Boolan/STL 与泛型编程 part1

@(boolan C++)[STL]
2017-11-20 12:10:37 / herohlc

---

使用一个东西不明白它的道理不高明。

item1. 认识headers/版本

1. 泛型编程

泛型编程 - GP/Generic Programming，使用template 为主要工具来编写程序。

STL是GP的一个成功的实践。

2. C++标准库学习

标准库学习层级：

1. level 0: 使用标准库
2. level 1: 认识标准库
3. level 2: 良好使用标准库
4. level 3:扩展标准库

3. C++标准库 vs. STL

C++ 标准库/C++ Standard Library

标准模版库/STL/Standard Template Library

STL是标准库的子集，标准库包含STL之外的其他部件。

4. 标准库头文件

1. 标准库的header files 不带”.h”， 例如 ：#include
2. 新式的C header files 不带”.h”， 例如： #include
3. 旧式的C header files 仍然可用，例如： #include
4. 新式的header files内的组件封装在 namespace std下
5. 旧式的header files内的组件未封装在 namespace std下

头文件用新不用旧。

5. 有用的网站

cppreference.com
cplusplus.com - The C++ Resources Network
https://gcc.gnu.org/

---

item2. STL体系结构基础介绍

1. STL六大部件

Image Copied on 2017-11-25 at 14.32.58 下午.png

注意上图各组件之间的关系。

1. STL中的GP区别OOP，数据结构在容器中实现，处理容器的部分功能在算法中实现（容器的基本操作仍然在容器中实现，有的容器有实现自己的find等算法）。
2. 迭代器是泛化的指针。

2. Example: 一些部件

count_if

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/count_if/?kw=count_if

header
#include

not1

not1 - C++ Reference

header
#include

bind2nd

bind2nd - C++ Reference

header
#include

less

http://www.cplusplus.com/reference/functional/less/?kw=less

header
#include

3. 前闭后开区间 [)

Image Copied on 2017-11-25 at 14.34.58 下午.png

1. 引用container.end() 很危险。

---

item3. 容器分类与测试/array

1. 容器 - 结构与分类

Image Copied on 2017-11-25 at 14.38.49 下午.png

容器分类： sequence containers / associative containers

sequence containers

1. vector
2. deque
3. list
4. array (C++11)
5. forward_list(C++11)

associative containers

1. map/ multimap / unordered_map(C++11) / unordered_multimap(C++11)
2. set /multiset /unordered_set(C++11) / unordered_multiset(C++11)

containers 比较

1. array 存储固定数量的元素。
2. forward_list只保存一个指针所以比list更节省内存。
3. sequence 与associative的差别在于，sequence 存放数据时是有序的存储(逻辑上有序，非内存存储上有序)
4. set/map实现的数据结构为红黑树-高度平衡二叉树。

一种被广泛采用的hash-table实现：separate chaining

2. std::array

array存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.10 下午.png

array info

std::array - cppreference.com

clock/qsort/bsearch

clock - C++ Reference
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/qsort/?kw=qsort
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/bsearch/?kw=bsearch

---

item4. 容器分类与测试/vector

1. vector存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.16 下午.png

1. vector向后增长所以只有push_back操作
2. vector的扩容方式：两倍增长，renew 2倍新内存，拷贝旧数据到新内存

---

item5. 容器分类与测试/list/forward_list

1. std::list

list存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.27 下午.png

如果容器提供了自己的sort/find，请采用容器提供的sort/find。

2. std::forward_list

forward_list存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.32 下午.png

1. forward_list 仅能提供对front元素的操作

3. gnu::slist

4. std::deque

deque存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.21 下午.png

5. std::stack/queue

1. stack/queue是deque的适配器(container adapter)，容器适配器
2. stack/queue仅提供push/pop方法
3. 限于stack/queue的数据处理方式，stack/queue不提供迭代器操作，算法当然也不支持。

stack/queue存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.46.21 下午.png

Image Copied on 2017-11-25 at 14.46.30 下午.png

---

item6. 容器分类与测试/ map/set/multimap/multiset/unordered_map/unordered_set/unordered_multimap/unordered_multiset

1. std::multiset

multiset存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.36 下午.png

2. std::multimap

multimap存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.41.39 下午.png

3. std::unordered_multiset

hash-table存储结构

Image Copied on 2017-11-25 at 14.42.14 下午.png

hash table 中bucket一定要比元素个数多。如果元素个数>=bucket个数则扩充bucket个数。

4. std::unordered_multimap

5. std::unordered_set

6. std::unordered_map

7. std::set

8. std::map

---

item 7. 分配器/allocator

分配器负责容器内存管理。的容器大多数情况下使用默认的分配器。

container 的allocator 参数

template >
class vector : protected _Vector_base<_TP,_Alloc>

template >
class list : protected _List_base<_TP,_Alloc>

template >
class deque : protected _Deque_base<_TP,_Alloc>

1. __gnu::_cxx:: allocator

头文件与用法

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

list> c1;
list> c1;
list> c1;
list> c1;
list> c1;
list> c1;
list> c1;

不建议直接使用allocator分配内存。

---