c++ STL之通用编程技术

 STL是一种通用编程技术。面向对象编程关注的是编程的数据方面，而通用编程技术关注的算法，它们之间的共同点事抽象和创建可重用代码，但他们的理念决然不同。

                通用编程技术旨在编写独立于数据类型的代码。在C++中，完成通用程序的工具是模板。当然，模板使得能够按通用类型定义函数或类，而STL通过通用算法更进了一步。模板让这一切成为可能，但必须对元素进行仔细地设计。为了解模板和设计师如何协同工作的，我们来看看需要迭代器的原因。

           不同的算法对迭代器要求也不同。STL定义了5种迭代器，并根据所需的迭代器类型对算法进行了描述。这5种迭代器分别是输入迭代器，输出迭代器，正向迭代器，双向迭代器和随机访问迭代器。

                 1.输入迭代器

                 术语“输入”是从程序的角度说的，即来自容器的信息被视为输入，就像来自键盘的信息对程序来说是输入一样。因此，输入迭代器可被程序用来读取容器中的信息。

输入迭代器必须能偶访问容器中所有的值，这是通过支持++操作符(前缀格式和后缀格式)来实现的。输入迭代器是单向迭代器，可以递增，但不能倒退。

                 2.输出迭代器

                 STL使用术语“输出”来指用于将信息从程序传输给容器的迭代器，因此程序的输出就是容器的输入。输出迭代器与输入迭代器相似，只是接触引用让程序能够容器值，而不能读取。简而言之，对于单通行，只读算法，可以使用输入迭代器；而对于单通行，只写算法，则可以使用输出迭代器。

                  3.正向迭代器

                  与输入迭代器和输出迭代器相似，正向迭代器只使用++操作符来遍历容器，所以它每次沿容器向前移动一个元素；不过，与输入和输出迭代器不同的是，它总是按相同的顺序遍历一系列值。 

                   4.双向迭代器

                   双向迭代器具有正向迭代器的所有特性，同时支持两种(前缀和后缀)递减操作符。

                   5.随机访问迭代器

                   有些算法(如标准排序和二分检索)要求能够直接跳到容器中的任何一个元素，这叫作随机访问，需要随机访问迭代器。随机访问迭代器具有正向迭代器的所有特性，同时添加了支持随机访问的操作(如指针增加运算)和用于对元素进行排序的关系操作符。

                   STL提供了一些预定义迭代器。

                    copy() ----->可以讲数据从一个容器复制到另一个容器中。也可以在数组之间复制，因为可以将指向数组的指针用作迭代器。

                     例如：

[cpp] view plaincopyprint?

1. int cats[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} ;
   
2. vector<int> dice(10);  
3. copy(cats,cats+10,dice.begin());  

                    ostream_iterator  ----->表示输出流的迭代器。用STL的话说，该模板是输出迭代器概念的一个模型，它也是一个适配器---------一个类或函数，可以将一些其他接口转换为STL使用的接口。

使用示例：

[cpp] view plaincopyprint?

1. include<iterator>  
2. ....  
3. ostream_iterator<int,char>out_iter(cout," ");  

说明：

out_iter迭代器现在一个接口，让您能够使用cout来显示信息。第一个模版参数指出了被发送给输出流的数据类型；第二个参数指出了输出流使用的字符类型。

                   与ostream_iterator相似，istream_iterator也使用两个模板参数。第一个参数指出要读取的数据类型，第二个参数指出输入流使用的字符类型。

                   vector类有一个名为rbegin()的成员函数和一个名为rend()的函数，前者返回一个指向超尾的反向迭代器，后者返回一个指向第一个元素的反向迭代器。

                   下面是一个程序示例：

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include "stdafx.h"  
2. #include <iostream>  
3. #include <iterator>  
4. #include <vector>  
5.   
6.   
7. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
8. {  
9.     using namespace std;  
10.   
11.     int casts[10] = {6,7,2,9,4,11,8,7,10,5};  
12.     vector<int> dice(10);  
13.   
14.     copy(casts,casts + 10,dice.begin());  
15.     cout << "Let the dice be cast!\n";  
16.     ostream_iterator<int,char> out_iter(cout," ");  
17.     copy(dice.begin(),dice.end(),out_iter);  
18.     cout <<endl;  
19.   
20.     cout << "Implicit use of reverse iterator.\n";  
21.     //rend() 返回一个指向第一个元素的反向迭代器  
22.     copy(dice.rbegin(),dice.rend(),out_iter);  
23.     cout << endl;  
24.     vector<int>::reverse_iterator ri;  
25.     for (ri = dice.rbegin(); ri != dice.rend(); ++ri)  
26.     {  
27.         cout << *ri << " ";  
28.   
29.     }  
30.     cout << endl;  
31.     return 0;  
32. }  

              另外3种迭代器：back_insert_iterator、front_insert_iterator和insert_iterator也将提高STL算法的通用性。

back_insert_iterator将元素插入到容器尾部，而front_insert_iterator将元素插入到容器的前端。最后，insert_iterator将元素插入到insert_iterator构造函数的参数指定的位置前面。

               这些迭代器将容器类型作为模板参数，将实际的容器标识符作为构造函数参数。也就是说，要为名为dice的vector<int>容器创建一个back_insert_iterator，可以这样做：

[cpp] view plaincopyprint?

1. back_insert_iterator<vector<int> > back_iter(dice);  

必须声明容器类型的原因是，迭代器必须使用合适的容器方法。back_insert_iterator的构造函数将假设传递给它的类型有一个push_back()方法。

下面是一个使用示例：

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include "stdafx.h"  
2. #include <iostream>  
3. #include <string>  
4. #include <iterator>  
5. #include <vector>  
6.   
7. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
8. {  
9.     using namespace std;  
10.   
11.     string s1[4] = {"fine","fish","fashion","fate"};  
12.     string s2[2] = {"busy","bats"};  
13.     string s3[2] = {"silly","singers"};  
14.   
15.     vector<string> words(4);  
16.     copy(s1,s1+4,words.begin());  
17.     ostream_iterator<string,char>out (cout," ");  
18.     copy(words.begin(),words.end(),out);  
19.     cout << endl;  
20.   
21.     copy(s2,s2 + 2,back_insert_iterator<vector<string> >(words));  
22.     copy(words.begin(),words.end(),out);  
23.     cout << endl;  
24.   
25.     copy(s3,s3+2,insert_iterator<vector<string> > (words,words.begin()));  
26.     copy(words.begin(),words.end(),out);  
27.     cout << endl;  
28.     return 0;  
29. }