STL源码分析之泛型算法由来

最新推荐文章于 2025-03-31 23:22:12 发布

yuanhaitaozz

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分类专栏： STL源码剖析

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本文介绍了质变算法与非质变算法的区别，并详细解释了算法泛化的过程，包括如何通过迭代器实现通用算法，使得同一算法适用于多种数据结构。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

什么事质变算法：

是指在运算过程中会更改区间内（迭代器所指）的元素内容

例如copy, swap,replace, fill, remove, sort等等

什么是非质变算法:

例如find,search, count, max, min等等

算法的泛化过程

关于数组，当我们在其内寻找某个元素时，找到即返回；如果没有找到，就返回最后一个元素的下一个位置

这里“最后一个元素的下一个位置”，称为end。虽然在之前的学习过程中被教导千万不要数组越界，但事实上一个指向array元素的指针不但可以指向array内任意一个位置，也可以指向array外的任何位置。

只是当指针指向array外的位置时，它只能用来与其他array指针相比较，不能取其值

所以如下是成立的：

Int *find(int *a, int size, int value)
{
        for(int i=0;i<size; i++)
                if(a[i] == value)
                        break;
         return&a[i];                                //即使走到最后没找到也是直接返回
}

//使用过程中
//…
Int *end = a+arraysize;                              //令end指向最后元素的下一个位置
Int *ip = find(a, sizeof(a)/sizeof(int),value);
If(ip == end)
         Cout<<”not found”<<endl;
//…

然而我们发现这样调用函数暴露了太多细节，因此修改为这样：

Int *find(int *begin, int *end, int value)
{
        While(begin!=end&& *begin!=value)
                ++begin;
         return begin;
}
//如此一来，我们不仅隐藏了细节，还能在数组任意部分实现查找
//使用也还是与之前并无太大区别

由于find函数内并无任何操作是针对特定的整数array而发的，所以使用模板：

Template<typename T>
//这里之所以将value的类型变为constT&
//是因为可能传入的类型过大，这样可以避免成本
T* find(T* begin, T* end, const T&value)
{
         //既然使用了模板，我们就要注意以下用到了 operate!= , operate*, operate++
         While(begin!=end&& *begin!=value)
                  ++begin;
         //以下操作也会引发copy行为
         return begin;
}

这样一来，几乎适合所有容器了，只要该容器允许指针，且支持operate!= , operate*, operate++和copy行为

于是就产生了迭代器的概念，使用迭代器代替这里的指针，因为c++的博大，使得这些限制都有了不错的解决方案

Template<class Iterator, typename T>
Iterator find(Iterator begin, Iterator end,const T& value)
{
         While(begin!=end&& *begin!=value)
                  ++begin;
         return begin;
}

这就是完整的泛型算法。