数默认使用元素的==运算符比较，而find_if函数则接受一个自定义的谓词。

谓词的类型

谓词可以是以下几种形式：

• 一元谓词：只接受单一参数，例如isShorter(const string &s1, const string &s2)。
• 二元谓词：接受两个参数，例如isShorter(const string &s1, const string &s2)。
• 函数、函数指针、λ表达式：可以是预定义的函数、函数指针或自定义的λ表达式。

示例

bool isShorter(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() < s2.size();
}
sort(words.begin(), words.end(), isShorter);

可以通过λ表达式实现相同功能：

sort(words.begin(), words.end(), [](const string &a, const string &b) {
    return a.size() < b.size();
});

泛型算法的结构

泛型算法的核心是它们对迭代器的操作要求。根据迭代器的功能，算法分为不同的类别。以下是五种主要的迭代器类别：

特定容器的算法

与其他容器不同，list和forward_list定义了一些独有的成员函数形式的算法，如sort、merge、remove等。这些算法通常比通用版本高效，因为它们直接操作链表的节点，而不是元素。

链表的特殊操作

• remove：删除指定元素。
• unique：删除相邻重复元素。
• merge 和 splice：合并两个链表或拆分链表节点。

这些操作会修改容器的内容，因此需要谨慎使用。

查找算法

查找算法是处理容器中的元素位置的重要工具。常见的查找算法包括find、find_if、adjacent_find等。

示例

int val = 42;
auto result = find(vec.begin(), vec.end(), val);
// 如果未找到，result指向尾迭代器

可以通过谓词实现更复杂的查找逻辑：

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

其他算法

除了查找和排序，标准库还提供了许多其他功能，例如：

这些算法提供了强大的工具来处理容器的数据。

总结

《C++ Primer》是一本极为实用的书籍，它不仅帮助我们理解C++的基础知识，还教会我们如何高效地利用标准库功能。通过学习这些泛型算法，我们能够写出更高效、更可靠的代码，从而在C++编程中游刃有余。

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