对于无序容器而言,其次序是不固定的,就算添加一个元素,也可能全盘改变次序。唯一可以保证的是,内容相同的元素会相邻。(eg: 23,1,1,25,3,27,5,7,11,11)
迭代器的种类:
1,前向迭代器(Forward Iterator) 只能够以累加操作符向前迭代。 forward_list 的迭代器属于此类。其他容器如unordered_set , unordered_multiset, unordered_map 和 unordered_multimap也都至少是此类(但标准库其实为他们提供的是双向迭代器)
2,双向迭代器(Bidirectional Iterator)以递增,递减进行前进或者后退。list set multiset map multimap
3, 随机迭代器 (Random-access Iterator) 不但具备双向迭代器能力,还具备随机访问能力。具体的说,它们提供了迭代器算术运算的必要操作符(和寻常指针的算术运算完全对应)。你可以对迭代器增加或减少一个偏移量,计算两个迭代器之间的距离,
或者使用 < 和 > 之类的relational操作符进行比较。vector , deque, array 和 string提供的迭代器都属于此类。
4, 输入型迭代器 (Input Iterator) 向前迭代时能够读取/处理Value。 Input stream 迭代器就是这样一个例子。
5, 输出型迭代器 (Output Iterator) 向前迭代时能够涂写value。Inserter 和 Output stream 迭代器属于此类。
注意,为了写出与具体类型无关的代码,最好不要使用随机访问迭代器的特有操作。例如:
//可以在任何容器使用
for(auto pos = coll.begin(); pos != coll.end(); ++pos){ //... } //下面这个就不太适用了,list set map 不支持 operator <
for(auto pos = coll.begin(); pos != coll.end(); ++pos){ //... }
算法
算法并非容器类的成员函数,而且搭配迭代器使用的全局函数。优势是,一次实现,所有容器可操作。大大提高了程序库的能力和弹性,大幅降低了代码量。
注意,这不是OOP思维,而是泛型函数编程思维(generic functional programming paradigm)。缺陷,不似OOP中数据与操作紧密结合,代价是有失直观,其次某些数据结构和算法之间并不兼容。更甚,某些容器和算法虽然勉强兼容却毫无用处。因此,需要了解其缺陷,趋利避害。
迭代器之适配器
迭代器(Iterator)是个纯抽象的概念:任何东西,只要其行为类似迭代器,他就是一个迭代器。CPP标准库提供了数个预定义的特殊迭代器,亦即所谓的 迭代器适配器。它们不仅是辅助性质而已,它们赋予整个迭代器抽象概念更强大的威力。
1,安插型迭代器(Inserter Iterator)
2,串流迭代器 (stream Iterator)
3, 逆向迭代器(Reverse Iterator)
4, 搬移迭代器 (Move Iterator)(since c++11)
Insert Iterator(安插型迭代器)
插入而非覆写。目标区间会增大成长。
int main(){ list<int> coll1 = {1,2,3,4}; vector<int> voll2; //把coll1的元素append到coll2中,采用apped copy( coll1.cbegin(), coll1.cend(), back_inserter(coll2)); //把coll1 插入 coll3前方,但顺序反向 deque<int> coll3; copy( coll1.cbegin(), coll1.cend(), front_inserter(coll3)); //复制coll1 到 coll4,唯一一个可以工作于关联集合的inserter set<int> coll4; copy( coll1.cbegin(), coll1.cend(), inserter(coll4, coll4.begin())); }
back_inserter(安插于容器末端) 内部调用push_back(),在容器尾部追加元素,适用于vector,deque,list 和 string
front_inserter(安插于容器最前端) 内部调用push_front(),但元素反转。只能用于提供push_front()的容器。适用于deque,list和forword_list。
General inserter,一般性的inserter,作用是“在初始化时接受之第二实参”所指的位置前方插入元素。内部调用insert(),所以STL容器都提供insert()函数,因此这是关联式容器唯一可用的预定义inserter。
stream Iterator (串流迭代器)
该迭代器用来读写stream,其提供了必要的抽象性,使得来自键盘的输入像是个集合,你能够从中读取内容。类似,你也可以把一个算法的输出结果重新导向导某个文件或屏幕上。
#include<iterator> #include<algorithm> #include<vector> #include<string> #include<iostream> using namespace std; int main(){ vector<string> coll; //从标准输入读取所有单词 //源:所有string 目的:coll copy(istream_iterator<string>(cin), // start of source istream_iterator<string>(), // end of source back_inserter(cool)); //destination sort(coll.begin(),coll.end()); unique_copy(coll.begin(),coll.end(), //source ostrem_iterator<string>(cout," ")); //destination }
参考链接:Stream Iterator(流迭代器)
Reverse Iterator (反向迭代器)
reverse iterator是STL中第三种预定义的迭代器适配器,该迭代器将以逆方向的进行所有的操作,它将递增运算(++)转换为递减运算(--),反之亦然。同时所有的容器都可以通过成员运算符rebegin()和rend()产生出 reverse iterators,也就是说反向迭代器是正向迭代器的适配器。
vector<int> iVector; for (int i = 1; i <= 5; ++i) { iVector.push_back(i); } copy(iVector.rbegin(), iVector.rend(), ostream_iterator<int>(cout, " ")); //5 4 3 2 1 cout << endl;
采用了reverse iterator迭代器后,copy()算法可以不用特殊处理,可以将++运算转换为--,将前向遍历改变为后向遍历,该程序反向输出vector中的数字序列,输出结果为:5 4 3 2 1。
Move Iterator(搬移迭代器)
来自C++11,后面再讲
更易型算法(manipulating algorithm) 或 变易型算法(mutating algorithm)
更易型算法指的是会“移除或重排或修改”元素的算法,是一组能够修改容器元素数据的模板函数,可进行序列数据的复制、交换、替换、填充、移除、旋转、随机抖动和分割。这些算法对迭代器有较高的要求,具体的迭代器类型随各个算法而定,或前向迭代器、或双向迭代器、又或者是随机迭代器,以提供算法所需要的迭代器操作。应用变易算法时,先要检查容器的迭代器是否符合要求,防止产生编译错误。
更易型算法若用于关联式容器或者无序容器,会出问题,关联式容器和无序容器不能被当作操作目标,原因很简单:如果更易型算法用于它们身上,会改变某些位置上的值,进而破坏容器本身对次序的维护。为避免累及内部次序,关联式容器和无序容器的所有迭代器均被声明为指向常量的value或者key。如果更改,只能调用成员函数。
以函数作为算法的实参
最简单的例子:for_each()算法,它针对区间内的每一个元素,调用一个由用户指定的函数:
void print(int elem){ cout << elem << ' '; } int main(){ vector<int> coll; for(int i = 1; i <= 9;++i){ coll.push_back(i); } for_each(coll.cbegin(),coll.cend(),print); cout << endl; }
另一个例子是:std::transform
函数对象(Function Object)
传递给算法的“函数型实参”不一定得是函数,可以是行为类似函数的对象。这种对象称为函数对象,或者仿函数(functor)
Wikipedia:函数对象