STL实践与分析

--初窥算法【下】

一、写容器元素的算法

    一些算法写入元素值。在使用这些算法写元素时一定要当心。必须确保算法所写的序列至少足以存储要写入的元素。

1、写入输入序列的元素

    写入到输入序列的算法本质上是安全的——仅仅会写入与指定输入范围数量同样的元素。

    写入到输入序列的一个简单算法是fill函数：

    fill(iVec.begin(),iVec.end(),10);
    fill(iVec.begin(),iVec.begin()+iVec.size()/2,0);

    fill带有一对迭代器形參。用于指定要写入的范围，而所写的值是它的第三个形參的副本。假设输入范围有效,则可安全写入。

这个算法仅仅会对输入范围内已存在的元素进行写入操作。

2、不检查写入操作的算法

   fill_n函数带有的參数包括：一个迭代器、一个计数器以及一个值。fill_n函数假定对指定数量的元素做写操作是安全的。

    vector<int> iVec;
    /**Error
    *可是编译器不会报错，
    *非常可能导致严重的执行时错误
    */
    fill_n(iVec.begin(),10,0);

   对于指定数目的元素做写入运算，或者写到目标迭代器的算法，都不检查目标的大小是否足以存储要写入的元素。

3、引入back_inserter

    确保算法有足够的元素存储输出数据的一种方法是使用插入迭代器。在使用插入迭代器赋值时，会在容器中加入一个新元素，其值等于赋值运算的右操作数的值。

    使用back_inserter的程序必须包括iterator头文件。

   back_inserter函数是迭代器适配器。

迭代器适配器使用一个对象作为实參,并生成一个适应事实上參行为的新对象。在本例中,传递给back_inserter的实參是一个容器的引用。

back_inserter生成一个绑定在该容器上的插入迭代器。

在试图通过这个迭代器给元素赋值时,赋

   值运算将调用push_back在容器中加入一个具有指定值的元素。

使用 back_inserter能够生成一个指向fill_n写入目标的迭代器:

    vector<int> iVec;
    fill_n(back_inserter(iVec),10,0);

效果相当于在vec上调用push_back,在vec末尾加入10个元素,每一个元素的值都是0。

4、写入到目标迭代器的算法

    第三类算法向目标迭代器写入未知个数的元素。

如：copy函数。copy带有三个迭代器參数:头两个指定输入范围,第三个则指向目标序列的一个元素。传递给copy的目标序列必须至少要与输入范围一样大。假设ilst是一个存放int型数据的 list对象,可例如以下将它copy给一 个vector对象:

    vector<int> iVec;
    copy(iList.begin(),iList.end(),back_inserter(iVec));

copy从输入范围中读取元素,然后将它们复制给目标ivec。

   当然,这个样例的效率比較差。最好应该对新构造容器的初始化式:

    vector<int> iVec(iList.begin(),iList.end());

5、算法的_copy版本号

    有些算法提供所谓的“复制(copying)”版本号。

这些算法对输入序列的元素做出处理,但不改动原来的元素,而是创建一个新序列存储元素的处理结果。

   replace算法就是一个非常好的样例。该算法对输入序列做读写操作,将序列中特定的值替换为新的值。

该算法带有四个形參:一对指定输入范围的迭代器和两个值。

每一个等于第一值的元素替换成第二个值。

    replace(iList.begin(),iList.end(),0,42);

  假设不想改变原来的序列，则调用replace_copy函数。这个算法接受第三个迭代器实參，指定要保存调整后序列的位置：

vector<int> iVec;    replace_copy(iList.begin(),iList.end(),back_inserter(iVec),0,42);

//P343 习题11.6
int main()
{
    int ia[] = {1,3,5,7,9,2,4,6,8,10};
    fill_n(ia,sizeof(ia)/sizeof(*ia),0);

    for (size_t index = 0;index != sizeof(ia)/sizeof(*ia); ++index)
    {
        cout << *(ia + index) << endl;
    }
}

//或者
int main()
{
    vector<int> iVec;
    iVec.resize(10);
    fill_n(iVec.begin(),iVec.size(),0);

    for (vector<int>::iterator iter = iVec.begin(); iter != iVec.end(); ++iter)
    {
        cout << *iter << endl;
    }
}

二、对容器元素又一次排序的算法

问题：

    我们要分析一组儿童故事中所使用的单词。比如：它们使用了多少个由六个或以上字母组成的单词。每一个单词仅仅统计一次。

要求以长度的大小输出这些单词,对于同样长的单词,则以字典顺序输出。

分析：

   为 了解此问题,要做以下几项操作:

    1.去掉全部反复的单词。

    2.按单词的长度排序。

    3.统计长度等于或超过6个字符的单词个数。

  上述每一步都可使用泛型算法实现。

样例：

   为了说清楚,使用以下这个简单的故事作为我们的输入:

	the quick red fox jumps over the slow red turtle

对于这个输入,我们的程序应该产生例如以下输出:

