C++ Boost.Range与Adapters库使用详解

一、说明

本节叙述关于Boost.Range和Adeptor两个内容。

Boost.Range 是一个库，乍一看，它提供的算法类似于标准库提供的算法。例如，您会发现函数 boost::copy()，它的作用与 std::copy() 相同。但是， std::copy() 需要两个参数，而 boost::copy() 需要一个范围。

二、适配器

标准库提供了几种可以传递谓词的算法。例如，传递给 std::count_if() 的谓词确定计算哪些元素。 Boost.Range 提供了类似的函数 boost::count_if()。然而，这个算法只是为了完整性而提供的，因为 Boost.Range 提供了适配器，使得带有谓词的算法变得多余。

您可以将适配器视为过滤器。它们基于另一个范围返回一个新范围。数据不一定被复制。由于范围只是一对迭代器，因此适配器返回一个新的对。该对仍可用于迭代原始范围，但例如可以跳过某些元素。如果将 boost::count() 与此类适配器一起使用，则不再需要 boost::count_if()。不必多次定义算法，以便可以在有或没有谓词的情况下调用它们。

算法和适配器的区别在于算法迭代一个范围并处理数据，而适配器返回一个新的范围——新的迭代器——它决定了迭代返回的元素。但是，不执行迭代。必须首先调用算法。

示例 30.4。使用 boost::adaptors::filter() 过滤范围

#include <boost/range/algorithm.hpp>
#include <boost/range/adaptors.hpp>
#include <array>
#include <iterator>
#include <iostream>
int main()
{
  std::array<int, 6> a{{0, 5, 2, 1, 3, 4}};
  boost::copy(boost::adaptors::filter(a, [](int i){ return i > 2; }),
    std::ostream_iterator<int>{std::cout, ","});
}

Example30.4

示例 30.4 使用了一个可以过滤范围的适配器。如您所见，适配器只是一个函数。 boost::adaptors::filter() 的第一个参数是要过滤的范围，第二个参数是谓词。示例 30.4 中的谓词删除范围内不大于 2 的所有数字。

boost::adaptors::filter() 不会更改范围 a，它会返回一个新范围。由于范围与一对迭代器没有太大区别，因此新范围也指的是 a.但是，新范围的迭代器会跳过所有小于或等于 2 的数字。

示例 30.4 将 5,3,4 写入标准输出。

示例 30.5。使用键（）、值（）和间接（）

#include <boost/range/algorithm.hpp>
#include <boost/range/adaptors.hpp>
#include <array>
#include <map>
#include <string>
#include <utility>
#include <iterator>
#include <iostream>
int main()
{
  std::array<int, 3> a{{0, 1, 2}};
  std::map<std::string, int*> m;
  m.insert(std::make_pair("a", &a[0]));
  m.insert(std::make_pair("b", &a[1]));
  m.insert(std::make_pair("c", &a[2]));
  boost::copy(boost::adaptors::keys(m),
    std::ostream_iterator<std::string>{std::cout, ","});
  boost::copy(boost::adaptors::indirect(boost::adaptors::values(m)),
    std::ostream_iterator<int>{std::cout, ","});
}

Example30.5

示例 30.5 使用两个适配器 boost::adaptors::keys() 和 boost::adaptors::values() 来访问 std::map 类型容器中的键和值。它还显示了如何嵌套适配器。因为 m 存储指向要打印的值的指针，而不是值本身，所以 boost::adaptors::values() 返回的范围将传递给 boost::adaptors::indirect()。当范围由指针组成时，始终可以使用此适配器，但迭代应返回指针引用的值。这就是示例 30.5 将 a、b、c、0、1、2 写入标准输出的原因。

示例 30.6。 boost::adaptors::tokenize() - 字符串适配器

#include <boost/range/algorithm.hpp>
#include <boost/range/adaptors.hpp>
#include <boost/regex.hpp>
#include <string>
#include <iostream>
int main()
{
  std::string s = "The Boost C++ Libraries";
  boost::regex expr{"[\\w+]+"};
  boost::copy(boost::adaptors::tokenize(s, expr, 0,
    boost::regex_constants::match_default),
    std::ostream_iterator<std::string>{std::cout, ","});
}

Example30.6

示例 30.6 引入了一个字符串适配器。您可以使用 boost::adaptors::tokenize() 在正则表达式的帮助下从字符串中获取范围。您将一个字符串和一个 boost::regex 类型的正则表达式传递给 boost::adaptors::tokenize()。此外，您需要传递一个引用正则表达式中的组的数字和一个标志。如果不使用组，则可以传递 0。标志 boost::regex_constants::match_default 选择正则表达式的默认设置。您还可以传递其他标志。例如，如果您希望根据编程语言 Perl 的规则应用正则表达式，则可以使用 boost::regex_constants::match_perl。

练习

创建一个程序，将 0 到 100 之间的所有奇数按升序写入标准输出。仅使用来自 Boost.Range 的算法——没有手动循环。