unique,unique_if,unique_copy

本文详细介绍了如何在C++中使用标准库函数unique和unique_copy来去除容器中重复的元素,并展示了如何自定义比较函数以适应不同的需求。通过具体的代码示例,读者可以了解这些函数的工作原理及使用方法。

代码如下:

//unique,unique_if
#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;
int main(){
	int a[]={1,2,3,4,5,1,2,3,4,5};
	vector<int>v(a,a+10);
	vector<int>vv(a,a+10);
	//unique是用来删除连续重复的元素的,所以调用之前一定要先排序
	sort(v.begin(),v.end());
	vector<int>::iterator it=unique(v.begin(),v.end());//只是把重复的元素放在后面 而没有删除,这个时候试着去手动删除
	copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout<<endl;

	v.erase(it,v.end()); //进行手动删除
	for(vector<int>::iterator iter=v.begin();iter!=v.end();++iter){//这个时候答案醒目多了
		cout<<*iter<<" ";
	}
	cout<<endl;

	sort(vv.begin(),vv.end());
	vector<int>::iterator vit=unique(vv.begin(),vv.end(),less<int>());
	copy(vv.begin(),vv.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout<<endl;
	vv.erase(vit,vv.end());
	for(vector<int>::iterator itera=vv.begin();itera!=vv.end();++itera){
		cout<<*itera<<" ";
	}
	cout<<endl;
	system("pause");
	return 0;
}

//unique_copy 
#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
using namespace std;
bool xiangchayi(int a,int b){
	return a+1==b||a-1==b;
}
int main(){
	int a[]={1,2,3,4,5,1,2,3,4,5};
	vector<int>v(a,a+10);
	vector<int>vv(a,a+10);
	sort(v.begin(),v.end());
	unique_copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout<<endl;

	sort(vv.begin(),vv.end());
	unique_copy(vv.begin(),vv.end(),ostream_iterator<int>(cout," "),xiangchayi);
	cout<<endl;
	system("pause");
	return 0;
}
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<string>
using namespace std;
bool bothspace(char a,char b){
	return a==' '&&b==' ';//连续两个空格的时候 返回真
}
int main(){
	
	cin.unsetf(ios::skipws);
	unique_copy(istream_iterator<char>(cin),istream_iterator<char>(),ostream_iterator<char>(cout),bothspace);
	system("pause");
	return 0;
}


