C++泛型编程

时间:2022-05-23 awhuter 人气:0

泛型编程最初提出时的动机很简单直接:发明一种语言机制，能够帮助实现一个通用的标准容器库。

所谓通用的标准容器库，就是要能够做到，比如用一个List类存放所有可能类型的对象这样的事;

泛型编程让你编写完全一般化并可重复使用的算法，其效率与针对某特定数据类型而设计的算法相同。

泛型即是指具有在多种数据类型上皆可操作的含义，与模板有些相似。

STL巨大，而且可以扩充，它包含很多计算机基本算法和数据结构，而且将算法与数据结构完全分离，其中算法是泛型的，不与任何特定数据结构或对象类型系在一起。（STL是Standard Template Library的简称，中文名标准模板库）

泛型编程最初诞生于C++中，目的是为了实现C++的STL(标准模板库)。其语言支持机制就是模板(Templates)。模板的精神其实很简单:参数化类型。换句话说，把一个原本特定于某个类型的算法或类当中的类型信息抽掉，抽出来做成模板参数T。

泛型编程Cgencric programming)是 C++支持的另一种编程模式。它与OOP的目标相同，即使重用代码和抽象通用概念的技术更简单。不过OOP强调的是编程的数据方面，而泛型编程强调的是独立于特定数据类型，它们的侧重点不同.OOP是一个管理大型项目的工具，而泛型编程提供了执行常见任务(如对数据排序或合并链表)的工具。

术语泛型(generic)指的是创建独立于类型的代码。C++的数据表示有多种类型—整数、小数、字符、字符串、用户定义的、由多种类型组成的复合结构，例如，要对不同类型的数据进行排序，通常必须为每种类型创建一个排序函数，泛型编程需要对语言进行扩展，以便可以只编写一个泛型(即不是特定类型的)函数，并将其用于各种实际类型。C++模板提供了完成这种任务的机制。
C++的标准模板库(STL)主要由三个组件构成：1、容器；2、迭代器；3、泛型算法

一、容器

对容器的通用型操作：

"==", "!="判断两个容器是否相等
"="将一个容器复制给另一个容器
.empty()判断是不是空的，有没有元素
.size() 返回容器内元素的个数
.clear() 删除容器内所有元素

array

数组array，最一般的数组，和C的数组一样，长度固定，声明如下：

#include<array>

//格式array<typename,length> Varname;
array<int, 10> arr;

vector

vector，相当于动态数组，用的最多最方便，长度可以随时扩充：

#include<vector>
//格式vector<typename> Varname;
vector<double> Vet;
vector<int> Vet1(10);
Vet1.push_back(5);//后端插入
Vet1.pop_back();//后端删除

deque

也是个线性表，和vector类似，不过是双向的，可以在前端插入和删除

#include<deque>
deque<double> Var1;
Var1.push_front(6);//前端插入
Var1.pop_front();//前端删除

list

双向链表，不是线性表，存储的内容不是在连续的内存上，每个节点都有一个value和两个指针back, front分别只想前面和后面的节点；

set集合，只有key

#include<set>
#include<string>
set<string> word_set;
word_set.count(key);//返回个数，要么0，要么1

map 键值对key/value

key通常是字符串，相当于索引；
有.find(key)成员函数，返回查找的key的iterator,否则返回map.end()

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
 map<string,int> words;
 string word;
 //统计输入每种字符的个数，map中没有的会自动创建
 while(cin>>word)
  words[word]++;
 map<string,int>::iterator it=words.begin()
 //依次打印map中的内容，first成员对应key，second成员对应value
 for(;it!=words.end();it++)
  cout<<"key: "it->first<<" value: "<<it->second<<endl;
 return 0;
}

二、迭代器iterator（泛型指针）

类似于指针，作用于容器类上

.begin()
相当与头指针，指向第一个元素的指针

.end()
指向最后一个元素的后面的指针

vector<int> Var{4,5,7,8};
vector<int>::iterator head=Var.begin();
vector<int>::iterator tail=Var.end();
for(;head!=tail;head++)  //遍历容器类
{
 cout<<*head<<endl;
}

三、泛型算法Generic Programming

insert()插入

//插入到position之前一个元素,返回被插入的元素的iterator
iterator insert(itrator position, elemType value);

//插入count个值
void insert(iterator position, int count, elemType value);

//插入[first,last)之间的元素
void insert(iterator position, iterator first, iterator last);

erase()删除

//删除一个元素，返回被删除后，接下来后一个元素的iterator
iterator erase(iterator position);

//删除范围内元素[first,last)
iterator erase(iterator first, iterator last);

find()用于无序搜索，搜素范围[first, last), 返回iterator, 找不到则返回last

iterator find(iterator first, iterator last, elemType findvalue);

copy() 复制

//参数 要复制的  开始  结束，   复制目的地的 开始
copy(iterator first, iterator last, iterator To_first);
vector<int> ivet;
vector<int> temp{1,2,3,4,5};
copy(temp.begin(), temp.end(), ivec.begin());

#include<vector>
#include<deque>
#include<list>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
 //产生空的容器
 list<string> slist;
 vector<int> ivec;

 //产生特定大小的容器
 list<int> ilist(100);
 vector<string> svec(32);

 //产生特定大小的容器，并赋值全相同的初值
 vector<int> ivec(10,1);  //10个1
 list<string> slist(16,"WoW");

 //通过两个迭代器iterator赋值
 int arr[8]={1,1,2,2,3,5,6,4};
 vector<int> ivec1(ia,ia+8); //赋值[ia,ia+8)之间的内容
 int a=ivec1.front();//读取第一个元素
 a=ivec1.back(); //读取最后一个元素
 ivec1.push_back(10); //在最后插入元素
 ivec1.pop_back(); //删除最后一个元素

 //复制容器赋值
 list<string> slist1(5,"wfq");
 list<string> slist2(slist1);  //复制赋值
 return 0;
}

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