c++ primer学习（八） 泛型算法

c++之所以叫c++，就是因为他相对于c有两个提升，一个是面向对象，一个是泛型。虽然泛型主要讲的是模板，但是泛型算法确实给我们了极大的便利。

这些泛型算法一般都是定义在algorithm库中的（绝大多数算法都是定义在algorithm中的），还有一部分泛型算法是在numeric库中的。

其实我感觉这一章的前半部分只需要画一张表就可以了，这一章前一部分就是一些算法：

函数名	所在库	所有形式	返回以及解释	补充知识
find()	algorithm	find(b,e,val)//b和e为迭代器，val为值	寻找（b，e）中是否有val。返回第一个等于给定元素的迭代器，若没有，则返回第二个参数（e迭代器）	可以在子序列中查找，b和e不必须是begin和end
count()	algorithm	count(b,e,val)//b和e为迭代器，val为值	寻找（b，e）val出现的次数。返回第一个等于给定元素的迭代器，若没有，则返回第二个参数（e迭代器）	泛型算法不依赖容器，它不会改变容器大小。它依赖于迭代器和元素类型，要保证元素类型可以使用此算法（比如int支持<，>等）
accumulate()	numeric	accumulate(b,e,val)//b和e为迭代器，val为和的初始值	对b和e中元素求和，val是和的初始值。返回类型与第三个（val）参数一致。	需要元素对象支持“+”。比如accumulate(v.begin(),v.end(),"")就是错的，因为""默认为char*类型，char*没有+运算符。所以要写为accumulate(v.begin(),v.end(),string(""))
equal()	algorithm	equal(v1.b,v1.e,v2.b)	比较序列1和从b开始的序列2， 返回true（相等）或false（不等），假设序列2至少与序列1长度相等。因为要处理序列1中的所有元素	v1和v2对象不一定类型相同，但至少支持==，如string和char*
fill()	algorithm	fill(b,e,val)	将b和e之间的用val填充	确保序列有效
fill_n()	algorithm	fill_n(v.b,v.size,val)	将b开始的size个元素用val填充	不能在空容器上调用，因为空容器没有指定大小；b+size<总大小
back_inserter（迭代器介绍）	iterator	fill_n(back_inserter(v),v.size,val)	接受指向容器的引用，返回与该容器绑定的插入迭代器	实际是调用push_back(),可以实现对容器添加元素
copy()	algorithm	copy(a1.b,a1.e,a2)	将a1的b至e元素拷贝到a2，返回目的位置迭代器后的值	a2至少和e-b一样长
replace()	algorithm	replace(b,e,val1,val2)	将b至e的值从val1改为val2
replace_copy()	algorithm	replace_copy(b,e,v2.b,val1,val2)	将v1的b至e中的val1改为val2并添加到v2中去，v1不变	v2至少和e-b一样长，若没有定义v2，则可使用：replace_copy(v1.begin(),v1.end(),back_inserter(v2),val1,val2);
unique()	algorithm	unique(b,e)	返回指向不重复区域的尾后迭代器	不会删除元素，而是将重复元素放入返回迭代器之后的位置，删除元素则要使用成员函数，如erase

试了一下发现效果不好，因为超过了边缘，可是网站自带的表格功能有太弱，没办法把画好的表格完美拷贝过来，下一张表就直接在网站上画了吧。
第二部分：定制操作（lambda表达式）

谓词：一个可调用表达式，返回结果是可以用作条件的值，只有一元谓词和二元谓词，即接受一个/2个参数的谓词。可以将谓词作用于算法。

sort()	按字典排序
stable_sort()	保证等长元素字典序

stable_sort会按长度拍序。

find_if()

接受谓词版本的find，第3个参数是一个谓词

lambda()表达式：形式：[捕获列表](参数列表)->返回类型{函数体}。参数列表和返回可以没有。捕获列表是lambda所在函数中的所需要的局部变量列表（所在函数包括main）。
调用lambda举例：find_if(words.begin(),words.end(),[sz](const string & s){return s.size()>=sz;});假设函数中有sz，调用find_if去获得第一个长度>=sz的迭代器，没有则返回end()。

for_each(b,e,lambda):对输入序列中（b，e）的每一个元素调用可调用对象，这里我写作lambda。

关于捕获，分为值捕获和引用捕获，比如我们需要一个ostream对象，而它不能被拷贝，所以只能用引用捕获。而隐式捕获则是在捕获列表中写：[&]或者[=]，前者是捕获引用，后者则是捕获值，对象很多时可：[&,args]或者[=,args]，前者args全为值，后者则是引用。

对于捕获列表中是值捕获的，lambda不能改变其值，我们可以加一个mutable让其可以改变：int i=0;auto f=[i]()mutable{return ++i;}而引用捕获则依赖此引用是const还是不是。

lambda返回值：若函数体是单一return语句则无需返回类型；若为多条语句需要显式指出返回类型。

绑定参数：目的是将接受多个参数的函数改为一个或2个（当然也可以是其他数目，不过在这里当然是1至2个），用法：auto newcallable=bind(callable,arg_list);，arg_list是占位符，表示这里是一个newcallable的参数，_1是第一个参数，_2是第二个参数，等等。如：bool check_size(const string &s,string::size_type sz){return s.size()>=sz;}

auto check6=bind(check_size,_1,6);，这样，就锁定了check_size的第一个参数为check6的形参，check_size()的第二个参数为6。_n在库placeholders中。注意，newcallable的调用顺序完全决定于_n。如auto f=g(a,b,_2,_1);则f(x,y)为：g(a,b,y,x)。

