C++泛型编程Generic Programming的使用

泛型编程最初提出时的动机很简单直接:发明一种语言机制,能够帮助实现一个通用的标准容器库。

所谓通用的标准容器库,就是要能够做到,比如用一个List类存放所有可能类型的对象这样的事;

泛型编程让你编写完全一般化并可重复使用的算法,其效率与针对某特定数据类型而设计的算法相同。

泛型即是指具有在多种数据类型上皆可操作的含义,与模板有些相似。

STL巨大,而且可以扩充,它包含很多计算机基本算法和数据结构,而且将算法与数据结构完全分离,其中算法是泛型的,不与任何特定数据结构或对象类型系在一起。(STL是Standard Template Library的简称,中文名标准模板库)

泛型编程最初诞生于C++中,目的是为了实现C++的STL(标准模板库)。其语言支持机制就是模板(Templates)。模板的精神其实很简单:参数化类型。换句话说,把一个原本特定于某个类型的算法或类当中的类型信息抽掉,抽出来做成模板参数T。

泛型编程Cgencric programming)是 C++支持的另一种编程模式。它与OOP的目标相同,即使重用代码和抽象通用概念的技术更简单。不过OOP强调的是编程的数据方面,而泛型编程强调的是独立于特定数据类型,它们的侧重点不同.OOP是一个管理大型项目的工具,而泛型编程提供了执行常见任务(如对数据排序或合并链表)的工具。

术语泛型(generic)指的是创建独立于类型的代码。C++的数据表示有多种类型—整数、小数、字符、字符串、用户定义的、由多种类型组成的复合结构,例如,要对不同类型的数据进行排序,通常必须为每种类型创建一个排序函数,泛型编程需要对语言进行扩展,以便可以只编写一个泛型(即不是特定类型的)函数,并将其用于各种实际类型。C++模板提供了完成这种任务的机制。
 C++的标准模板库(STL)主要由三个组件构成:1、容器;2、迭代器;3、泛型算法

一、容器

对容器的通用型操作:

  • "==", "!="判断两个容器是否相等
  • "="将一个容器复制给另一个容器
  • .empty()判断是不是空的,有没有元素
  • .size() 返回容器内元素的个数
  • .clear() 删除容器内所有元素

array

数组array,最一般的数组,和C的数组一样,长度固定,声明如下:

#include

//格式array Varname;
array arr;

vector

vector,相当于动态数组,用的最多最方便,长度可以随时扩充:

#include
//格式vector Varname;
vector Vet;
vector Vet1(10);
Vet1.push_back(5);//后端插入
Vet1.pop_back();//后端删除

deque

也是个线性表,和vector类似,不过是双向的,可以在前端插入和删除

#include
deque Var1;
Var1.push_front(6);//前端插入
Var1.pop_front();//前端删除

list

双向链表,不是线性表,存储的内容不是在连续的内存上,每个节点都有一个value和两个指针back, front分别只想前面和后面的节点;

set集合,只有key

#include
#include
set word_set;
word_set.count(key);//返回个数,要么0,要么1

map 键值对key/value

key通常是字符串,相当于索引;
有.find(key)成员函数,返回查找的key的iterator,否则返回map.end()

#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
 map words;
 string word;
 //统计输入每种字符的个数,map中没有的会自动创建
 while(cin>>word)
  words[word]++;
 map::iterator it=words.begin()
 //依次打印map中的内容,first成员对应key,second成员对应value
 for(;it!=words.end();it++)
  cout<<"key: "it->first<<" value: "<second< 
 

二、迭代器iterator(泛型指针)

类似于指针,作用于容器类上

.begin()
相当与头指针,指向第一个元素的指针

.end()
指向最后一个元素的后面的指针

vector Var{4,5,7,8};
vector::iterator head=Var.begin();
vector::iterator tail=Var.end();
for(;head!=tail;head++)  //遍历容器类
{
 cout<<*head< 
 

三、泛型算法Generic Programming

insert()插入

//插入到position之前一个元素,返回被插入的元素的iterator
iterator insert(itrator position, elemType value);

//插入count个值
void insert(iterator position, int count, elemType value);

//插入[first,last)之间的元素
void insert(iterator position, iterator first, iterator last);

erase()删除

//删除一个元素,返回被删除后,接下来后一个元素的iterator
iterator erase(iterator position);

//删除范围内元素[first,last)
iterator erase(iterator first, iterator last);

find()用于无序搜索,搜素范围[first, last), 返回iterator, 找不到则返回last

iterator find(iterator first, iterator last, elemType findvalue);

copy() 复制

//参数 要复制的  开始  结束,   复制目的地的 开始
copy(iterator first, iterator last, iterator To_first);
vector ivet;
vector temp{1,2,3,4,5};
copy(temp.begin(), temp.end(), ivec.begin());
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
 //产生空的容器
 list slist;
 vector ivec;

 //产生特定大小的容器
 list ilist(100);
 vector svec(32);

 //产生特定大小的容器,并赋值全相同的初值
 vector ivec(10,1);  //10个1
 list slist(16,"WoW");

 //通过两个迭代器iterator赋值
 int arr[8]={1,1,2,2,3,5,6,4};
 vector ivec1(ia,ia+8); //赋值[ia,ia+8)之间的内容
 int a=ivec1.front();//读取第一个元素
 a=ivec1.back(); //读取最后一个元素
 ivec1.push_back(10); //在最后插入元素
 ivec1.pop_back(); //删除最后一个元素

 //复制容器赋值
 list slist1(5,"wfq");
 list slist2(slist1);  //复制赋值
 return 0;
}

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