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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  1. 第5章 STL基础算法

实现字典合并工具

Previous生成输入序列的序列Next第6章 STL算法的高级使用方式

Last updated 6 years ago

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假设我们有一个已经排序的列表,有人有另一个已排序的列表,我们想要将这两个列表进行共享。那么最好的方式就是将这两个列表合并起来。我们需要合并后的列表也是有序的,这样我们查找元素就会十分方便。

为了将两个已排序列表中的元素进行合并,我们本能的会想需要创建一个新的列表来放置这两个列表中的元素。对于要加入的元素,我们需要将队列中的元素进行对比,然后找到最小的那个元素将其放到列表的最前面。不过,这样输出队列的顺序会被打乱。下面的图就能很好的说明这个问题:

std::merge算法就可以直接来帮助我们做这个事情,这样我们就无需过多的参与。本节我们将展示如何使用这个算法。

How to do it...

我们将创建一个简单的字典,其为英语单词和德语单词一对一的翻译,之后将其存储在std::deque数据结构中。程序将标注输入中获取这个字典,并且打印合并之后的字典。

  1. 包含必要的头文件,并声明所使用的命名空间。

    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <iterator>
    #include <deque>
    #include <tuple>
    #include <string>
    #include <fstream>
    
    using namespace std;
  2. 字典是一对字符串,两两对应:

    using dict_entry = pair<string, string>;
  3. 我们将在屏幕上打印这个组对,并且要从用户输入中读取这个组对,所以我们必须要重载>>和<<操作符:

    namespace std {
    ostream& operator<<(ostream &os, const dict_entry p)
    {
        return os << p.first << " " << p.second;
    }
    istream& operator>>(istream &is, dict_entry &p)
    {
        return is >> p.first >> p.second;
    }
    }
  4. 这里需要创建一个辅助函数,其能接受任何流对象作为输入,帮助我们构建字典。其会构建一个std::deque来存放一对一的字符串对,并且其会读取标准输入中的所有字符。并在返回字典前,对字典进行排序:

    template <typename IS>
    deque<dict_entry> from_instream(IS &&is)
    {
        deque<dict_entry> d {istream_iterator<dict_entry>{is}, {}};
        sort(begin(d), end(d));
        return d;
    }
  5. 这里使用不同的输入流,创建两个不同的字典。其中一个是从dict.txt文件中读取出的字符,我们先假设这个文件存在。其每一行为一个组对,另一个流就是标准输入:

    int main()
    {
        const auto dict1 (from_instream(ifstream{"dict.txt"}));
        const auto dict2 (from_instream(cin));
  6. 作为辅助函数from_instream将返回给我们一个已经排过序的字典,这样我们就可以将两个字典直接放入std::merge算法中。其能通过给定两个的begin和end迭代器组确定输入的范围,并在最后给定输出。这里的输出将会打印在用户的屏幕上:

        merge(begin(dict1), end(dict1),
            begin(dict2), end(dict2),
            ostream_iterator<dict_entry>{cout, "\n"});
    }
  7. 可以编译这个程序,不过在运行之前,我们需要创建dict.txt文件,并且写入如下内容:

    car auto
    cellphone handy
    house haus
  8. 现在我们运行程序了,输入一些英文单词,将其翻译为德文。这时的输出仍旧是一个排序后的字典,其可以将输入的所有单词进行翻译。

    $ echo "table tisch fish fisch dog hund" | ./dictionary_merge
    car auto
    cellphone handy
    dog hund
    fish fisch
    house haus
    table tisch

How it works...

std::meger算法接受两对begin/end迭代器,这两对迭代器确定了输入范围。这两对迭代器所提供的输入范围也必须是已排序的。第五个参数就是输出容器的迭代器,其接受两段范围合并的元素。

其有一个变体std::inplace_merge。两个算法几乎一样,不过这个变体只需要一对迭代器,并且没有输出,和其名字一样,其会直接在输入范围上进行操作。比如对{A, C, B, D}这个序列来说,可以将第一个子序列定义为{A, C},第二个子序列定义为{B, D}。使用std::inplace_merge算法将两个序列进行合并,其结果为{A, B, C, D}。