C++深入学习：STL源码剖析 (1) {STL、迭代器、前闭后开}

STL六大组件

容器(containers):各种数据结构：如vector,map,list,deque,set等
算法(algorithm):各种常用算法：如sort,max,min,search,copy等
迭代器(iterators):扮演容器与算法的胶合剂，泛型指针
仿函数：实现角度可以认为是重载了operator()的class
配接器：用来修饰容器或仿函数或迭代器接口
配置器：负责空间配置管理

前闭后开区间表示法 [)

任何一个STL算法都需要获得一对迭代器所指示的区间，用来表示操作的范围。C++ STL的迭代器所指示的空间都是前闭后开的，即 [first,end) ,也就是说实际范围从first开始，直到end-1，迭代器end所指的是最后一个元素的下一个位置 ，通常find函数如果没有找到则会返回end 。该off by one 的设计使得代码变得干净利落

template <class InputIterator,class T>
InputIterator find(InputIterator first,InputIterator last,const T& value)
{
    while(first!=last && *first!=value)
        ++first;
    return first;
}

function call操作符重载

有时候我们希望对于一些函数，可以让用户指定某个条件或某个策略去执行，这些条件和策略背后便是一整组操作，一整组操作即需要函数。如sort函数可以用于一般情况(默认的递增)，也可以用于特殊情况(用户自定义排序方式)，但函数指针通常无法保持自己的 local states，达不到组件技术的可适配性，因此采用了仿函数。

template<class T> 
struct plus{   //将operator()重载，
    T operator() (const T& x,const T& y) const
    {
        return x+y;
    }
};
template<class T> 
struct minus{   //将operator()重载，
    T operator() (const T& x,const T& y) const
    {
        return x-y;
    }
};
cout<<plus<int>()(10,20)<<endl; //30
cout<<minus<int>()(20,10)<<endl; //10

//因此plus和minus就成为了一个简易的STL

迭代器Iterators

迭代器模式的核心思想：提供一种方法，使之能够依序巡防某个容器所含的各个元素，又无需暴露该容器的内部表达方式。满足设计时将数据容器和算法分开独立设计，最后通过迭代器这一胶着剂将二者撮合。

使用迭代器很大程度上隔离了容器的底层实现，只需要提供一个接口便可以对容器实现很多操作，例如简单的find函数对链表、vector等实现也是不一样的，但是通过迭代器便可以只需要写一个迭代器版本即可，具体的遍历细节由实现容器时的迭代器实现去完成。

迭代器就像一个指针，故迭代器最重要实现工作的就是要对 operator* 和 operator-> 重载。

C++ STL的迭代器所指示的空间都是前闭后开的，即 [first,end)

迭代器的用法：用迭代器遍历vector<int>

    vector<int> arr{1,2,3,4,5};
    vector<int>::iterator it;
    for (it = arr.begin(); it != arr.end();it++)
    {
        cout << *it << ' ';
    }
   //1 2 3 4 5

很显然，从代码中可知，每个容器都定义了自己的迭代器，并且定义了 ++ ,* 等操作，通常来说 *用来获取迭代器当前位置的元素，++则是顺着迭代器方向向下移动。

根据移动特性和实行操作，迭代器可以分为5类

Input iterator:不允许外界改变。只读(read only) ,只能单步向前迭代
Output iterator:不允许读，只写(write only)，只能单步向前迭代
Forward iterator: 可读可写，允许在该迭代器所指区间上进行读取和写入操作，单步向前迭代
Bidirectional Iterator：可双向移动，允许在该迭代器所指区间上进行读取和写入操作
Random Access Iterator：可读可写，同时支持像指针一样的操作，包括 p+n,p-n等

一些使用迭代器遍历和调用STL函数的例子：

    vector<int> arr{1,3,2,5,4};
    for_each(arr.begin(), arr.end(), [](int &a) { cout << a << ' '; });
	//1,3,2,5,4
	cout<<endl;
    sort(arr.begin(), arr.end());
    for(auto &i:arr)
        cout<<i<<' ';
	//1,2,3,4,5

容器的分类

序列式容器	关联式容器
array	set
vector	map
heap	multiset
priority_queue	multimap
list	hashtable
deque	unordered_set
queue(配接器)	unordered_map
stack(配接器)

序列式容器都是可序，不一定有序。

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