C++17 STL Cook Book
  • Introduction
  • 前言
  • 关于本书
  • 各章梗概
  • 第1章 C++17的新特性
    • 使用结构化绑定来解包绑定的返回值
    • 将变量作用域限制在if和switch区域内
    • 新的括号初始化规则
    • 构造函数自动推导模板的类型
    • 使用constexpr-if简化编译
    • 只有头文件的库中启用内联变量
    • 使用折叠表达式实现辅助函数
  • 第2章 STL容器
    • 擦除/移除std::vector元素
    • 以O(1)的时间复杂度删除未排序std::vector中的元素
    • 快速或安全的访问std::vector实例的方法
    • 保持对std::vector实例的排序
    • 向std::map实例中高效并有条件的插入元素
    • 了解std::map::insert新的插入提示语义
    • 高效的修改std::map元素的键值
    • std::unordered_map中使用自定义类型
    • 过滤用户的重复输入,并以字母序将重复信息打印出——std::set
    • 实现简单的逆波兰表示法计算器——std::stack
    • 实现词频计数器——std::map
    • 实现写作风格助手用来查找文本中很长的句子——std::multimap
    • 实现个人待办事项列表——std::priority_queue
  • 第3章 迭代器
    • 建立可迭代区域
    • 让自己的迭代器与STL的迭代器兼容
    • 使用迭代适配器填充通用数据结构
    • 使用迭代器实现算法
    • 使用反向迭代适配器进行迭代
    • 使用哨兵终止迭代
    • 使用检查过的迭代器自动化检查迭代器代码
    • 构建zip迭代适配器
  • 第4章 Lambda表达式
    • 使用Lambda表达式定义函数
    • 使用Lambda为std::function添加多态性
    • 并置函数
    • 通过逻辑连接创建复杂谓词
    • 使用同一输入调用多个函数
    • 使用std::accumulate和Lambda函数实现transform_if
    • 编译时生成笛卡尔乘积
  • 第5章 STL基础算法
    • 容器间相互复制元素
    • 容器元素排序
    • 从容器中删除指定元素
    • 改变容器内容
    • 在有序和无序的vector中查找元素
    • 将vector中的值控制在特定数值范围内——std::clamp
    • 在字符串中定位模式并选择最佳实现——std::search
    • 对大vector进行采样
    • 生成输入序列的序列
    • 实现字典合并工具
  • 第6章 STL算法的高级使用方式
    • 使用STL算法实现单词查找树类
    • 使用树实现搜索输入建议生成器
    • 使用STL数值算法实现傅里叶变换
    • 计算两个vector的误差和
    • 使用ASCII字符曼德尔布罗特集合
    • 实现分割算法
    • 将标准算法进行组合
    • 删除词组间连续的空格
    • 压缩和解压缩字符串
  • 第7章 字符串, 流和正则表达
    • 创建、连接和转换字符串
    • 消除字符串开始和结束处的空格
    • 无需构造获取std::string
    • 从用户的输入读取数值
    • 计算文件中的单词数量
    • 格式化输出
    • 使用输入文件初始化复杂对象
    • 迭代器填充容器——std::istream
    • 迭代器进行打印——std::ostream
    • 使用特定代码段将输出重定向到文件
    • 通过集成std::char_traits创建自定义字符串类
    • 使用正则表达式库标记输入
    • 简单打印不同格式的数字
    • 从std::iostream错误中获取可读异常
  • 第8章 工具类
    • 转换不同的时间单位——std::ratio
    • 转换绝对时间和相对时间——std::chrono
    • 安全的标识失败——std::optional
    • 对元组使用函数
    • 使用元组快速构成数据结构
    • 将void*替换为更为安全的std::any
    • 存储不同的类型——std::variant
    • 自动化管理资源——std::unique_ptr
    • 处理共享堆内存——std::shared_ptr
    • 对共享对象使用弱指针
    • 使用智能指针简化处理遗留API
    • 共享同一对象的不同成员
    • 选择合适的引擎生成随机数
    • 让STL以指定分布方式产生随机数
  • 第9章 并行和并发
    • 标准算法的自动并行
    • 让程序在特定时间休眠
    • 启动和停止线程
    • 打造异常安全的共享锁——std::unique_lock和std::shared_lock
    • 避免死锁——std::scoped_lock
    • 同步并行中使用std::cout
    • 进行延迟初始化——std::call_once
    • 将执行的程序推到后台——std::async
    • 实现生产者/消费者模型——std::condition_variable
    • 实现多生产者/多消费者模型——std::condition_variable
    • 并行ASCII曼德尔布罗特渲染器——std::async
    • 实现一个小型自动化并行库——std::future
  • 第10章 文件系统
    • 实现标准化路径
    • 使用相对路径获取规范的文件路径
    • 列出目录下的所有文件
    • 实现一个类似grep的文本搜索工具
    • 实现一个自动文件重命名器
    • 实现一个磁盘使用统计器
    • 计算文件类型的统计信息
    • 实现一个工具:通过符号链接减少重复文件,从而控制文件夹大小
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  • How to do it...
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  • There's more...