<think>首先,用户的问题是:“我想了解unique_ptr实现独占的原理和方式”。这是一个关于C++智能指针的问题,具体是关于unique_ptr如何实现独占所有权的原理和方式。 我需要在回答时遵循系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。 用户提供了三个参考文献: - [^1]: 描述了unique_ptr的基本原理,强调独占所有权。 - [^2]: 提到独占所有权的本质。 - [^3]: 解释了unique_ptr通过删除拷贝构造函数和移动语义实现独占。 这些引用是站内的,我应该参考它们,但不是直接复制;而是基于这些信息构建回答。 用户上一次的问题可能是关于unique_ptr的独占原理,但我没有之前的对话历史。用户说“请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答”,但在这个对话中,这是第一次交互。所以,我会专注于当前问题。 关键点: - unique_ptr是独占所有权的智能指针。 - 它通过删除拷贝构造函数和复制赋值运算符来防止多个指针共享所有权。 - 允许移动语义(移动拷贝和移动赋值)来转移所有权。 - 当unique_ptr被销毁时,它会自动删除所管理的对象。 - 内部实现通常使用一个指针成员变量和一个删除器(deleter)。 在回答中: - 结构清晰:逐步解释原理和方式。 - 使用中文。 - 添加引用标识:基于提供的引用,在相关部分添加[^1], [^2], [^3]。 步骤: 1. **介绍unique_ptr**:简要解释它是什么。 2. **实现独占的原理**: - 删除拷贝构造函数和拷贝赋值运算符(copy constructor and copy assignment operator)。 - 允许移动构造函数和移动赋值运算符(move constructor and move assignment operator)。 - 通过私有化或=delete实现复制操作的禁止。 3. **方式**: - 内部有一个指针成员(如T* ptr)。 - 使用删除器来管理资源释放。 - 当unique_ptr超出作用域时,自动调用删除器。 - 移动操作转移所有权,原指针变为nullptr。 4. **数学表达式**:可能不需要复杂的数学,但如果有涉及,比如引用计数(但unique_ptr没有引用计数),使用$...$。unique_ptr不涉及引用计数,所以可能不需要。但如果讨论指针操作,可以用。 5. **生成相关问题**:在回答结束后,添加“相关问题”部分。 生成相关问题: - 基于主题,如unique_ptr的用例、与shared_ptr的区别、如何避免循环引用等。 - 例如: 1. unique_ptr和shared_ptr的主要区别是什么? 2. 为什么unique_ptr不支持复制? 3. unique_ptr在C++中的常见应用场景有哪些? 4. 如何自定义unique_ptr的删除器? 引用标识: - 自然地添加在引用段落末尾。基于用户的引用: - [^1] 用于基本原理。 - [^2] 用于独占所有权的本质。 - [^3] 用于实现方式。 回答结构: - 开头:总结unique_ptr。 - 主体:详细解释原理和方式。 - 结尾:生成相关问题。 LaTeX:如果有公式,如指针赋值,但可能简单,不需要复杂公式。 </think>### unique_ptr实现独占的原理和方式 unique_ptr 是 C++11 引入的一种智能指针,专注于独占所有权管理动态分配的对象资源。它通过禁止复制操作和允许移动语义来确保对象在同一时间只能由一个指针拥有,从而避免内存泄漏和所有权冲突。下面我将逐步解释其实现原理和方式,确保回答结构清晰。 #### 1. **独占所有权的原理** unique_ptr 的核心原理是通过禁用拷贝语义(copy semantics)来强制独占所有权。具体来说: - **禁用拷贝构造函数和拷贝赋值运算符**:编译器会删除这些操作(使用 `= delete` 语法),使得尝试复制 unique_ptr 会导致编译错误。这确保了指针对象不能被多个实例共享[^1]。 - **允许移动语义(move semantics)**:unique_ptr 实现了移动构造函数和移动赋值运算符(例如 `std::move`),允许所有权从一个 unique_ptr 转移给另一个指针。转移后,原指针会自动设置为 `nullptr`,防止原指针继续访问已释放的资源。这实现了资源的安全转移[^2]。 - **所有权唯一性保证**:unique_ptr 内部维护一个原始指针(如 `T* ptr`)。当 unique_ptr 的生命周期结束时(例如超出作用域或被重置),它会自动调用删除器(deleter)释放资源。删除器默认使用 `delete` 操作符,但可以自定义。独占机制确保在任意时刻只有一个 unique_ptr 持有该指针[^3]。 数学上,unique_ptr 的释放过程可以表示为: $$ \text{unique_ptr} \xrightarrow{\text{析构}} \text{deleter}(\text{ptr}) $$ 其中 deleter 确保了资源释放的确定性。 #### 2. **实现方式** unique_ptr 的实现依赖于 C++ 的模板和特殊成员函数控制。以下是关键实现细节: - **模板类定义**:unique_ptr 是一个模板类(如 `std::unique_ptr<T, Deleter>`),其中 `T` 是对象类型,`Deleter` 是可选的删除器(默认为 `std::default_delete<T>`)[^2]。 - **内部指针管理**:unique_ptr 内部包含一个原始指针成员(如 `T* ptr`)。所有权操作围绕这个指针展开: - 禁用拷贝操作:声明拷贝构造函数和赋值运算符为 `= delete`,例如: ```cpp unique_ptr(const unique_ptr&) = delete; // 禁止拷贝构造 unique_ptr& operator=(const unique_ptr&) = delete; // 禁止拷贝赋值 ``` - 允许移动操作:实现移动构造函数和移动赋值运算符,转移指针所有权: ```cpp unique_ptr(unique_ptr&& other) noexcept : ptr(other.ptr) { other.ptr = nullptr; // 原指针置空 } unique_ptr& operator=(unique_ptr&& other) noexcept { if (this != &other) { reset(other.release()); // 释放当前资源并接管新资源 } return *this; } ``` - 资源释放:在析构函数中调用删除器: ```cpp ~unique_ptr() { if (ptr) deleter(ptr); // 自动释放资源 } ``` 其中,`reset()` 和 `release()` 方法用于手动管理资源:`release()` 返回原始指针并置空 unique_ptr,而 `reset()` 释放当前资源并绑定新指针[^3]。 - **独占所有权机制**:unique_ptr 不依赖引用计数(如 shared_ptr),而是通过编译时检查确保所有权单一。任何尝试复制指针的操作都会被编译器拒绝,从而在代码层面强制独占[^1]。 #### 3. **优势与限制** - **优势**:独占所有权简化了内存管理,减少了引用计数的开销(时间复杂度和空间复杂度均为 $O(1)$),适合资源敏感场景。 - **限制**:unique_ptr 无法共享所有权,因此不适合需要多个指针访问同一对象的场景(此时应使用 shared_ptr)[^3]。 通过上述原理和方式,unique_ptr 在 C++ 中高效地实现了资源独占,是现代 C++ 内存管理的基石之一[^2]。
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