C++泛型編程Generic Programming的使用

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泛型編程最初提出時的動機很簡單直接:發明一種語言機制，能夠幫助實現一個通用的標準容器庫。

所謂通用的標準容器庫，就是要能夠做到，比如用一個List類存放所有可能類型的對象這樣的事;

泛型編程讓你編寫完全一般化並可重復使用的算法，其效率與針對某特定數據類型而設計的算法相同。

泛型即是指具有在多種數據類型上皆可操作的含義，與模板有些相似。

STL巨大，而且可以擴充，它包含很多計算機基本算法和數據結構，而且將算法與數據結構完全分離，其中算法是泛型的，不與任何特定數據結構或對象類型系在一起。（STL是Standard Template Library的簡稱，中文名標準模板庫）

泛型編程最初誕生於C++中，目的是為瞭實現C++的STL(標準模板庫)。其語言支持機制就是模板(Templates)。模板的精神其實很簡單:參數化類型。換句話說，把一個原本特定於某個類型的算法或類當中的類型信息抽掉，抽出來做成模板參數T。

泛型編程Cgencric programming)是 C++支持的另一種編程模式。它與OOP的目標相同，即使重用代碼和抽象通用概念的技術更簡單。不過OOP強調的是編程的數據方面，而泛型編程強調的是獨立於特定數據類型，它們的側重點不同.OOP是一個管理大型項目的工具，而泛型編程提供瞭執行常見任務(如對數據排序或合並鏈表)的工具。

術語泛型(generic)指的是創建獨立於類型的代碼。C++的數據表示有多種類型—整數、小數、字符、字符串、用戶定義的、由多種類型組成的復合結構，例如，要對不同類型的數據進行排序，通常必須為每種類型創建一個排序函數，泛型編程需要對語言進行擴展，以便可以隻編寫一個泛型(即不是特定類型的)函數，並將其用於各種實際類型。C++模板提供瞭完成這種任務的機制。
 C++的標準模板庫(STL)主要由三個組件構成：1、容器；2、迭代器；3、泛型算法

一、容器

對容器的通用型操作：

  • “==”, “!=”判斷兩個容器是否相等
  • “=”將一個容器復制給另一個容器
  • .empty()判斷是不是空的，有沒有元素
  • .size() 返回容器內元素的個數
  • .clear() 刪除容器內所有元素

array

數組array，最一般的數組，和C的數組一樣，長度固定，聲明如下：

#include<array>

//格式array<typename,length> Varname;
array<int, 10> arr;

vector

vector，相當於動態數組，用的最多最方便，長度可以隨時擴充：

#include<vector>
//格式vector<typename> Varname;
vector<double> Vet;
vector<int> Vet1(10);
Vet1.push_back(5);//後端插入
Vet1.pop_back();//後端刪除

deque

也是個線性表，和vector類似，不過是雙向的，可以在前端插入和刪除

#include<deque>
deque<double> Var1;
Var1.push_front(6);//前端插入
Var1.pop_front();//前端刪除

list

雙向鏈表，不是線性表，存儲的內容不是在連續的內存上，每個節點都有一個value和兩個指針back, front分別隻想前面和後面的節點；

set集合，隻有key

#include<set>
#include<string>
set<string> word_set;
word_set.count(key);//返回個數，要麼0，要麼1

map 鍵值對key/value

key通常是字符串，相當於索引；
有.find(key)成員函數，返回查找的key的iterator,否則返回map.end()

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
 map<string,int> words;
 string word;
 //統計輸入每種字符的個數，map中沒有的會自動創建
 while(cin>>word)
  words[word]++;
 map<string,int>::iterator it=words.begin()
 //依次打印map中的內容，first成員對應key，second成員對應value
 for(;it!=words.end();it++)
  cout<<"key: "it->first<<" value: "<<it->second<<endl;
 return 0;
}

二、迭代器iterator（泛型指針）

類似於指針，作用於容器類上

.begin()
相當與頭指針，指向第一個元素的指針

.end()
指向最後一個元素的後面的指針

vector<int> Var{4,5,7,8};
vector<int>::iterator head=Var.begin();
vector<int>::iterator tail=Var.end();
for(;head!=tail;head++)  //遍歷容器類
{
 cout<<*head<<endl;
}

三、泛型算法Generic Programming

insert()插入

//插入到position之前一個元素,返回被插入的元素的iterator
iterator insert(itrator position, elemType value);

//插入count個值
void insert(iterator position, int count, elemType value);

//插入[first,last)之間的元素
void insert(iterator position, iterator first, iterator last);

erase()刪除

//刪除一個元素，返回被刪除後，接下來後一個元素的iterator
iterator erase(iterator position);

//刪除范圍內元素[first,last)
iterator erase(iterator first, iterator last);

find()用於無序搜索，搜素范圍[first, last), 返回iterator, 找不到則返回last

iterator find(iterator first, iterator last, elemType findvalue);

copy() 復制

//參數 要復制的  開始  結束，   復制目的地的 開始
copy(iterator first, iterator last, iterator To_first);
vector<int> ivet;
vector<int> temp{1,2,3,4,5};
copy(temp.begin(), temp.end(), ivec.begin());
#include<vector>
#include<deque>
#include<list>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
 //產生空的容器
 list<string> slist;
 vector<int> ivec;

 //產生特定大小的容器
 list<int> ilist(100);
 vector<string> svec(32);

 //產生特定大小的容器，並賦值全相同的初值
 vector<int> ivec(10,1);  //10個1
 list<string> slist(16,"WoW");

 //通過兩個迭代器iterator賦值
 int arr[8]={1,1,2,2,3,5,6,4};
 vector<int> ivec1(ia,ia+8); //賦值[ia,ia+8)之間的內容
 int a=ivec1.front();//讀取第一個元素
 a=ivec1.back(); //讀取最後一個元素
 ivec1.push_back(10); //在最後插入元素
 ivec1.pop_back(); //刪除最後一個元素

 //復制容器賦值
 list<string> slist1(5,"wfq");
 list<string> slist2(slist1);  //復制賦值
 return 0;
}

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