C++primer 第10章 泛型算法

10.1概述

迭代器算法不会依赖容器，体现其泛型，但算法会依赖元素类型的操作，如排序算法sort默认使用<运算符，当然可以用运算符重载来自定义，或者使用sort的带谓词的重载版本，通过函数指针实现自定义。

算法永远不会执行容器的操作，只会对迭代器操作，从而导致算法永远不会改变底层容器的大小，算法可能改变容器中保存的元素，也可能在容器中移动元素，但永远不会直接添加或删减元素（ 笔者猜测这可能是迭代器支持的运算符决定的，而默认情况下的迭代器不会具有添加和删除功能，之后我们学习的插入迭代器，通过重载迭代器支持的‘=’运算符使其具有插入功能。)

10.2初始泛型算法

• 泛型算法结构
  输入迭代器：只读，不写；单遍扫描，只能递增
  输出迭代器：只写，不读；单遍扫描，只能递增
  前向迭代器：可读写；多遍扫描，只能递增
  双向迭代器：可读写；多变扫描，可递增递减
  随机访问迭代器：可读写；多遍扫描，支持全部迭代器运算
  除了输出迭代器之外，一个高层类别的跌大气支持低层类别的迭代器的所有操作,c++标准指明了泛型和数值算法的每个迭代器参数的最小类别

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• 输入迭代器

支持：

• 用于比较两个迭代器的相等和不相等（==，!=）
• 用于推进迭代器的前置和后置递增操作
• 用于读取元素的解引用运算符(*)
• ->运算符,提取对象成员
  输入迭代器只能用于顺序访问，对于一个输入迭代器，*it++保证是有效的，但递增它可能导致其他指向流的迭代器失效（因为流管理一个缓冲区，迭代器递增，会导致原先位置失效），其结果就是，不能保证输入迭代器的状态可以保存下来，因此只能用于单遍扫描；显然istram_iterator是一种输入迭代器。

• 输出迭代器

支持：
用于推进迭代器的前置和后置递增操作
解引用运算符(*),向一个解引用额输出迭代器赋值，就是将值写入它所指向的元素
只能向输出迭代器复制一次，所以只能单遍扫描，ostream_iterator类型是输出迭代器。

• 前向迭代器

只能向一个方向移动，但是可以多次读写同一个元素，所以可以保存前向迭代器的状态，forward_list上的迭代器是前向迭代器。

• 双向迭代器

可以正向反向读写序列中的元素，reverse要求双向迭代器。

• 随机访问迭代器

除了支持双向迭代器的所有功能，还支持：

• 用于比较两个迭代器相对位置的关系运算符(<,>,<=,>=)
• 迭代器和一个整数的加减运算，计算结果是迭代器在序列中前进或后退的给定运算后的位置
• 用于两个迭代器上的减法运算符-，得到两个迭代器的距离
• 下标运算符（iter[n]）,与*(iter[n])等价
  顺序存储的容器的迭代器，访问内置数组的元素的指针也是

特别值得注意的是：向目标迭代器写入数据，算法都是假定目标空间能够容纳写入的数据，如果是指向容器的迭代器，则使用绑定容器的插入迭代器或是一个ostream_iterator

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几种特殊的迭代器

• 插入迭代器

it=t :在it指定的位置插入值t，插入前需绑定容器，，根据迭代器的类型的不同，在赋值时调用push_back,push_front，insert
注意：*it,++it,it++，这些操作虽然存在，只是为了保持使用的一致性，但是不会对it做任何事情，每个操作都返回It,这个可以通过运算符重载实现
类型：
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:创建一个使用insert的迭代器，有两个参数，这个参数必须是一个指向给定容器的迭代器，元素被插入给定元素之前
当然，只有容器有相应的操作，插入迭代器才能绑定。

• 流迭代器

isteam_iterator
istream_iterator要读取的类型必须定义了输入运算符，创建时可以绑co定一个流，默认初始化时，创建了一个可以当作尾后值使用的迭代器
下面是一个从标准输入读取数据，存入一个vector的例子：

istream_iterator int_iter(cin);//从cin读取int
istream_iterator int_eof;//istream尾后迭代器
whihe(int_it!=int_eof)
{
vec.push_back(*iter++);
}

C++标准库中的实现保证的是,在第一次的解引用迭代器之前，从流中读取数据的操作已经完成，这导致值得注意的是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一个流，合适读取可能就很重要了。

ostream_iterator
我们可以对任何具有输出运算符(<<运算符)的类型定>ostream_iterator。
当创建一个ostream_iterator时，我们可以提供(可选的)第二参数，它是一个字符串，在输出每个元素后都会打印此字符串。此字符串必须是一个C风格字符串(即，一个字符串字面值常量或者一个指向以空字符结尾的字符数组指针)。必须将ostream_iterator绑定到一个指定的流，不允许空的或表示尾后位置的ostream_iterator。

• 反向迭代器

普通迭代器和反向迭代器均反映左闭合区间，为了实现表示相同的范围
[c.rbegin,rit)和[it.base,it.end），导致it.base和rit必须是相邻而不是相等，也导致了一个结果：用一个普通

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10.3算法定制操作

算法会有接受谓词的版本，在排序算法中，自定义比较大小函数，例如sort(begin,end,compare),在查找或者替换算法中，自定义相等函数find_if(begin,end,if)

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lambda表达式

引入lambda表达式可以解决泛型算法只能接受一元谓词和二元谓词（谓词是一个可调用表达式，其返回结果是一个能用作条件的值）的问题，当然也可以使用bind函数,达到同样的目的，当定义一个lambda表达式时，编译器生成一个lambda对应的新的未命名的类类型，目前可以这样理解，当向一个函数传递了一个lambda表达式，同时定义了一个新类型，和该类型都包含了一个的一个对象，传递的参数卆编译器生成的类类型的未命名的可调用对象，默认情况下，从lambda生成的类都包含了捕获列表中变量对应的数据成员，当然创建时，数据成员拷贝初始化。

lambda表达式形式:
[capture list](parameter list) ->return type{ function body}

可以忽略参数列表和返回类型，当未指定返回类型，如果函数体只有一个return语句，可根据函数体中的代码分析返回类型，否则返回类型为void，捕获列表只用于局部非static变量，lambda可以直接使用局部static变量和它所在函数之外声明的名字;

捕获方式有值捕获，引用捕获；
隐式捕获，编译器自己根据函数体内推断使用了哪些变量，[=]表示值捕获，[&]表示引用捕获，还可以混合使用隐式捕，显示获和显示捕获，捕获列表中的一个元素必须是=或&，显示捕获的变量捕获方式必须和隐式捕获不同