C++标准库之泛型算法(一)——泛型算法概述(C++ Primer)

一、迭代器（头文件iterator）

（一）、按照操作权限分

1. 容器自带的迭代器

• 主要包含begin()、end()、cbegin()、cend()返回的迭代器，这些迭代器只能访问容器中已有的元素

2. 插入迭代器(insert iterator)

 *iter, ++iter, iter++这些操作虽然存在，但不会对iter做任何操作，每个操作都返回iter；
 所以back_inserter始终指向尾后；front_inserter始终指向开始前；inserter始终指向初始值的位置

• 主要操作：插入数值 *iter = val；
• back_inserter： 创建一个使用push_back的迭代器
• front_inserter：创建一个使用push_front的迭代器
• inserter：有两个参数（容器变量名，容器迭代器）

3. iostream迭代器（不支持自减运算与复制，可以引用）

3.1 istream_iterator的操作：

• 初始化：用一个输入流对象来作值初始化；默认初始化为尾后位置；
  istream_iterator in(cin); //in从输入流cin读取类型为T的值
• 支持==和！=关系运算符
• 支持解引用及调用 is_iter->mem
• 支持前置和后置递增运算，表示读取下一个值；不支持自减运算符；cin会随着输入自动指向下一个位置
• istream_iterator允许使用惰性求值（也就是输入有缓存）标准库的实现保证：在我们第一次解引用迭代器之前，从流中读取数据的操作就已经完成了。
  但如果我们创建了一个istream_iterator,没有使用就销毁了，或者我们正在从两个不同的对象同步读取同一个流，那么何时读取就很重要了。

3.2 ostream_iterator的操作：

• 初始化：ostream_iterator必须指定一个流，不允许空的或表示尾后位置的ostream_iterator out；//默认初始化
  ostream_iterator out (os, d); //out将类型为T的值写入输出流os，每个值后面都输出d指向以一个空字符结尾的字符数组)，d可以缺省。
• out = val; // 相当于*out = val；*out不对out做任何事情，但最好写成 *out = val；
• *out, ++out, out++这些操作虽然存在，但不会对it做任何操作，每个操作都返回out；out会随着输出自动指向下一个字符。

4. 反向迭代器

• 反向迭代器从容器的后面反向访问元素，自增、自减操作与迭代器的方向相反
• 只有支持–的迭代器才能定义反向迭代器
• 由于迭代器范围的集合是左闭右开的（不对称的)，所以反向迭代器与迭代器的范围不一致，造成：
  反向迭代器的位置在迭代器左边一个位置；关系如下：
  c.begin() == c.rend().base();
  c.end() == c.rbegin().base();

(二）、泛型算法中的迭代器类别(iterator category)

在用泛型算法处理问题时，要注意传入的迭代器要跟算法要求的迭代器兼容

1. 输入迭代器(input iterator)

 只读，不写；单遍扫描，只能递增；标准IO输入的迭代器istream_iterator、const_iterator属于此类

• 用于比较两个迭代器相等和不相等的运算符（!= ==)；
• 用于推进迭代器的前置和后置递增运算；
• 用于读取元素的解引用运算符：解引用运算符只会出现在运算符的右侧；
• 箭头运算符(->)：解引用迭代器，并提取对象的成员。

2. 输出迭代器(output iterator)

只写，不读；单遍扫描，只能递增；标准IO输出的迭代器ostream_iterator属于此类

• 用于推进迭代器的前置和后置递增运输；
• 解引用运算符：解引用运算符只会出现在运算符的左侧；

3. 前向迭代器(forward iterator)

可读写；多遍扫描，只能递增；forward_list支持的迭代器属于此类

4. 双向迭代器(bidirectional iterator)

可读写；多遍扫描，可递增递减；除forward_list外，其他标准容器都支持双向迭代器

5. 随机访问迭代器(random-access iterator)

可读写；多遍扫描，支持全部迭代器运算；标准容器array、deque、string 和 vector支持

• 全部运算包含：关系运算符、与整数值的加减运算、两个迭代器的相减、下标运算

二、特定容器算法

针对标准容器list和forward_list

1. 跟泛型算法不同版本的算法

• lst.merge(lst2); 或lst.merge(lst2, cmp);//将lst2中的元素按序并入lst，（lst和lst2必须有序），合并后lst2变为空。通过<运算符或定制比较操作来合并。
• lst.remove(val); 或 lst.remove_if(predicate)； //调用erase删除掉与val相等的，或是predicate返回真的元素。
• lst.sort(); 或 lst.sort(cmp); //使用<或给定的比较操作排序元素
• lst.unique(); 或lst.unique(pred); //调用erase删除同一个值的连续拷贝。第一个版本使用==；第二个版本使用给定的二元谓词。
  //此处跟泛型算法不同，泛型算法返回不重复序列之后位置，而此处直接删除不重复序列之后的元素

2. splice算法（链表数据结构特有的）

2.1 splice 和 splice_after跟insert、insert_after相似，有两点不同

1. splice中的第一个参数必须为链表容器的对象；
2. splice的插入是移动方式，插完，arg中元素就没了元素只有一个备份，insert是复制arg中元素来插入。

2.2 arg_list 的类型有：(p,lst2); (p, lst2, p2); (p,lst2, b,e)