体系结构与内核分析第三讲
算法
从语言层面讲（标准库六大部件）：
容器Container是个class template
算法Algorithm是个function template
迭代器Iterator是个class template
仿函数Functor是个class template
适配器Adapter是个class template
分配器Allocator是个class template
算法（Algorithm）看不见容器（Container），彼此无直接关联，对其一无所知；所以，它所需要的一切信息都必须从迭代器（Iterators）取得，而Iterators（Containers供应）必须能够回答Algorithm的所有提问，才能搭配该Algorithm的所有操作。
迭代器的分类
五种iterator category
struct input_iterator_tag{ };（输入迭代器）
struct output_iterator_tag{ };（输出迭代器）
struct forward_iterator_tag;public input_iterator_tag{ }; （单向迭代器）前向
struct bidrectional_iterator_tag;public forward_iterator_tag{ }; （双向迭代器）
struct random_access_iterator_tag;public bidrectional_iterator_tag{ };（随机访问迭代器）空间是连续的
五种iterator的关系
共有五种迭代器类型，其中四种是相互继承的关系input（父类）<-farward<-bidirectional<-random_access（子类）. 还有一种output_iterator是单独的。
容器种类
random_access_iterator_tag（随机访问迭代器）：array,vector,deque
bidrectional_iterator_tag（双向迭代器）：list,set,map,multiset,multimap
forward_iterator_tag（单向迭代器）：forward_list, unordered_set, unordered_map, unordered_multiset, unordered_multimap
output_iterator_tag（输出迭代器）：ostream
input_iterator_tag（输入迭代器）：istream
查看迭代器 category：
display_category(array::iterator());
cout<<"typeid(itr).name()="<
迭代器分类对算法的影响
random_access_iterator_tag空间是连续的
判断了迭代器分类后distance算法的执行效率相差非常大：1.为random_access_iterator直接last-first 2.其他的一步步计算，效率低
其他算法也会先判断迭代器分类然后采取不同策略以期提高效率。
以copy算法为例，通过迭代器的分类和迭代器萃取机的分类，对于某些分类有特化版本，直接调用低阶动作函数速度极快，针对不同分类采取不同策略，这样极大提高了代码效率。
算法源码中对iterator_category的暗示：通过写出一些明显的类型名称
算法源代码剖析
qsort（快速排序）,bsearch(二分法搜寻）均为C语言的函数function；count_if（返回在[first, last)范围内满足特定条件的元素的数目）,find（查找）,sort（排序）是C++标准库提供的算法。
accumulate：用来计算特定范围内（包括连续的部分和初始值）所有元素的和，除此之外，还可以用指定的二进制操作来计算特定范围内的元素结果。两个版本：1.接受头尾两个指针还有初值2.接受头尾两个指针，初值还有binaryoperation。
for_each：用于逐个遍历容器元素，它对迭代器区间[first，last)所指的每一个元素，执行由单参数函数对象f所定义的操作。接受头尾两个指针还有一个function。
//range-based for statement since C++11
for( dec1:coll ) {
statement
}
for( int i : {2,3,4,5,3,23,424,5} ){
cout << i << endl;
}
在前面的学习中也有涉及
算法replace，replace_if,replace_copy
replace： 所有容器适用,范围内所有等同于old_value者都以new_value取代.
replace_if：范围内所有满足pred()（特定条件）为true之元素都以new_value取代.
replace_copy：范围内所有等同于old_value者都以new_value放至新区间.