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  1. 第2章 STL容器

保持对std::vector实例的排序

array和vector不会对他们所承载的对象进行排序。有时我们去需要排序,但这不代表着我们总是要去切换数据结构,需要排序能够自动完成。在我们的例子有如有一个std::vector实例,将添加元素后的实例依旧保持排序,会是一项十分有用的功能。

How to do it...

本节中我们使用随机单词对std::vector进行填充,然后对它进行排序。并在插入更多的单词的同时,保证vector实例中单词的整体排序。

  1. 先包含必要的头文件。

    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <string>
    #include <algorithm>
    #include <iterator>
    #include <cassert>
  2. 声明所要使用的命名空间。

    using namespace std;
  3. 完成主函数,使用一些随机单词填充vector实例。

    int main()
    {
        vector<string> v {"some", "random", "words",
                          "without", "order", "aaa",
                          "yyy"};
  4. 对vector实例进行排序。我们使用一些断言语句和STL中自带的is_sorted函数对是否排序进行检查。

        assert(false == is_sorted(begin(v), end(v)));
        sort(begin(v), end(v));
        assert(true == is_sorted(begin(v), end(v)));
  5. 这里我们使用insert_sorted函数添加随机单词到已排序的vector中,这个函数我们会在后面实现。这些新插入的单词应该在正确的位置上,并且vector实例需要保持已排序的状态。

        insert_sorted(v, "foobar");
        insert_sorted(v, "zzz");
  6. 现在,我们来实现insert_sorted函数。

    void insert_sorted(vector<string> &v, const string &word)
    {
        const auto insert_pos (lower_bound(begin(v), end(v), word));
        v.insert(insert_pos, word);
    }
  7. 回到主函数中,我们将vector实例中的元素进行打印。

        for (const auto &w : v) {
            cout << w << " ";
        }
        cout << '\n';
    }
  8. 编译并运行后,我们得到如下已排序的输出。

    aaa foobar order random some without words yyy zzz

How it works...

程序整个过程都是围绕insert_sorted展开,这也就是本节所要说明的:对于任意的新字符串,通过计算其所在位置,然后进行插入,从而保证vector整体的排序性。不过,这里我们假设的情况是,在插入之前,vector已经排序。否则,这种方法无法工作。

这里我们使用STL中的lower_bound对新单词进行定位,其可接收三个参数。头两个参数是容器开始和结尾的迭代器。这确定了我们单词vector的范围。第三个参数是一个单词,也就是要被插入的那个。函数将会找到大于或等于第三个参数的首个位置,然后返回指向这个位置的迭代器。

获取了正确的位置,那就使用vector的成员函数insert将对应的单词插入到正确的位置上。

There's more...

insert_sorted函数很通用。如果需要其适应不同类型的参数,这样改函数就能处理其他容器所承载的类型,甚至是容器的类似,比如std::set、std::deque、std::list等等。(这里需要注意的是成员函数lower_bound与 std::lower_bound等价,不过成员函数的方式会更加高效,因为其只用于对应的数据集合)

template <typename C, typename T>
void insert_sorted(C &v, const T &item)
{
    const auto insert_pos (lower_bound(begin(v), end(v), item));
    v.insert(insert_pos, item);
}

当我们要将std::vector类型转换为其他类型时,需要注意的是并不是所有容器都支持std::sort。该函数所对应的算法需要容器为可随机访问容器,例如std::list就无法进行排序。

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Last updated 6 years ago

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