前端开发学习网站,电脑做网站端口映射,企业品牌网站建设我们的优势,软件设计培训学校排名配接器(adapters)在 STL组件的灵活组合运用功能上#xff0c;扮演着轴承、转换器的角色。Adapter这个概念#xff0c;事实上是一种设计模式(design pattern)。 Design Patterns)) 一书提到23个最普及的设计模式#xff0c;其中对odopter样式的定义如下#xff1a;将 一个cl…配接器(adapters)在 STL组件的灵活组合运用功能上扮演着轴承、转换器的角色。Adapter这个概念事实上是一种设计模式(design pattern)。 «Design Patterns)) 一书提到23个最普及的设计模式其中对odopter样式的定义如下将 一个class的接口转换为另一个class的接口使原本因接口不兼容而不能合作的classes,可以一起运作。
8 . 1 配接器之概观与分类
S T L所提供的各种配接器中改变仿函数(functors)接口者我们称为functionadapter,改变容器(containers)接口者我们称为container adapter,改变迭代器 fi (iterators)接口者我们称为 iterator adapter
8.1.1 应 用 于 容 器 container adapters
S TL提供的两个容器queue和 s ta c k ,其实都只不过是一种配接器。它们修 饰 deque的接口而成就出另一种容器风貌。这两个container adapters已于第4章介绍过。
8.1.2 应 用 于 迭 代 器 iterator adapters
S T L 提供了许多应用于迭代器身上的配接器包 括 insert iterators, reverse iterators, iostream iterators. C Standard 规定它们的接口可以藉由 iterator获得SGI S T L则将它们实际定义于 stl_iterator.h
Insert Iterators
所 谓 insert iterators, 可以将一般迭代器的赋值(assign)操作转变为插入 (insert}-操作。这样的迭代器包括专司尾端插入操作的back_insert_-iterator, 专司头端插入操作的fro n t_ in se rt_ ite ra to r,以及可从任意位置执行插入操作的 insert_i te ra to ro 由于这三个iterator adapters的使用接口不是十分直观给一般用户带来困扰因此STL更提供三个相应函数 back_inserter()、front_inserter()、 inserter(), 如图8-1所示提升使用时的便利性。Reverse Iterato rs
所谓reverse iterators,可以将一般迭代器的行进方向逆转使原本应该前进的 operator 变成了后退操作使原本应该后退的 operator-- 变成了前进操作。 这种错乱的行为不是为了掩人耳目或为了欺敌效果而是因为这种倒转筋脉的性质运用在“从尾端开始进行”的算法上有很大的方便性• 稍后我有一些范例展示
lO S tream Iterato rs
所 谓 iostream iterators,可以将迭代器绑定到某个iostream对象身上。绑定 到 istream 对 象 (例 如 std:cin)身上的称 为 istream _ iterator,拥有输入功 能 绑 定 到 ostream 对 象 (例 如 std:cout ) 身 上 的 ’称为 ostream _iterator,拥有输出功能。这种迭代器运用于屏幕输出非常方便。以它为蓝图稍加修改便可适用于任何输出或输入装置上.例如你可以在透彻了解 iostream Iterators的技术后完成一个绑定到Internet Explorer cache身上的迭代器1 , 或是完成一个系结到磁盘目录上的一个迭代器2。请注意不像稍后即将出场的仿函数配接器(functoradapters)总以仿函数作为参数予 人 以 “拿某个配接器来修饰某个仿函数”的直观感受这里所介绍的迭代器配接器(iterator adapters)很少以迭代器为直接参数 所谓对迭代器的修 饰只是一种观念上的改变(赋值操作变成插入操作啦、前进变成后退啦、绑定到特殊装置上啦…) 。你可以千变万化地写出适合自己所用的任何迭代器• 就这一点而言为了将S T L 灵活运用于你的日常生活之中iterator adapters的技术是非常重要的。
#include iostream
#include algorithm
#include iterator
#include set
#include vector
#include functional
#include dequetemplateclass T
struct display{void operator()(const Tx){std::cout x ;}
};struct even{bool operator()(int x)const{return x%2 ? false : true;}
};int main(int argc,char* argv[]){//将 outite绑定到cout 每次对outite指派一个兀素就后接一个 std::ostream_iteratorintoutite(std::cout, );int ia[] {0,1,2,3,4,5};std::dequeintid(ia,ia6);//将所有元素拷贝到outite (那么也就是拷贝到cout)std::copy(id.begin(),id.end(),outite); //输出 0 1 2 3 4 5std::cout std::endl;// 将 ia []的部分元素拷贝到id 内。使 用 front_insert_iterator// 注意front_insert_iterqtor 会将 assign 操作改为 push_front 操作// vector不支持push_front (),这就是本例不以vector为示范对象的原因。std::copy(ia1,ia2,std::front_inserter(id));std::copy(id.begin(),id.end(),outite); //输出 1 0 1 2 3 4 5std::cout std::endl;//将 ia []的部分元素拷贝到i d 内。