以引用的方式使用bind：必须使用ref()或者cref()，不能直接把如ostream类型直接bind到_n上，因为bind的实质是拷贝。

这一部分看总结里似乎很短，但当时确实花了很大力气，尤其是在bind这里。

第三部分：迭代器

除了基础迭代器，如begin，end外，还有额外几种：

插入迭代器：绑定到容器上，可用来向容器插入元素。支持操作：it=t。在it位置插入t。但是*it,++it,it++都没有效果（但没有错），返回it。插入迭代器有以下几个：back_inserter,front_inserter,inserter。前2个是迭代器，创建一个使用push_back或push_front的迭代器。后一个是函数，接受2个参数：inserter(c,iter);会将后边的元素插入到iter之前的位置，并返回这个位置。如：*iter=val;就是：iter=c.insert(iter,val);++iter;。

流迭代器：迭代器绑定到io流上。istream_iterator读取输入流，ostream_iterator写入输出流。如：

istream_iterator<int> in_iter(cin); istream_iterator<int> eof;while(in_iter!=eof)v.push_back(*in_iter++);eof为空迭代器，可以代替尾后迭代器。操作：istream_iterator<T> in（is）;istream_iterator<T> end;表示尾后迭代器。in1==in2;in1!=in2;*in,in->iter,++in，in++。注意，istream_iterator是允许懒惰求值，即在第一次解引用之前读取输入，所以要警惕没有使用就销毁的情况。

ostream_iterator:操作：ostream_iterator<T> out(os),ostream_iterator<T> out(os,d);将输出值后面写入os，每个值后面都输出一个d，d指向空字符结尾的字符数组。out=val用<<将val写入out。*out,++out,out++无效操作，无错。举例：ostream_iterator<int> out_iter(cout," ");for(auto e:vec)*out_iter++=e;
cout<<endl;就会把vec中的每个元素写入iter，不过这个++没有作用是为了看起来很清晰，也为了和其他迭代器保持一致。还可以使用：copy(vec.begin(),vec.end(),out_iter);更加好用。

反向迭代器：除了forward_list,其他容器都支持反向迭代器，通过调用rbegin,rend,crbegin,crend获得。反向迭代器会反向处理数据，我们通过reverse_iterator的base来完成转换，把成员函数返回正向迭代器：cout<<string(line.crbegin(),rcomma)<<endl;//输出反向的string。cout<<string(rcomma.base(),line.cend())<<endl;//将迭代器变为正常的。

除了上述分类，还有一种：输入迭代器，输出迭代器，前向迭代器，双向迭代器，随机访问迭代器。c++标准指明了每个算法的最小迭代器要求。可以看stl来了解。

算法的形参模式：alg(b,e,args);

alg(b,e,dest,args);

alg(b,e,b2,args);

alg(b,e,b2,e2,args);

dest是算法可以写入的目的位置的迭代器。所有的算法都遵循此模式。

命名上，有使用_if来表示接受一个谓词，它和原算法都可以有相同数目的形参。如find和find_if。

使用_copy表示是将元素写入（拷贝到）一个新输出目的位置，如reverse(b,e)和reverse_copy(b,e,dest)，将反转后的b，e拷贝到dest。当然也有同时使用_if和_copy的：remove_copy_if:remove_copy_if(v1.begin(),v1.end(),back_iterator(v2),[](int i)[return i%2;});将偶数从v1拷贝到v2.

对链表的特定算法：lst.merge(lst2)

lst.merge(lst2,comp)//将lst2合并入lst，lst2变为空。第一个版本用<运算符，第二个用给定的。

lst.remove(val)

lst.remove_if(pred)//调用erase删除是val或令pred为真的元素。

lst.reverse()

lst.sort()

lst.sort(comp)

lst.unique()

lst.unique(pred)

我们对链表（list，forward_list）形式的有这些成员函数形式的算法是因为只用交换链接，而通用算法（也是可以用的）会交换元素，对于链表来说效率太低。

splice算法：链表独有。

lst.splice(args),flst.splice_after(args)。args有如下形式：

(p,lst2)p是指向lst或flst首前位置的迭代器，将lst2移入lst的p之前或flst的p之后。元素从lst2中删除。

(p,lst2,p2)把p2指向的lst2的元素移入p位置。lst2和lst可以相同。

(p,lst2,b,e)把lst2的b，e移入p，lst2和lst可以相同，但p不能在[b,e)中。

这一章到此结束，其实每次整理的过程都非常痛苦，因为基本上就是用很短的时间（不到一天）把一章重新学一遍，经常会有的感觉是“学完了一小节还有一小节，翻过了一页还有一页”，没办法，大部头就是这个样子，不过好处也是明显的，很多第一次匆匆看过的内容终于仔细看了一遍，第一次没理解的概念有了一点认识。

而且，计算机领域的核心大部头就那么几本，看完一本就少一本，等都看的差不多的时候，也就可以出师了。

最后，其实看这种大部头本身也是一种学习，你要知道，你哪怕完整地学过一本，也领先于中国起码70%的cs学生了。btw，课后题一定要做···如果你没有别的项目去练手，这些题真的不错。

希望我们一起进步。