GeekBand STL与泛型编程第三周

9.泛型算法_变易算法

变易算法是指那些改变容器中对象的操作。

copy

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_OutIt copy(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest)

将对象从[_First, _Last)拷贝至[_Dest, _DestLast)，其中 _DestLast = _Dest + (_Last - _First)，此算法是顺序拷贝。
copy可以实现将容器中的对象左移。
_Dest容器需要注意预留空间。

copy_backward

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_BitIt2 copy_backward(_BidIt1 _First, _BitIt2 _Last, _BidIt2 _Dest)

将对象从[_First, _Last)拷贝至[_DestFirst, _Dest)，其中 _DestFirst = _Dest - (_Last - _First)，此算法是逆序拷贝。
copy可以实现将容器中的对象右移。

copy_n

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_OutIt copy_n(_InIt _First, _Diff _Count, _OutIt _Dest)

将对象从[_First, _First + _Count)拷贝至[_Dest, _Dest + _Count)。

copy_if

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_OutIt copy_if(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Pr _Pred)

在区间[_First, _Last)中的每个it，将满足_Pred(*it)==true 的对象拷贝至[_Dest, _Dest + (_Last - _First))。

swap

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void swap(_Ty& _Left, _Ty& _Right)

交换对象_Left和_Right

swap_ranges

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void swap_ranges(_FwdIt1 _First, _FwdIt1 _Last, _FwdIt2 _Dest)

对于0 <= i < (_Last - _First)，交换对象*(_First + i)和*(_Dest + i)
[_First, _Last)必须包含在区间[_Dest, _Dest + (_Last - _First))中。

transform(1)

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_OutIt transform(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Fn1 _Func)

对于[_First, _Last)中每个it，应用_Func(*it)，并且将结果放入_Dest，即：*(_Dest + i) = _Func(*(_First + i))，其中0 <= i < (_Last - _First)。

transform(2)

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_OutIt transform(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1, _InIt2 _First2, _OutIt _Dest, _Fn2 _Func)

对于[_First1, _Last1)中每个it1，[_First2, _First2+(_Last1 - _First1))中的每个it2，应用_Func(*it1, *it2)，并且将结果放入_Dest，即：*(_Dest + i) = _Func(*(_First1 + i), *(_First2 + i))，其中0 <= i < (_Last1 - _First1)。

replace

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void replace(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, const _Ty& _Oldval, const _Ty& _Newval)

对于区间[_First, _Last)中的每个迭代器it，如果满足 *it==_Oldval，则执行 *it = _Newval。

replace_if

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void replace(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, _Pr _Pred, const _Ty& _Val)

对于区间[_First, _Last)中的每个迭代器it，如果满足 _Pred(*it)==true，则执行 *it = _Val。

replace_copy

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void replace_copy(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, const _Ty& _Oldval, const _Ty& _Newval)

将元素从[_First, _Last)拷贝至[_Dest, _Dest + (_Last - _First)), 并且将[_First, _Last)中满足 *it==_Oldval的元素替换为_Newval。

replace_copy_if

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void replace_copy_if(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Pr _Pred, const _Ty& _Val)

将元素从[_First, _Last)拷贝至[_Dest, _Dest + (_Last - _First)), 并且将[_First, _Last)中满足 _Pred(*it)==true的元素替换为_Val。

fill

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void fill(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, const _Ty& _Val)

将_Val赋值给[_First, _Last)中的每个元素。

generate

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void fill(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, _Fn0 _Func)

将_Func的结果赋值给[_First, _Last)中的每个元素。

remove

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_FwdIt remove(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, const _Ty& _Val)

将[_First, _Last)中所有等于_Val的元素全部删除。返回一个迭代器_Last2(_Last2 <= _Last)，使得[_First, _Last2)中没有与_Val相等的元素。

remove_if

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_FwdIt remove_if(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, _Pr _Pred)

对于[_First, _Last)中所有的it，满足_Pred(*it)==true的元素全部删除。返回一个迭代器_Last2(_Last2 <= _Last)，使得[_First, _Last2)中没有满足_Pred(*it)==true的元素。

remove_copy

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_OutIt remove_copy(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, _OutIt _Dest, const _Ty& _Val)

将[_First, _Last)中所有不等于_Val的元素拷贝至_Dest。

unique

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_FwdIt unique(_FwdIt _First, _FwdIt _Last)

从[_First, _Last)中取出重复的元素（只保留一份），返回一个新的迭代器_Last2，使得[_First, _Last2)中没有重复出现的元素。

reverse

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void reverse(_BitIt _First, _BitIt _Last)

颠倒容器中的元素，首尾交换。元素为偶数个，则每个都换，奇数个，则中间的元素不换。

rotate

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_FwdIt rotate(_FwdIt _First, _FwdIt _Mid, _FwdIt _Last)

交换容器中的两部分区间[_First, _Mid)和[_Mid, _Last)。

random_shuffle

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void random_shuffle(_RanIt _First, _RanIt _Last) //采用rand

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void random_shuffle(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Fn1&& _Func) //自定义

对区间[_First, _Last)中的元素进行洗牌，如果N = _Last - _First，那么该算法从N!的可能排列中随机选择一种
默认采用rand作为随机函数，也可以自定义随机数生成函数。

partition

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_FwdIt partition(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, _Pr _Pred)

基于_Pred对容器中的元素进行划分，将区间[_First, _Last)划分为两部分：[_First, _Mid)和[_Mid, _Last)，使得：所有的it，在第一区间中_Pred(*it)==true，在第二区间中_Pred(*it)==false。

10.泛型算法_排序

sort

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void sort(_RanIt _First, _RanIt _Last)