使 用 back_insert_iterator.std::copy(ia3,ia4,std::back_inserter(id));std::copy(id.begin(),id.end(),outite); //输出 1 0 1 2 3 4 5 3std::cout std::endl;//搜索元素 5 所在的位置std::dequeint::iterator ite std::find(id.begin(),id.end(),5);//将 ia[]的部分元素拷贝到i d 内。使 用 insert_iteratorstd::copy(ia0,ia3,std::inserter(id,ite));std::copy(id.begin(),id.end(),outite); //输出 1 0 1 2 3 4 0 1 2 5 3std::cout std::endl;//将所有的元素逆向拷贝//rbegin ()和 rend ()与 reverse_iterator有关见稍后源代码说明std::copy(id.rbegin(),id.rend(),outite);std::cout std::endl;//以下将inite绑定到cin.将元素拷贝到inite,直到eos出现std::istream_iteratorintinite(std::cin),eos;//eos :end-of-streamstd::copy(inite,eos,std::inserter(id,id.begin()));// 由于很难在键盘上直接输入end-of-stream (end-of-file)符号// (而且不同系统的eof符号也不尽相同)因此为了让上一行顺利执行// 请单独取出此段落为一个独立程序并准备一个文件例 如 int.dat,内置 // 32 26 99 (自由格式)并 在 console之下利用piping方式执行该程序如下// c :\type int.dat I thisprog / / 意思是将type int .dat的结果作为thisprog的输入std::copy(id.begin(),id.end(),outite);return 0;
}
8.1.3 应用于仿函数 functor adapters
unctor adapters (亦称为function adapters) 是所有配接器中数量最庞大的一个族群其配接灵活度也是前二者所不能及可以配接、配接、再配接。这些配接操作包括系结(bind)、否 定 (negate), 组 合 (compose)、以及对一般函数或成员函数的修饰(使其成为一个仿函数)。 Standard规定这些配接器的接口可由functional获得SGI S T L 则将它们实际定义于 stl_function.hfunction adapters的价值在于通过它们之间的绑定、组合、修饰能力几乎 可以无限制地创造出各种可能的表达式(expression), 搭配STL算法一起演出例如我们可能希望找出某个序列中所有不小于12的元素个数.虽然 “不小于”就是 “大于或等于”我们因此可以选择STL内建的仿函数greater_equal,但 如果希望完全遵循题目语意(在某些更复杂的情况下这可能是必要的)坚持找出 “不小于” 12的元素个数可以这么做请注意所有期望获得配接能力的组件本身都必须是可配接的(adaptable) 换句话说一元仿函数必须继承自unary_function (7.1.1节 )二元仿函数必须继承自binary_function (7.1.2 节 ) 成员函数必须以mem_fun处理过一般函数必须以ptr_fun处理过。一个未经ptr_fun处理过的一般函数虽然也可以函 数指针(pointer to function)的形式传给STL算法使用 却无法拥有任何配接能力。void print(int i){std::cout i std::endl;
}class Int{
public:explicit Int(int i) : m_i(i){};//这里有个既存的成员函数(稍后希望于STL体系中被复用)void print1() const {std::cout [ m_i ];}private:int m_i;
};int main(int argc,char* argv[]){//将 outite绑定到cout 每次对outite指派一个兀素就后接一个 std::ostream_iteratorintoutite(std::cout, );int ia[6] {2,21,12,7,19,23};std::vectorintiv(ia,ia6);//以下将所有元素拷贝到 outite. 有数种办法std::copy(iv.begin(),iv.end(),outite);//1,以函数指针搭配STL算法std::for_each(iv.begin(),iv.end(), print);//2,以修饰过的一般函数搭配STL算法std::for_each(iv.begin(),iv.end(),std::ptr_fun(print));Int t1 (3), t2 (7), t3 (20),t4(14), t5(68);std::vectorInt Iv;Iv.push_back(t1);Iv.push_back(t2);Iv.push_back(t3);Iv.push_back(t4);Iv.push_back(t5);//3,以下以修饰过的成员函数搭配STL算法std::for_each(Iv.begin(),Iv.end(),std::mem_fun_ref(Int::print1));return 0;
} 8.2 container adapters
8.2.1 stack stack的底层由deque构成。从以下接口可清楚看出stack与deque的关系 C standard 规定客户端必须能够从stack中获得stack的接口SGI STL 则把所有的实现细节定义于的stl_stack.h内请参考4.5节。class stack封住了所有的deque对外接口只开放符合stack原则的几个函数所以我们说 stack是一个配接器一个作用于容器之上的配接器。8.2.2 queue
queue的底层由deque构成。从以下接口可清楚看出queue与deque的关系规定客户端必须能够从 queue 中获得queue的接口SGI STL 则把所有的实现细节定义于stl_queue.h内请参考4.6节。class queue封住了所有的deque对外接口只开放符合queue原则的几个函数所以我们说 queue是一个配接器一个作用于容器之上的配接器。
8.3 iterator adapters
本章稍早已说过iterator adapters的意义和用法以下研究其实现细节
8.3.1 insert iterators
