6、【C++ STL】适配器

1、基本概念

    适配器, 在STL中扮演着转换器的角色,本质上是一种设计模式,用于将一种接口转换成另一种接口,从而是原本不兼容的接口能够很好地一起运作。适配器不提供迭代器。

2、基本类型

根据目标接口的类型,适配器可分为以下几类:

    (1) 改变容器的接口,称为容器适配器
    (2)改变迭代器的接口,称为迭代器适配器
    (3)改变仿函数的接口,称为仿函数适配器

3、容器适配器

    容器的适配器有stack、queue、priority_queue,是在容器deque的基础进行了一些特定的约束,因而本质上并不属于容器,而是容器的适配器。

4、迭代器适配器

    STL提供了很多应用于迭代器的适配器,主要有:有back_insert_iterator, front_insert_iterator, inser_iterator, reverse_iterator, istream_iterator, ostream_iterator, istreambuf_iterator, ostreambuf_iterator等等,下面介绍集中主要的迭代器适配器:

(1)insert iterators

    这种迭代器,可以将迭代器的赋值操作转变为插入操作。根据功能的不同,还分为用于尾端插入的back_insert_iterator,用于头端插入的front_insert_iterator,用于任意位置插入的insert_iterator。示例如下:

ostream_iterator<int> outline(cout," "); //输出迭代器的适配器

int ia[] = {0,1,2,3,4,5}; 
deque<int> id(ia,ia+6); 
copy(id.begin(),id.end(),outline);//0 1 2 3 4 5 
cout<<endl; 

copy(ia+1,ia+2,front_inserter(id)); 
copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 5 
cout<<endl;
 
copy(ia+3,ia+4,back_inserter(id)); 
copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 5 3 
cout<<endl; 

deque<int>::iterator iter = find(id.begin(),id.end(),5); 
copy(ia+0,ia+3,inserter(id,iter)); 
copy(id.begin(),id.end(),outline);//1 0 1 2 3 4 0 1 2 5 3 
cout<<endl;

(2)reserve iterators

    这种迭代器,将一般迭代器的行进方向进行逆转,可以很好地应用于从容器尾端开始的算法。示例如下:

    copy(id.rbegin(),id.rend(),outline);//3 5 2 1 0 4 3 2 1 0 1
    cout<<endl;

(3)iostream iterators

    这种迭代器,将自己绑定一个iostream对象身上,从而获得输入输出的功能。示例如下:

ostream_iterator<int> outline(cout," "); 

int ia[] = {0,1,2,3,4,5}; 
deque<int> id(ia,ia+6); 

copy(id.begin(),id.end(),outline);//0 1 2 3 4 5 
cout<<endl;
5、仿函数适配器

    仿函数适配器,相比于其他适配器更加地灵活,可以自由地组合适配。目前提供的适配操作包括以下这些:

(1)联结(bind)

    通过bind,我们仿函数与参数进行绑定,可实现算法所需的条件判断功能,例如判断小于12的元素时,可使用bind2nd(less(),12),就可以达到目的。

(2)否定(negate)

    这里就是取反的操作,例如not1(bind2nd(less(),12)),就可判断不小于12的元素。

(3)组合(compose)

    当算法的判断条件需要进行一些复杂的数学运算时,即可采用这种适配操作。例如对每个元素v进行(v+2)*3操作,就可表示为compose1(bind2nd(multiplies(),3),bind2nd(plus(),2))。

(4)一般函数适配器

    一般函数可以当做仿函数供STL算法使用,但无配接能力,需要将其包装成仿函数,其原理就是在仿函数的运算符()内执行其所包装的函数即可。

(5)成员函数适配器

    这里将成员函数包装成仿函数,从而可使用成员函数搭配各种泛型算法。当容器内存储的是对象的实体时,需使用mem_fun_ref进行适配;当容器内存储的是对象的指针时,需使用mem_fun进行适配。

    仿函数适配器的作用,就是将我们需要的东西包装成仿函数,已达到算法泛化的目的,测试示例如下:

void print(int i) 
{ 
    cout<<i<<" "; 
} 
class Int 
{ 
public: 
    explicit Int(int i):m_i(i) { } 
    ~Int() { } 
    void print1() 
    { 
        cout<<"["<<m_i<<"] "; 
    } 
    
private: 
    int m_i; 
}; 

int ia2[] = {2,21,12,7,19,23}; 
vector<int> iv(ia2,ia2+6); 
cout<<count_if(iv.begin(),iv.end(),not1(bind2nd(less<int>(),12)));//4 
cout<<endl; 

for_each(iv.begin(),iv.end(),print);//2 21 12 7 19 23 
cout<<endl; 

for_each(iv.begin(),iv.end(),ptr_fun(print));//2 21 12 7 19 23 
cout<<endl; 

Int t1(3),t2(7),t3(20),t4(14),t5(68); 
vector<Int> Iv; 
Iv.push_back(t1); 
Iv.push_back(t2); 
Iv.push_back(t3); 
Iv.push_back(t4); 
Iv.push_back(t5); //当容器中存放的是对象实体的时候用mem_fun_ref 
for_each(Iv.begin(),Iv.end(),mem_fun_ref(&Int::print1));//[3] [7] [20] [14] [68] 
cout<<endl; 

vector<Int*> Iv2; 
Iv2.push_back(&t1); 
Iv2.push_back(&t2); 
Iv2.push_back(&t3); 
Iv2.push_back(&t4); 
Iv2.push_back(&t5); 

//当容器中存放的是对象的指针的时候用mem_fun 
for_each(Iv2.begin(),Iv2.end(),mem_fun(&Int::print1));//[3] [7] [20] [14] [68] 
cout<<endl;

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