count：用于统计某一值在一定范围内出现的次数
count_if：返回在[first, last)范围内满足特定条件的元素的数目
容器不带成员函数count()：array,vector,list,forward_list,deque
容器带有成员函数count()：set/multiset，map/multimap，unordered_set/unordered_multiset,unordered_map/unordered_multimap
find：返回区间[first，end）中第一个值等于value的元素位置；若未找到，返回end。函数返回的是迭代器或指针，即位置信息。循序式查找
find_if：返回区间[first，end)中使一元判断式pred为true的第一个元素位置；若未找到，返回end。循序式查找
容器不带成员函数find()：array,vector,list,forward_list,deque
容器带有成员函数find()：set/multiset，map/multimap，unordered_set/unordered_multiset,unordered_map/unordered_multimap
sort：对给定区间所有元素进行排序
容器不带成员函数count()：array,vector,deque, set/multiset，map/multimap，unordered_set/unordered_multiset,unordered_map/unordered_multimap
容器带有成员函数count()：list,forward_list
reverse iterator是一种反向遍历容器的迭代器rbegin()++-
binary_search二分查找法，之前一定要先排序，调用的是lower_bound,与之相对应的有upper_bound。
low=lower_bound(v.begin(),v.end(),20);
up=upper_bound(v.begin(),v.end(),20);
仿函数/函数对象
按照功能的不同，仿函数functors可分为算术类（plus, minus...），逻辑运算类（logical_and...），相对关系类（equal_to, less...）等三种
算术类：return x+y;return x-y;
逻辑类：return x&&y;
关系类：return x==y;return x
gnu c++独有的泛函:下面是G2.9下的泛函G4.9的名称改了。
identify传入什么元素就传出什么元素。
select1st传入pair, 传出pair中第一个元素。
select2nd传入pair, 传出pair中第二个元素。
可适配条件：他们的共同点在于继承自unary_function（一个操作数）或是binary_function（两个操作数）类，他们内部定义了一些typedef, 共适配器询问，他们的内部并没有数据成员，对于自定义的泛函数只有遵循stl的体系架构，继承于unary_function或是binary_function才能作为泛函数适配器。继承binary_function的意义在于，告诉算法传进来的是二元运算。仿函数在传递进算法的时候，需要告诉算法两个参与运算的类型，以及一个用于接受结果的类型。
适配器Adapters
适配器按照类型的不同，可分为容器适配器、迭代器适配器和仿函数适配器三种
函数适配器：binder2nd
eg. bind2nd(less(), 40)给less函数绑定第二个参数为40，使得第一个参数和40进行比较，这里less()是一个临时对象，并没有被调用 。bind2nd内部调用binder2nd, 重载()（这里会询问less第一个参数类型和返回值类型），将操作的第二个参数传入绑定的值，再以返回值的形式传出操作。对于需要绑定的值在调用binder2nd的时候会检查，首先bind2nd会向operation询问他的第二个参数的类型，之后创建一个这个类型的临时对象，并将需要绑定的值赋给它。这时会检查类型是否匹配。typename是因为编译器在编译时还不知道其要传入的类型，所以要告诉编译器这是一个类型。
新型适配器 bind可以替代bind1st、bind2nd、binder1st、binder2nd。
泛函数适配器： not1
not1(pred), 对pred的结果取非。
bind (C++11) 可以绑定函数、泛函、成员函数（_1必须是某个object地址）、数据成员（_1必须是某个object地址）。返回一个函数对象ret，调用ret相当于调用函数、泛函、成员函数或者相当于取出数据成员。
迭代器适配器
reverse_iterator
rbegin()
{return reverse_iterator(end());}
reverse_iterator
rend()
{return reverse_iterator(begin());}
self&operator++(){--current;return *this;}
self&operator--(){++current;return *this;}
rend()——begin() rbegin()—— end()
reverse_iterator类中有一个正向迭代器，都是由这个正向迭代器实现的。
inserter是个函数模板，将元素插入到另一个容器中。copy(bar.begin(), bar.end(), inserter(foo, it)); 将bar的元素全部插入到foo容器的it位置，并不覆盖foo原有的元素。如果是copy(bar.begin(), bar.end(), foo.begin());这样写会覆盖foo中原有的元素。
X适配器
输出ostream_iterator内部定义了拷贝赋值函数，将value赋值给标准输出。所以copy会调用ostream_iterator的拷贝赋值，输出各个元素。
std::ostream_iterator out_it(std::cout, ",");
copy(vec.begin(), vec.end(), out_it);
输入istream_iterator重载operator++作为输入数据。
istream_iterator iit(cin); 在构造的时其内部就会调用operator++。这里会等待输入数据。