下面是三种insert iterators的完整实现列表。其中的主要观念是每一个 insert iterators内部都维护有一个容器(必须由用户指定)容器当然有自己的迭代器于是当客户端对insert iterators做赋值(tm i敢)操作时就在insert iterators中被转为对该容器的迭代器做插入(insert)操作也就是说在 insert iterators的operator 操作符中调用底层容器的push_front ()或push_back ()或 insert () 操 作 函 数 。至 于 其 它 的 迭 代 器 惯 常 行 为 如 operator, operator (int) operator*都被关闭功能更 没 有 提 供 operator-- (int)或 operator--或 operator-等功能(因此被类型被定义为output„iterator_tag) 换句话说insert iterators的前进、后退、取值、成员取用等操作都是没有意义的甚至是不允许的。8.3.2 reverse iterators
所谓reverse iterator,就是将迭代器的移动行为倒转。如果STL算法接受的不 是一般正常的迭代器而是这种逆向迭代器它就会以从尾到头的方向来处理序列中的元素。例如首先我们看看rbeginO和 rend().任何STL容器都提供有这两个操作 我在第4, 5两章介绍各种容器时鲜有列出这两个成员函数现在举个例子瞧瞧:没有任何例外只要双向序列容器提供了 begin(), end(),它 的 rbegin、rend() 就是上面那样的型式。单向序列容器如slist不可使用reserve iterators. 有些容器如 stack、queue、priority .qu eue 并不提供begin(), end(), 当然也就没有 rbegin/ rend()为什么 “正向迭代器”和 “与其相应的逆向迭代器”取出不同的元素呢这并不是一个潜伏的错误而是一个刻意为之的特征主要是为了配合迭代器区间的“前闭后开”习 惯 (1.9.5节 ) . 从图8-3的 rbeginO和 end()关系可以看出 当迭代器被逆转方向时虽然其实体位置(真正的地址)不变但其逻辑位置(迭代器所代表的元素)改变了(必须如此改变)唯有这样才能保持正向迭代器的一切惯常行为。换句话说唯有这样当我们将一个正向迭代器区间转换为一个逆向迭代器区间后不必再有任何额外处理就可以让接受这个逆向迭代器区间的算法以相反的元素次序来处理区间中的每一个元素.例如(以下出现于8.1.2节实例之中)有了这些认知现在我们来看看reverse_iterator的源代码 这是一个迭代器配接器(iter己tor adapter), 用来将某个迭代器逆反前进方向使前进为后退后退为前进8.3.3 stream iterators
所 谓 streamfterotors,可以将迭代器绑定到一个stream 数据流对象身上。 绑 定 到 istrea m对象 例如 std::cin 者称 为 istream_iterator ,拥有输入能力绑定到ostream 对 象 例 如 std: cout 者称为 拥有输出能力。两者的用法在8.1.2节的例子中都有示范乍听之下真神奇。所谓绑定一个i stream object,其实就是在isiream iterator内部维护一个istream member,客户端对于这个迭代器所做的operator操 作 会 被 导 引 调 用 迭 代 器 内 部 所 含 的 那 个 istream member的输入操作operator» 。这个迭代器是个Input Iterator,不具备operator--o下面的源代码和注释说明了一切。8,4 function adapters
一般而言对于C template语法有了某种程度的了解之后我们很能够理解或想象容器是以class templates完成算 法 以 function templates完成仿函数是一种将operator() 重 载 的 class template,迭代器则是一种将 operator和 operator*等指针习惯常行为重载的class template.然而配接器呢应用于容 器身上和迭代器身上的配接器已于本章稍早介绍过都是一种class template.可 应用于仿函数身上的配接器呢如 何 能 够 “事先”对一个函数完成参数的绑定、 执行结果的否定、甚至多方函数的组合请注意我用“事先” 一词。我的意思是最后修饰结果视为一个表达式,expression 将被传给STL算法使用STL算法 才是真正使用这表达式的主格。而我们都知道只有在真正使用调用某个函数或仿函数时才有可能对参数和执行结果做任何干涉。
8.4.1 对返回值进行逻辑否定not1,not2
以下直接列出源代码。源代码中的注释配合先前的概念解说应该足以让你彻底认识这些仿函数配接器。源代码中常出现的pred 一词是 predicate的缩写 意指会返回真假值(bool)的表达式。#include iostream
#include algorithm
#include iterator
#include set
#include vector
#include functional
#include dequeclass Shape{
public:virtual void display() 0;
};class Rect : public Shape{
public:virtual void display() {std::cout Rect ;}
};class Circle : public Shape{
public:virtual void display() {std::cout Circle ;}
};class Square : public Shape{
public:virtual void display() {std::cout Square ;}
};int main(int argc,char* argv[]){std::vectorShape*Iv{};Iv.push_back(new Rect);Iv.push_back(new Circle);Iv.push_back(new Square);Iv.push_back(new Circle);Iv.push_back(new Rect);//打印 输出for (int i 0; i Iv.size(); i) {(Iv[i])-display();}std::cout std::endl;std::for_each(Iv.begin(),Iv.end(),std::mem_fun(Shape::display));std::cout std::endl;return 0;
}
