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30分钟学会STL.doc
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2010-12-22
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STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念,但这种分离确实使得STL变得非常通用。例如,由于STL的sort()函数是完全通用的,你可以用它来操作几乎任何数据集合,包括链表,容器和数组。 要点 STL算法作为模板函数提供。为了和其他组件相区别,在本书中STL算法以后接一对圆括弧的方式表示,例如sort()。 STL另一个重要特性是它不是面向对象的。为了具有足够通用性,STL主要依赖于模板而不是封装,继承和虚函数(多态性)——OOP的三个要素。你在STL中找不到任何明显的类继承关系。这好像是一种倒退,但这正好是使得STL的组件具有广泛通用性的底层特征。另外,由于STL是基于模板,内联函数的使用使得生成的代码短小高效。 提示 确保在编译使用了STL的程序中至少要使用-O优化来保证内联扩展。
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三十分钟掌握 STL
这是本小人书。原名是《using stl》,不知道是谁写的。不过我倒觉得很有趣,所以化了两个晚上把
它翻译出来。我没有对翻译出来的内容校验过。如果你没法在三十分钟内觉得有所收获,那么赶紧扔了
它。文中我省略了很多东西。心疼那,浪费我两个晚上。
译者:kary
contact:karymay@163.net
STL 概述
STL 的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念,但这种分离确实使得 STL
变得非常通用。例如,由于 STL 的 sort()函数是完全通用的,你可以用它来操作几乎任何数据集合,包括
链表,容器和数组。
要点
STL 算法作为模板函数提供。为了和其他组件相区别,在本书中 STL 算法以后接一对圆括弧的方式
表示,例如 sort()。
STL 另一个重要特性是它不是面向对象的。为了具有足够通用性,STL 主要依赖于模板而不是封装,
继承和虚函数(多态性)——OOP 的三个要素。你在 STL 中找不到任何明显的类继承关系。这好像是一
种倒退,但这正好是使得 STL 的组件具有广泛通用性的底层特征。另外,由于 STL 是基于模板,内联函
数的使用使得生成的代码短小高效。
提示
确保在编译使用了 STL 的程序中至少要使用-O 优化来保证内联扩展。
STL 组件
STL 提供了大量的模板类和函数,可以在 OOP 和常规编程中使用。所有的 STL 的大约 50 个算法都
是完全通用的,而且不依赖于任何特定的数据类型。下面的小节说明了三个基本的 STL 组件:
1)×××××××××× 迭代器提供了访问容器中对象的方法。例如,可以使用一对迭代器指定 list 或 vector 中的一
定范围的对象。迭代器就如同一个指针。事实上,C++的指针也是一种迭代器。但是,迭代
器也可以是那些定义了 operator*()以及其他类似于指针的操作符地方法的类对象。
2)×××××××××× 容器是一种数据结构,如 list,vector,和 deques ,以模板类的方法提供。为了访问容器中的
数据,可以使用由容器类输出的迭代器。
3)×××××××××× 算法是用来操作容器中的数据的模板函数。例如,STL 用 sort()来对一个 vector 中的数据进
行排序,用 find()来搜索一个 list 中的对象。函数本身与他们操作的数据的结构和类型无关,
因此他们可以在从简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上使用。
头文件
为了避免和其他头文件冲突, STL 的头文件不再使用常规的.h 扩展。为了包含标准的 string 类,迭
代器和算法,用下面的指示符:
#include <string>
#include <iterator>
#include <algorithm>
如果你查看 STL 的头文件,你可以看到象 iterator.h 和 stl_iterator.h 这样的头文件。由于这些名字在各
种 STL 实现之间都可能不同,你应该避免使用这些名字来引用这些头文件。为了确保可移植性,使用相
应的没有.h 后缀的文件名。表 1 列出了最常使用的各种容器类的头文件。该表并不完整,对于其他头文件,
我将在本章和后面的两章中介绍。
表 1. STL 头文件和容器类
#includ
e
Container Class
名字空间
你的编译器可能不能识别名字空间。名字空间就好像一个信封,将标志符封装在另一个名字中。标
志符只在名字空间中存在,因而避免了和其他标志符冲突。例如,可能有其他库和程序模块定义了 sort()
函数,为了避免和 STL 地 sort()算法冲突,STL 的 sort()以及其他标志符都封装在名字空间 std 中。STL 的
sort()算法编译为 std::sort(),从而避免了名字冲突。