对[_First, _Last)中的元素进行排序，满足it1 < it2 时 (*it1) < (*it2)。
对于被排序的元素，需要提供operator<。

partial_sort

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void partial_sort(_RanIt _First, _RanIt _Mid, _RanIt _Last)

对[_First, _Mid)中的元素进行排序，排序后[_First, _Mid)中的元素是有序的，而[_Mid, _Last)中的元素顺序则未定义。

binary_search

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bool binary_search(_FwdIt _First, _FwdIt _Last, const _Ty& _Val)

在[_First, _Last)中查找等于_Val的元素。
容器中的元素，首先要排序。

merge

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_OutIt merge(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1, _InIt2 _First2, _InIt2 _Last2, _OutIt _Dest)

将排好序的[_Frist1, _Last1)和[_Frist2, _Last2)合并到_Dest。

基于排序集合的一些算法

includes

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bool includes(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1, _InIt2 _First2, _InIt2 _Last2)

判断[_Frist1, _Last1)是否包含[_Frist2, _Last2)。
[_Frist1, _Last1)和[_Frist2, _Last2)都必须是排好序的。

基于堆的算法

make_heap

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void make_heap(_RanIt _Frist, _RanIt _Last)

将区间[_First, _Last)转换成一个堆
堆结构采用max_heap，维持平衡二叉树

push_heap

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void push_heap(_RanIt _Frist, _RanIt _Last)

向堆中添加一个元素，该算法的前提是假设[_First, _Last - 1)已经是一个堆，被添加到堆的元素为*(_Last - 1)。
堆结构采用max_heap，维持平衡二叉树

pop_heap

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void pop_heap(_RanIt _Frist, _RanIt _Last)

从堆中弹出一个元素，该算法的前提是假设[_First, _Last)已经是一个堆，被添加到堆的元素为根顶元素。
堆结构采用max_heap，维持平衡二叉树

sort_heap

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void sort_heap(_RanIt _Frist, _RanIt _Last)

将堆[_First, _Last)中的元素进行排序
堆结构采用max_heap，维持平衡二叉树
Sort就是在不断pop_heap，因为每次pop都可以获得堆中的最大元素。

11.泛型算法_数值算法

#include

accumulate(1)

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_Ty accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val)

对[_First, _Last)中的每个元素进行累加，设result=_Val，对于每个it属于[_First, _Last)，result += *it。

accumulate(2)

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_Ty accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val, _Fn2 _Func)

对[_First, _Last)中的每个元素进行累加，设result=_Val，对于每个it属于[_First, _Last)，result =_Func(*it, result)。

inner_product(1)

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_Ty inner_product(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1, _InIt2 _First2, _Ty _Val)

对[_First1, _Last1)和[_First2, _Last2)进行如下操作，设result=_Val，对于每一个it1属于[_First1, _Last1)， result += (*it1) * (*(_First2 + (it1 - _First1)))。

inner_product(2)

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_Ty inner_product(_InIt1 _First1, _InIt1 _Last1, _InIt2 _First2, _Ty _Val, _Fn21 _Func1, _Fn22 _Func2)

对[_First1, _Last1)和[_First2, _Last2)进行如下操作，设result=_Val，对于每一个it1属于[_First1, _Last1)， result = _Func1(result, _Func2(*it1, *(_First2 + (it1 - _First1))))。

partial_sun(1)

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_OutIt partial_sun(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest)

设it=_First, *it = *_First、*(it + 1) = *_First + *(_First + 1)、...，以此类推

partial_sun(2)

template inline
_OutIt partial_sun(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Fn2 _Func)

设it=_First, *it = *_First、*(it + 1) = _Func(*_First, *(_First + 1))、...，以此类推

adjacent_difference(1)

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_OutIt adjacent_difference(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest)

设it=_First, *it = *_First、*(it + 1) = *(_First + 1) - *_First、...，以此类推

adjacent_difference(2)

template inline
_OutIt adjacent_difference(_InIt _First, _InIt _Last, _OutIt _Dest, _Fn2 _Func)

设it=_First, *it = *_First、*(it + 1) = _Func(*(_First + 1), *_First)、...，以此类推

12.内存分配器

实现自定义的内存分配器：

定义MyAllocator为一个模板，放在wj命名空间：

namespace wj{
    template 
    struct MyAllocator{ ... };
}

实现标准的一组typedef

typedef T           value_type;
typedef T*          pointer;
typedef const T*    const_pointer;
typedef T&          reference;
typedef const T&    const_reference;
typedef size_t      size_type;
typedef int         difference_type;

定义内嵌的rebind模板：

template struct rebind{
    typedef MyAllocator other;
}

构造函数

MyAllocator(){ }
MyAllocator(const MyAllocator&){ }
template
MyAllocator(const MyAllocator&){ }

实现allocate函数：

pointer allocate(size_type n, const void *p = 0){
    T* buffer = (T*)malloc((size_t)(n * sizeof(T)));
    if(buffer == NULL){ // error handling
        ...
    }
    return buffer;
}

实现deallocate函数：

voie deallocate(pointer p, size_type n){
    if(p != NULL)
        free(p);
}

实现construct函数：

void vonstruct(pointer p, const T& value){
    new(p)T(value);
}

实现destroy函数：

void destroy(pointer p, size_tpye n){
    p->~T();
}

实现max_size函数：

size_type max_size() const{
    return size_type(UINT_MAX / sizeof(T));
}

实现address函数：

pointer address(reference x){
    return (pointer)&x;
}

实现const_address函数：

const_pointer address(const_reference x){
    return (const_pointer)&x;
}

GeekBand STL与泛型编程 第三周