STL与泛型编程：容器的共通能力和共通操作

STL与泛型编程<一>：容器的共通能力和共通操作

容器的共通能力

所有的STL都必须满足一些共同的条件，三个最核心的能力是
1. “所有容器提供的都是”value语意”而非”reference语意”。这意味着STL容器所容纳的是你所安插的对象值，若要实现reference语意，可以让容器容纳指针
2. 总体而言，所有元素形成一个次序。每个容器都提供了“可返回迭代器”的函数
3. 一般而言，各项操作绝非安全，STL追求的是效率！

容器的共通操作

见下表为容器类别（Container Classes）的共通操作函数

可看出分为四类：初始化、与大小相关的操作函数、比较

初始化

每个容器类别都提供了一个default构造函数，一个copy构造函数，一个析构函数。这些构造函数都是member template，所以提供了从“来源端”到“目标端”的元素自动型别转换。
下面看一个例子（以某个数组的元素值为处值）对这些函数进行测试

#include 
#include 
using namespace std;
void print(vector<int> v1);

int main(void)
{
    int arr1[] = {1,2,3};
    vector<int> v1(arr1,arr1+sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]));
    vector<int> v2(v1);
    print(v1);
    cout << endl;
    print(v2);

    return 0;
}

void print(vector<int> v1)
{
    vector<int>::const_iterator it = v1.begin();
    for (; it!=v1.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    } 
}

以标准输入装置完成初始化操作

#include 
#include 
#include 

using namespace std;
void print(vector<int> v1);

int main(void)
{
    vector<int> v1((istream_iterator<int>(cin)), (istream_iterator<int //定义一个容器，容器的内容从标准输入获取
    print(v1);

    return 0;
}

void print(vector<int> v1)
{
    vector<int>::const_iterator it = v1.begin();
    for (; it!=v1.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    } 
}
/*
1.不要忘了那对多余的括号（程序注释处），若忘记了，编译器会把之当做函数来看待的
2. 运行成功后，我输入a,d,f并按下回车没反应，原来元素定义的是int
测试数据如下：
1.输入12sdd45，按下回车输出12
2.输入ssd45，按下回车输出空
3.输入345，按下回车没有结束，需要按Ctrl+z才行
4.输入345，按下回车没有结束，载输入6，需要按Ctrl+z后，显示
345 6
*/

与大小相关的函数

见下面的程序

#include 
#include 
using namespace std;

int main(void)
{
    int arr1[] = {1,2,3};
    vector<int> v1(arr1,arr1+sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]));
    cout << "size():" << v1.size() << endl;
    cout << "max_size():" << v1.max_size() << endl;

    return 0;
}
/*
输出结果：
size():3
max_size():4611686018427387903  很大，和各自平台实现有关
*/

比较

见下面代码

#include 
#include 

using namespace std;

int main(void)
{
    int arr1[] = {1,2,3};
    int arr2[] = {3,4,5};
    vector<int> v1(arr1,arr1+sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]));
    vector<int> v2(arr2,arr2+sizeof(arr2)/sizeof(arr2[0]));

    if (v1 == v2)
        cout << "v1 == v2";
    else if (v1 > v2)
        cout << "v1 > v2";
    else if (v1 < v2)
        cout << "v1 < v2";

    return 0;
} 

赋值和swap()

当你最着容器赋值元素时，目标容器的原本元素全被移除，所以，容器的赋值操作代价比较高；但如果两个容器类型一样，而且拷贝后源容器不再使用，那么可以使用swap(),swap()性能比上诉优异，因为它只交换容器内部的元素（实际上只交换指针），所以时间复杂度是常数，而不想赋值操作，时间复杂度为线性。见栗子

#include 
#include 

using namespace std;

void print(vector<int> v1)
{
    vector<int>::const_iterator it = v1.begin();
    for (; it!=v1.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    } 
    cout << endl;
}

int main(void)
{
    int arr1[] = {1,2,3};
    int arr2[] = {3,4,5,6};
    vector<int> v1(arr1,arr1+sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]));
    vector<int> v2(arr2,arr2+sizeof(arr2)/sizeof(arr2[0]));

    cout << "before swap:" << endl;
    print(v1);
    print(v2);

    cout << "after swap:" << endl;
    swap(v1,v2);
    print(v1);
    print(v2);

    return 0;
}