第 6 章泛型算法初步

第6章泛型算法初步 6

内容提要 • 本章介绍了泛型算法的基本概念。 • 介绍了使用泛型算法的必要性，泛型算法的组成、以及反向iterator、istream_iterator和ostream_iterator的使用方法。 • 介绍了如何在数组和容器类型中使用泛型算法。

泛型算法的必要性 • 在进行程序设计的时候，一些常用的算法经常用到。比如：取最大值（max()）、取最小值（min()）、查扎（find()）和排序（sort()），在调用这些算法的时候，希望算法并不局限于某一种数据类型，比如不管是vector、list还是内置的数组类型都可以使用。 • 为了实现这些需要，需要引入“泛型算法”，所谓“泛型”是它们的操作是建立多种容器上的，所谓“算法”是因为实现的是公共操作，比如：min()、max()和sort()等等。使用“泛型算法”可以大大提高代码的开发效率。

在vector中查找一个数 案例名称：在vector中查找一个数程序名称：proj6_01.cpp #include <vector> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int iSearchValue = 47; int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; vector<int> ivec( ia, ia+6 ); vector <int>::iterator iter = ivec.begin(); for (; iter != ivec.end(); ++iter) { if (*iter == iSearchValue) cout << "找到要查找的字符了！" << endl; } }

泛型算法的组成 • 对于find()算法，一般性步骤是： • 1、顺次检查每个元素 • 2、如果当前元素等于被检查的值，那么返回该元素在集合中的位置。 • 3、否则，检查下一个元素，重复步骤2，直到找到一个元素，或者检查完所有元素。 • 4、如果已经到了集合的末尾，而且没有找到该值，则返回该值在这个集合中不存在。

在普通数组中使用泛型算法 案例名称：在普通数组中使用泛型算法程序名称：proj6_02.cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int search_value; int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; search_value = 12; vector<int>::iterator presult; presult = find( &ia[0], &ia[6], search_value ); cout << "The value " << search_value << (presult == &ia[6] ? " is not present" : " is present" ) << endl; }

在vector中使用泛型算法 案例名称：在vector中使用泛型算法程序名称：proj6_03.cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int search_value; int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; vector<int> vec( ia, ia+6 ); search_value = 20; vector<int>::iterator presult; presult = find( vec.begin(), vec.end(), search_value ); cout << "The value " << search_value << (presult == vec.end() ? " is not present" : " is present" ) << endl; }

在list中使用泛型算法 案例名称：在list中使用泛型算法程序名称：proj6_04.cpp #include <algorithm> #include <list> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int search_value; int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; list<int> ilist( ia, ia+6 ); search_value = 20; list<int>::iterator presult; presult = find( ilist.begin(), ilist.end(), search_value ); cout << "The value " << search_value << (presult == ilist.end() ? " is not present" : " is present" ) << endl; }

几种常用的iterator • 除了上面介绍的iterator，还有反向iterator、iostream_iterator、istream_iterator和ostream_iterator。 • 这几种都比较常用。

反向iterator • 反向iterator的遍历方式同前向iterator一样。不同的是对于前向iterator，++操作访问容器中的下一个元素，对于反向iterator，它访问的是前面的元素。 • 例如，反向遍历一个vector，可以这样编写。 • vector <type> :: reverse_iterator r_iter • for ( r_iter = vec.rbegin(); //将r_iter绑定到末元素 • r_iter != vec.rend(); //不等于首元素下一元素 • r_iter++) //递减iterator一个元素

使用反向iterator 案例名称：使用反向iterator 程序名称：proj6_05.cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; vector <int> vec( ia, ia+6 ); vector <int>::reverse_iterator r_iter; for ( r_iter = vec.rbegin(); r_iter != vec.rend(); r_iter++) { cout << * r_iter << endl; } }

使用反向iterator 案例名称：使用反向iterator 程序名称：proj6_06.cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <iostream.h> using namespace std; void main() { int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; vector <int> vec( ia, ia+6 ); vector <int>::iterator iter1; sort( vec.begin(), vec.end()); cout << "正序排列：" << endl; for ( iter1 = vec.begin(); iter1 != vec.end(); iter1++) { cout << * iter1 << " " ; } sort( vec.rbegin(), vec.rend()); cout << endl << "倒序排列：" <<endl; vector <int>::iterator iter2; for ( iter2 = vec.begin(); iter2 != vec.end(); iter2++) { cout << * iter2 << " "; } cout << endl; }

istream_iterator和ostream_iterator • 标准库为输入和输出iostream的iterator提供了支持，它们可以与标准库容器类型和泛型算法结合起来工作。 • 分为两种iterator，一种是istream_iterator，另一种是ostream_iterator，为了使用这两种iterator，必须使用头文件“#include <iterator>”

使用istream_iterator和ostream_iterator 案例名称：使用istream_iterator和ostream_iterator 程序名称：proj6_07.cpp #include <iostream> #include <iterator> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; void main() { istream_iterator< int > input( cin ); istream_iterator< int > end_of_stream; vector<int> vec; copy ( input, end_of_stream, inserter( vec, vec.begin() )); sort( vec.begin(), vec.end()); ostream_iterator< int > output( cout, " " ); unique_copy( vec.begin(), vec.end(), output ); }

小结 • 本章需要了解使用泛型算法的必要性：泛型算法提高了程序的编写效率。 • 了解泛型算法的组成，熟练掌握在数组类型、vector类型和list类型中使用泛型算法函数。 • 掌握泛型算法函数find()、copy()、sort()的使用方法。 • 熟悉几种常用的iterator：反向iterator、istream_iterator和ostream_iterator。

本章习题 • 一、选择题 • 1、使用泛型算法的作用是___________。（选择两项） • A) 提高编写效率B) 提高程序设计的难度 • C) 提高算法的通用性D) 没有什么作用 • 2、下面的数据类型，哪个不能使用泛型算法___________。 • A) list lst; B) int a[10] • C) int b; D) vector vec; • 3、阅读程序： • int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; • vector <int> vec( ia, ia+6 ); • vector <int>::reverse_iterator r_iter; • for ( r_iter = vec.rbegin(); r_iter != vec.rend(); r_iter++) • { • cout << * r_iter << " " • } • 程序输出的结果为：___________。 • A) 27 210 12 47 109 83 B) 83 109 47 12 210 27 • C) 12 27 47 83 109 210 D) 210 109 83 47 27 12

本章习题 • 1、泛型算法中的find()函数定义在头文件___________中，因此需要引入该头文件。 • 2、程序填空： • int ia[ 6 ] = { 27, 210, 12, 47, 109, 83 }; • vector <int> vec( ia, ia+6 ); • ___________ • sort( vec.begin(), vec.end()); • cout << "正序排列：" << endl; • for ( iter1 =___________; iter1 != vec.end(); iter1++) • { • cout << * iter1 << " " ; • } • 3、为了使用四个算法——adjacent_difference()、accumulate()、inner_product()和partial_sum()，必须包含“___________” • 4、两种iterator，一种是istream_iterator，另一种是ostream_iterator，为了使用这两种iterator，必须使用头文件“___________”

第 6 章 泛型算法初步