	1 word 6 characters or longer

1）、去除反复

    假设我们的输入存储在一个名为words的 vector对象中,第一个子问题是将words中反复出现的单词去除掉:

    sort(words.begin(),words.end());
    vector<string>::iterator iter = unique(words.begin(),words.end());

    words.erase(iter,words.end());

   vector对象包括使用的全部单词。

首先对此vector对象排序。

sort算法带有两个迭代器实參,指出要排序的元素范围。这个算法使用默认的小于(<)操作符比較元素。在本次调用中,要求对整个vector对象排序。

此时，vector对象内：

注意：red和the反复了。

2）、unique的使用

   unique算法带有两个指定元素范围的迭代器參数。

该算法删除相邻的反复元素，然后又一次排列输入范围内的元素，而且返回一个迭代器，表示无反复的值范围的结束。

	unique(words.begin(),words.end());

语句调用结束后：

【注意：】

    words的大小并没有改变,依旧保存着10个元素;仅仅是这些元素的顺序改变了。unique实际上并没有删除不论什么元素,而是将无反复的元素拷贝到序列的前端,从而覆盖相邻的反复元素。

3）、使用容器操作删除元素

    调用erase实现删除反复的项。

这个函数调用从end_unique指向的元素開始删除,直到words的最后一个元素也删除掉为止。

调用之后,words存储输入的 8个不同样的元素。

    算法不直接改动容器的大小。假设须要加入或删除元素,则必须使用容器操作。【好像有点不负责任的意思O(∩_∩)O~】

4）、定义须要的有用函数

   两个接下来要使用的函数stable_sort和count_if。这两个是使用stable_sort和count_if算法的配套函数，称为谓词。谓词是做某些检測的函数,返回用于条件推断的类型,指出条件是否成立。

bool isShorter(const string &s1,const string &s2)
{
    return s1.size() < s2.size();
}
bool GT6(const string &s)
{
    return s.size() >= 6;
}

5）、排序算法

    除了sort之外,标准库还定义了stable_sort算法,stable_sort保留相等元素的原始相对位置。

    sort和 stable_sort都是重载函数。当中一个版本号使用元素类型提供的小于(<)操作符实现比較。第二个重载版本号带有第三个形參:比較元素所使用的谓词函数的名字。

这个谓词函数必须接受两个实參,实參的类型必须与元素类型同样,并返回一个可用作条件检測的值。

如：

stable_sort(words.begin(),words.end(),isShorter);

调用后：

6、统计长度不小于6的单词数

   使用count_if算法实现：

    vector<string>::size_type cnt = count_if(words.begin(),words.end(),GT6);

执行count_if函数时。首先读取他的头两个參数所标记的范围内的元素。每读取一个元素，则将其传递给第三个实參表示的谓词函数。

7、将全部程序放在一起

bool isShorter(const string &s1,const string &s2)
{
    return s1.size() < s2.size();
}
bool GT6(const string &s)
{
    return s.size() >= 6;
}

int main()
{
    vector<string> words;
    ifstream inFile("input");

    string word;
    while (inFile >> word)
    {
        words.push_back(word);
    }

    sort(words.begin(),words.end());
    vector<string>::iterator end_unique = unique(words.begin(),words.end());

    words.erase(end_unique,words.end());

    stable_sort(words.begin(),words.end(),isShorter);

    vector<string>::size_type wc = count_if(words.begin(),words.end(),GT6);
    cout << wc << " words 6 characters or longer." << endl;

    cout << "Words:" << endl;
    for (vector<string>::iterator it = words.begin(); it != words.end(); ++it)
    {
        cout << *it << endl;
    }
}

//P347 习题11.9
bool GT4(const string &str)
{
    return str.size() >= 4;
}

int main()
{
    ifstream inFile("input");
    vector<string> strVec;
    string str;

    while (inFile >> str)
    {
        strVec.push_back(str);
    }

    sort(strVec.begin(),strVec.end());
    vector<string>::iterator end_unique =
        unique(strVec.begin(),strVec.end());

    vector<string>::size_type word_cnt = count_if(strVec.begin(),end_unique,GT4);

    cout << "Now! Have " << word_cnt << " words made of 4 characters or longer." << endl;
    for (vector<string>::iterator iter = strVec.begin(); iter != end_unique; ++iter)
    {
        cout << *iter << endl;
    }
}

//习题11.10
bool GT6(const string &str)
{
    return str.size() >= 6;
}

int main()
{
    ifstream inFile("input");
    vector<string> strVec;
    string str;

    while (inFile >> str)
    {
        strVec.push_back(str);
    }

    vector<string>::size_type word_cnt = 0;
    vector<string>::iterator first = strVec.begin();

    while ((first = find_if(first,strVec.end(),GT6)) != strVec.end())
    {
        ++ word_cnt;
        ++ first;
    }

    cout << word_cnt << endl;
    cout << "WORD:" << endl;
    for (vector<string>::iterator iter = strVec.begin(); iter != strVec.end(); ++iter)
    {
        cout << *iter << endl;
    }
}