尽管你的编译器可能没有实现名字空间,你仍然可以使用他们。为了使用 STL,可以将下面的指示
符插入到你的源代码文件中,典型地是在所有的#include 指示符的后面:
using namespace std;
迭代器
迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法,并且定义了容器中对象的范围。迭代器就如同一个指
针。事实上,的指针也是一种迭代器。但是,迭代器不仅仅是指针,因此你不能认为他们一定具有
地址值。例如,一个数组索引,也可以认为是一种迭代器。
迭代器有各种不同的创建方法。程序可能把迭代器作为一个变量创建。一个 容器类可能为了使用一
个特定类型的数据而创建一个迭代器。作为指针,必须能够使用操作符类获取数据。你还可以使用其他
数学操作符如。典型的,操×作符用来递增迭代器,以访问容器中的下一个对象。如果迭代器到达
了容器中的最后一个元素的后面,则迭代器变成 值。使用一个× 值得指针来
访问对象是非法的,就好像使用 !" 或为初始化的指针一样。
提示
不保证可以从另一个迭代器来抵达一个迭代器。例如,当对一个集合中的对象排序时,如果你
在不同的结构中指定了两个迭代器,第二个迭代器无法从第一个迭代器抵达,此时程序注定要失败。这
是 灵活性的一个代价。STL
不保证检测毫无道理的错误。
迭代器的类型
对于 数据结构和算法,你可以使用五种迭代器。下面简要说明了这五种类型:
Input iterators提供对数据的只读访问。
Output iterators提供对数据的只写访问
Forward iterators提供读写操作,并能向前推进迭代器。
Bidirectional iterators 提供读写操作,并能向前和向后操作。
Random access iterators 提供读写操作,并能在数据中随机移动。
尽管各种不同的 实现细节方面有所不×同,还是可以将上面的迭代器想象为一种类继承关系。从这个意义
上说,下面的迭代器继承自上面的迭代器。由于这种继承关系,你可以将一个 #$ 迭代×器作为一个
或 迭代器使用。同样,如果一个算法要求是一个 迭代器,那么只能使用该种类
型和随机访问迭代器。×
指针迭代器
正如下面的小程序显示的,一个指针也是一种迭代器。该程序同样显示了 的一个主要特性——它不只是
能够用于它自己的类类型,而且也能用于任何 或 类型。 %&'显示了如何把指
针作为迭代器用于 的 ( )*算法来搜索普通的数组。
表 1. iterdemo.cpp
+ '
+ %
,
% -
,
+( ./0&11
2./03-
,
)*
4
,2513671-
, 6( )./071*-
,8)66./0*
,,,971 8 9 -
,
,,,98 9 -
, 1-
:
在引用了 .;< 流库和 算法头文件(注意没有' 后缀),该程序告诉编译器使用 名字空间。使用 名
字空间的这行是可选的,因为可以删除该行对于这么一个小程序来说不会导致名字冲突。
程序中定义了尺寸为 ./0 的全局数组。由于是全局变量,所以运行时数组自动初始化为零。下面的语句将在
索引 51 位置处地元素设置为 71并使用 ( )*算法来搜索值 71=
2513671-
6( )./071*-
( )*函数接受三个参数。头两个定义了搜索的范围。由于 和 数组等同于指针,表达式 指向数
组的第一个元素。而第二个参数 ./0 等同于 past-the-end值,也就是数组中最后一个元素的后面
位置。第三个参数是待定位的值,也就是 71。( )*函数返回和前两个参数相同类型的迭代器,这儿是一个指
向整数的指针 。×
提示
必须记住 使用模板。因此, 函数自动根据它们使用的数据类型来构造。
为了判断 ( )*是否成功,例子中测试 和×past-the-end值是否相等:×
8)66./0*'''
如果表达式为真,则表示在搜索的范围内没有指定的值。否则就是指向一个合法对象的指针,这时可以用下面
的语句显示:=
98 9 -
测试函数返回值和 !" 是否相等是不正确的。不要象下面这样使用:
6( )./071*-
8)>6!"*''',;;???
当使用 函数时,只能测试 是否和 past-the-end值是否相等。尽管在本例中 是一个 指针其用
法也必须符合 迭代器的规则。
容器迭代器
尽管 指针也是迭代器,但用的更多的×是容器迭代器。容器迭代器用法和 ' 一样,但和将迭
代器申明为指针变量不同的是,你可以使用容器类方法来获取迭代器对象。两个典型的×容器类方法是 % )*
和 )*。它们在大多数容器中表示整个容器范围。其他一些容器还使用 % )*和 )*方法提供反向迭
代器,×以按反向顺序指定对象范围。
下面的程序创建了一个矢量容器( 的和数组等价的对象),并使用迭代器在其中搜索。该程序和前一章中
的程序相同。
Listing 2. vectdemo.cpp
+ '
+ %
+
,
% -
,
@)&11*-
,
)*
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资源评论
- 亚里斯2012-04-07楼主这资源确实很有用,说的浅显易懂,让我学会了简单地使用STL。当然,这个只是速成的资源,要是想对STL有更深的了解单靠这个是不够的,呵呵。
alongd
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