STL学习笔记（第四章 通用工具）

本章讲解C++标准程序库中的通用工具。它们是由短小精干的类和函数构成。

Pairs(对组)

class pair可以将两个值视为一个单元。STL内多处使用了pair。尤其容器map和multimap，就是使用pairs来管理key/value的成对元素。

struct pair定义与<utility>:

namespace std{
    template <class T1,class T2>
    struct pair{
        //type names for the values
        typedef T1 first_type;
        typedef T2 second_type;

        //member     
        T1 first;
        T2 second;
 
        //default constructor
        pair():first(T1()),second(T2()) {}

        //constructor for two values
        pair(cosnt T1&a,const T2& b):first(a),second(b) {}
      
        //copy constructor with implicit conversions
        template<class U,class V>
        pair(const pair<U,V>& p):first(p.first),second(p.second) {}
    };
    //comparisons
    template<class T1,class T2>
    bool operator==(const pair<T1,T2>&,const pair<T1,T2>&);
    template<class T1,class T2>
    bool operator<(const pair<T1,T2>&,const pair<T1,T2>&);
    ...
    //convenience function to create a pair
    template<class T1,class T2>
    pair<T1,T2> make_pair(const T1&,const T2&);
}

make_pair()

template函数可以让你无需写出型别，就可以生成一个pair对象:

namespace std{
    template<class T1,class T2>
    pair<T1,T2> make_pair(const T1& x,const T2& y){
        return pair<T1,T2>(x,y);
    }
}

因此我们可以这样使用make_pair()

std::make_pair(42,'@')

而不必费力地这么写

std::pair<int,char>(42,'@')

Class auto_ptr

auto_ptr是一种智能型指针(smart pointer)，帮助程序员防止“被异常抛出时发生资源泄漏”。

auto_ptr是这样的一种指针：它是“它所指向的随想”的拥有者(owner)。所以，当身为对象拥有者的auto_ptr销毁时，该对象也将遭到销毁。auto_ptr要求一个对象只能有一个拥有者。

这个智能型指针应该保证，无论在何种情形下，只要自己被摧毁，就一定连带释放其所指资源。

auto_ptr拥有权的转移

auto_ptr的copy构造函数和assignment操作符负责将拥有权交出去。试看下例copy构造函数的运用：

std::auto_ptr<ClassA> ptr1(new ClassA);
std::auto_ptr<ClassA> ptr2(ptr1);

一开始ptr1拥有那个new出来的对象，在第二条语句中，拥有权由ptr1转交给ptr2.ptr2就拥有了那个new出来的对象，而ptr1不再拥有它。这样，对象就只会被delete一次--在ptr2被销毁的时候。

赋值动作也差不多

std::auto_ptr<ClassA> prt1(new ClassA);
std::auto_ptr<ClassA> ptr2;
ptr2=ptr1;

如果ptr2被赋值之前正拥有另一个对象，赋值动作发生时会调用delete，将该对象删除。

拥有权的转移，使得auto_ptr产生一种特殊用法：某个函数可以利用auto_ptr将拥有权转交给另一个函数。这种事情可以在两种情形下出现：

1.某函数是数据的终点。如果auto_ptr以by value方式呗当做一个参数传递给某函数。此时被调用端的参数获得了这个auto_ptr的拥有权，如果函数不再将它传递出去，它指向的对象就会在函数退出时被删除:

void sink(std::auto_ptr<ClassA>);

2.某函数是数据的起点。当一个auto_ptr被返回，其拥有权便转交给调用端

std::auto_ptr<ClassA> f()
{
    std::auto_ptr<ClassA> ptr(new ClassA);
    ...
    return ptr;
}

void g()
{
    std::auto_ptr<ClassA> p;
    p=f();
}

数值极限(numeric Limits)

一般说来，数值型别的极值是一个与平台相关的特性。C++标准程序库通过template numeric_limits提供这些极值。

下面是numeric_limits<>的使用范例

#include <iostream>
#include <limits>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    cout<<"max(short):"<<numeric_limits<short>::max()<<endl;
    cout<<"max(int):"<<numeric_limits<int>::max()<<endl;
}

下表给出了class numeric_limits<>的所有成员

 

辅助函数

1.挑选较小值和较大值

namespace std{
    template<class T>
    inline const T& min(const T& a,const T& b) {return b < a ? b : a;}
    template<class T>
    inline const T& max(const T& a,const T& b) {return a < b ? b : a;}
}

上述两个函数还有另一个版本，接收一个额外的template参数作为“比较准则”：

namespace std{
    template<class T,class Compare>
    inline const T& min(const T& a,const T& b,Compared comp) {
        return comp(b,a) ? b : a;
    }
    template<class T,class Compare>
    inline const T& min(const T& a,const T& b,Compared comp) {
        return comp(a,b) ? b : a;
    }
}

下面这个例子示范了如何传入特定的比较函数作为操作，以此方式来运用max():

#include <algorithm>
using namespace std;

bool int_ptr_less(int *a,int* b)
{
    return *a < *b;
}

int main()
{
    int x=17;
    int y=42;
    int* px=&x;
    int* py=&y;
    pmax=max(px,py,int_ptr_less);
}

2.两值互换

函数swap()用来交换两对象的值。

namespace std{
    template<class T>
    inline void swap(T& a,T& b){
        T tmp(a);
        a=b;
        b=tmp;
    }
}