STL与泛型编程第二周笔记 GeekBand

1.关联容器map与set

关联容器(Associative containers)支持通过键来高效地查找和读取元素。两个基本的关联容器类型是 map 和 set。

关联容器和顺序容器的本质差别在于:关联容器通过键(key)存储和读取元素,而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。

map 的元素以键-值(key-value)对的形式组织:键用作元素在 map 中的索引,而值则表示所存储和读取的数据。set 存储的对象本身既是key又是value。

set 和 map 类型的对象所包含的元素都具有不同的键,不允许为同一个键添加第二个元素。如果一个键必须对应多个实例,则需使用 multimap 或 multiset,这两种类型允许多个元素拥有相同的键。

map与set存储的对象必须是具备可排序性的,它们均默认采用less定义排序行为,存储对象必须具备operator<行为。

  • set需要注意的问题
    例如
struct Programmer
{
    Programmer(const int id,const std::wstring name)
        :Id(id),Name(name){}    
    int Id;
    void set_name(const std::wstring name)
    {
        Name = name;
    }
    std::wstring Name;
};

struct ProgrammerIdGreater:public std::binary_function<Programmer,Programmer,bool>
{
    bool operator() (const Programmer& p1,const Programmer& p2) const 
    {
        return p1.Id > p2.Id ? true : false;
    }
};
int main(){
    std::set<Programmer,ProgrammerIdGreater> set1 = {
        Programmer(1,L"Scott Meyers"),
        Programmer(2,L"Martin Fowler"),
        Programmer(3,L"Bill Gates"),
        Programmer(4,L"P.J. Plaught"),
        Programmer(5,L"Stanley B. Lippman"),
        Programmer(6,L"Andrei Alexandrescu")    
    };
...
}

用于排序的成员(比如Programmer对象的Id,也就是“真正的key”)不可改变。
除了“真正的key”,其他成员可以改变但需要特殊手段。比如将上面set1中Programmer(3,L"Bill Gates")对象的Name重新设置为“Tom”:

    std::set<Programmer,ProgrammerIdGreater>::iterator it1 = set1.find(Programmer(3,L"Bill Gates"));
    if(it1 != set1.end())
        it1->set_name(L"Tom");
//上述代码无法通过编译

可行的方法是:

    std::set<Programmer,ProgrammerIdGreater>::iterator it1 = set1.find(Programmer(3,L"Bill Gates"));
    if(it1 != set1.end())
        const_cast<Programmer&> (*it1).set_name(L"Tom");
//成功编译

2.仿函数(Functors)

仿函数又称为函数对象,其作用相当于一个函数指针。前面例中

std::set<Programmer,ProgrammerIdGreater> set1 = {...};

参数ProgrammerIdGreater即为仿函数

仿函数本质上是一种具有函数特质的对象, 也即可以像使用函数一样使用该对象。怎么样做?重载operator()运算符即可,有了这个运算符,我们就可以在仿函数对象后面加上一对小括号,以此调用仿函数所定义的perator()。

为什么要有仿函数?
在算法的设计过程中,我们会发现其本质往往是不变的(例如排序算法的思想),变化的除了数据之外还有操作(例如排序中不一定是比较大小,也可以是两两之间满足某种关系),仿函数就是为了这种情况产生的,它替代原来需要函数指针的地方,把这种操作或者策略传给算法,使得算法抽象性更高,也就更通用。

为什么不用函数指针?
很简单的解释是抽象性不够,更进一步说是它无法配接,也就是可以将操作配接在一起变换为更复杂的操作,仿函数则可以轻松实现这些配接,使得其功能异常强大。

仿函数在实现上是一个对象,并且如上所述重载了operator()运算符,所有的仿函数如果是一元的都继承自unary_function,二元则继承自binary_function,因为继承自这两个函数的仿函数均定义了相应型别供配接时使用,也就具有了配接能力。

自定义的仿函数必须重载operator(),例如前面

struct ProgrammerIdGreater:public std::binary_function<Programmer,Programmer,bool>
{
    bool operator() (const Programmer& p1,const Programmer& p2) const 
    {
        return p1.Id > p2.Id ? true : false;
    }
};
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