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容器和算法2 – C++快速入门48(完)

容器和算法2

 

让编程改变世界

Change the world by program


 

迭代器

 

上节课我们的栗子虽然工作得很好并也使用了一个标准的容器(向量容器),但它还是有个小问题。

就是在遍历向量里的各个元素时,我们仍把它视为一个C++数组来对待。

 

刚好我们的向量容器允许使用下表操作符来访问它的各个元素:names[x]

但是如果想改用另一种不提供此方法访问的容器(比如栈),我们就不得不对程序做很多修改才得以实现。

 

因为对容器里的各个元素进行遍历是一种十分常见的任务,所以应该有一种标准的方式来做这件事,对吧?

C++标准库提供的各种迭代器(iterator)就是这么来的。

 

迭代器是一种功能非常有限却非常实用的函数,提供一些基本操作符:*、++、==、!=、=。

迭代器是个所谓的智能指针,具有遍历复杂数据结构的能力。

 

因为迭代器的功能是如此的基本,所以标准库里的每一种容器都支持。

通过使用迭代器,当在程序里改用另一种容器的时候就用不着修改那么多的代码了。

 

每一种容器都必须提供自己的迭代器,事实上每种容器都将其迭代器以嵌套的方式定义于内部。

因此各种迭代器的接口相同,型号却不同,这就是所谓泛型程序设计的概念:所有操作行为都使用相同接口,虽然它们的具体实现不同。

 

修改vector.cpp,使用迭代器。

 

算法

 

算法,恩,为了让大家体会到算法的无比神奇,小甲鱼先给大家讲一个小故事吧,在很久很久以前。。。。。。

回顾我们刚才对向量示例程序的修改,别的先不说,用来遍历向量元素的循环比原来复杂了许多,可代码的行为还是老样子。

 

迭代器的真正价值体现在它们可以和所有的容器配合使用,而使用迭代器去访问容器元素的算法可以和任何一种容器配合使用。

小甲鱼将带大家再修改一下这个栗子,从而演示算法的威力:在输出该容器里的元素之前,先按字母顺序对它们进行排序。

 

对数据进行排序对人类来说好像只是个简单的问题,但要想高效率地完成这个任务其实并没有想象中那么简单。

人们已经对排序问题总结出许多不同的算法:冒泡排序、堆排序、快速排序等等。

 

每种算法都有它们的优点和缺点,而只有那些最简单的算法才比较容易以我们个人之力实现。

所幸的是,C++标准库包含着一个经过全面优化的排序算法,它的处理速度也非常理想。

 

要想使用这个算法,只需先把algorithm文件包含到源文件里:#include <algorithm>

然后再像下面这样调用sort()方法就可以了:

std::sort(beginIterator, endIterator);

 

演示!

 

结束语

 

结束?!不,好戏才刚刚开始!

在《数据结构和算法》系列教程里,小甲鱼会从原理层面来带大家认识更多的数据结构和算法,大家可以用我们学到的知识把它们封装成容器!

 

敬请关注,敬请收看!

灰常感谢大家对小甲鱼的支持,大家后会有期!


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