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《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。
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。
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。
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。
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。
谓词可以是以下几种形式:
isShorter(const string &s1, const string &s2)
。isShorter(const string &s1, const string &s2)
。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:
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。
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。
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;});
除了查找和排序,标准库还提供了许多其他功能,例如:
for_each
、transform
、replace
等函数。copy
、move
、swap_ranges
等函数。random_shuffle
、shuffle
等函数。这些算法提供了强大的工具来处理容器的数据。
《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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