7、【C++ STL】适配器

Wesley13
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1、基本概念

适配器, 在STL中扮演着转换器的角色,本质上是一种设计模式,用于将一种接口转换成另一种接口,从而是原本不兼容的接口能够很好地一起运作。适配器不提供迭代器。

2、基本类型

根据目标接口的类型,适配器可分为以下几类:

(1) 改变容器的接口,称为容器适配器;
(2)改变迭代器的接口,称为迭代器适配器;
(3)改变仿函数的接口,称为仿函数适配器。

3、容器适配器

  容器的适配器有stack、queue、priority_queue,是在容器deque的基础进行了一些特定的约束,因而本质上并不属于容器,而是容器的适配器。

4、迭代器适配器

STL提供了很多应用于迭代器的适配器,主要有:有back_insert_iterator, front_insert_iterator, inser_iterator, reverse_iterator, istream_iterator, ostream_iterator, istreambuf_iterator, ostreambuf_iterator等等,下面介绍集中主要的迭代器适配器:
(1)insert iterators

这种迭代器,可以将迭代器的赋值操作转变为插入操作。根据功能的不同,还分为用于尾端插入的back_insert_iterator,用于头端插入的front_insert_iterator,用于任意位置插入的insert_iterator。示例如下:

 1 ostream_iterator<int> outline(cout," "); //输出迭代器的适配器
 2 
 3 int ia[] = {0,1,2,3,4,5}; 
 4 deque<int> id(ia,ia+6); 
 5 copy(id.begin(),id.end(),outline);//0 1 2 3 4 5 
 6 cout<<endl; 
 7 
 8 copy(ia+1,ia+2,front_inserter(id)); 
 9 copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 5 
10 cout<<endl;
11  
12 copy(ia+3,ia+4,back_inserter(id)); 
13 copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 5 3 
14 cout<<endl; 
15 
16 deque<int>::iterator iter = find(id.begin(),id.end(),5); 
17 copy(ia+0,ia+3,inserter(id,iter)); 
18 copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 0 1 2 5 3 
19 cout<<endl;

(2)reserve iterators

这种迭代器,将一般迭代器的行进方向进行逆转,可以很好地应用于从容器尾端开始的算法。示例如下:

1 copy(id.rbegin(),id.rend(),outline);//3 5 2 1 0 4 3 2 1 0 1
2 cout<<endl;

(3)iostream iterators

这种迭代器,将自己绑定一个iostream对象身上,从而获得输入输出的功能。示例如下:

1 ostream_iterator<int> outline(cout," "); 
2 
3 int ia[] = {0,1,2,3,4,5}; 
4 deque<int> id(ia,ia+6); 
5 
6 copy(id.begin(),id.end(),outline);//0 1 2 3 4 5 
7 cout<<endl;

5、仿函数适配器

仿函数适配器,相比于其他适配器更加地灵活,可以自由地组合适配。目前提供的适配操作包括以下这些:

(1)联结(bind)。

通过bind,我们仿函数与参数进行绑定,可实现算法所需的条件判断功能,例如判断小于12的元素时,可使用bind2nd(less(),12),就可以达到目的。

(2)否定(negate)

这里就是取反的操作,例如not1(bind2nd(less(),12)),就可判断不小于12的元素。

(3)组合(compose)

当算法的判断条件需要进行一些复杂的数学运算时,即可采用这种适配操作。例如对每个元素v进行(v+2)*3操作,就可表示为compose1(bind2nd(multiplies(),3),bind2nd(plus(),2))。

(4)一般函数适配器

一般函数可以当做仿函数供STL算法使用,但无配接能力,需要将其包装成仿函数,其原理就是在仿函数的运算符()内执行其所包装的函数即可。

(5)成员函数适配器

这里将成员函数包装成仿函数,从而可使用成员函数搭配各种泛型算法。当容器内存储的是对象的实体时,需使用mem_fun_ref进行适配;当容器内存储的是对象的指针时,需使用mem_fun进行适配。

仿函数适配器的作用,就是将我们需要的东西包装成仿函数,已达到算法泛化的目的,测试示例如下:

 1 void print(int i) 
 2 { 
 3     cout<<i<<" "; 
 4 } 
 5 class Int 
 6 { 
 7 public: 
 8     explicit Int(int i):m_i(i) { } 
 9     ~Int() { } 
10     void print1() 
11     { 
12         cout<<"["<<m_i<<"] "; 
13     } 
14     
15 private: 
16     int m_i; 
17 }; 
18 
19 int ia2[] = {2,21,12,7,19,23}; 
20 vector<int> iv(ia2,ia2+6); 
21 cout<<count_if(iv.begin(),iv.end(),not1(bind2nd(less<int>(),12)));//4 
22 cout<<endl; 
23 
24 for_each(iv.begin(),iv.end(),print);//2 21 12 7 19 23 
25 cout<<endl; 
26 
27 for_each(iv.begin(),iv.end(),ptr_fun(print));//2 21 12 7 19 23 
28 cout<<endl; 
29 
30 Int t1(3),t2(7),t3(20),t4(14),t5(68); 
31 vector<Int> Iv; 
32 Iv.push_back(t1); 
33 Iv.push_back(t2); 
34 Iv.push_back(t3); 
35 Iv.push_back(t4); 
36 Iv.push_back(t5); //当容器中存放的是对象实体的时候用mem_fun_ref 
37 for_each(Iv.begin(),Iv.end(),mem_fun_ref(&Int::print1));//[3] [7] [20] [14] [68] 
38 cout<<endl; 
39 
40 vector<Int*> Iv2; 
41 Iv2.push_back(&t1); 
42 Iv2.push_back(&t2); 
43 Iv2.push_back(&t3); 
44 Iv2.push_back(&t4); 
45 Iv2.push_back(&t5); 
46 
47 //当容器中存放的是对象的指针的时候用mem_fun 
48 for_each(Iv2.begin(),Iv2.end(),mem_fun(&Int::print1));//[3] [7] [20] [14] [68] 
49 cout<<endl;
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