Г. Шилдт - Полный справочник по C++ (1109478), страница 92
Текст из файла (страница 92)
(В станларте С99 это правило также не выполняется.) Часть )В язык Стт Полный К ПО ЯВОЧНИ СПР Ю 16 : Введение в стандаРтнуо бйблиотекушаблонов этой главе исследуется одна из самых важных составляющих языка С++ — стан- В дартная библиан~ека шаблонов (БТЕ). Ее включение в язык С++ было одним из основных успехов, достигнутых в ходе стандартизации. Библиотека содержит универсальные шаблонные классы и функции, реализующие большое количеспю широко распространенных алгоритмов и структур данных. Например, в ней определены шаблонные классы векторов, списков, очередей и стеков, а также многочисленные процедуры для работы с ними.
Поскольку библиотека БТЕ состоит из шаблонных классов, ее алгоритмы и структуры данных можно применять пракгически к любым типам данных. С точки зрения разработки программного обеспечения библиотека стандартных шаблонов представляет собой весьма сложный проект, в котором использованы наиболее изощренные свойства языка С++. Для того чтобы понять и правильно использовать эту библиотеку, необходимо полностью изучить язык С++ и в совершенстве разбираться в указателях, ссылках и шаблонах, Честно говоря.
синтаксис шаблонных классов, описанных в библиотеке БТ)-, выглядит довольно устрашающе, хотя на самом деле все не так сложно, как кажется на первый взгляд. Материал, изложенный в этой главе, не сложнее тем, описанных в других частях книги. И все же не удивляйтесь и не унывайте, если библиотека стандартных шаблонов покажется вал~ слишком запутанной. Просто будьте терпеливы, внимательно изучаите примеры и не позволяйте незнакомому синтаксису заслонять прас~агу принципов, на которых основана библиотека ЬТ(..
В главе рассматривается библиотека стандартных гиаблонов, в том числе принципы ее разработки и организации, составляющие части и технология применения. Поскольку библиотека Я 1. очень велика, обсудить все ее особенности в рамках одной главы невозлюжно. Полному анализу этой библиотеки посвящена часть !Н. Ниже описан один из наиболее важных классов — вехдпя. Этот класс определяет тип данных, позволяющий работать с символьными строками как обычно — с полгоцгью операторов, а не функций. Класс вхвззля является необъемлемой частью библиотеки БТ1 .
1 Обзор библиотеки 8Т~ Несмотря на то что стандартная библиотека шаблонов велика, а ее синтаксис выглядит устрашающе, с ней довольно легко работать, если правильно понимать, из чего она состоит и как устроена. Следовательно, прежде чем углубиться в примеры, необходимо сделать беглый обзор всей библиотеки. Библиотека БТ1. покоится на трех китах: контейнерах, алгоритмах и итератарах.
Взаимодействие этих элементов обеспечивает стандартные решения очень широкого круга задач программирования. Контейнеры Контейнеры — это объекты, хранящие внутри себя другие объекты. Существует несколько видов контейнеров. Например, класс чесеох определяет динамический массив, класс аеоцв создает двустороннюю очередь, а класс злее позволяет работать с линейным списком. Эти контейнеры называются ласледавательными (зеоцепсе сопла(пег), поскольку по терминологии библиотеки БТЕ последовательность — это линейный список.
Кроме основных контейнеров в стандартной библиотеке шаблонов существуют ассоциативные контейнеры (аллое(абие сопла(пег), позволяющие эффективно извлекать значения по ключу. Например, класс вар обеспечивает доступ к значениям, имеющим уникальные ключи.
Таким образом, класс лавр хранит пары ключ-значение н позволяет извлекать значение по указанному ключу. Часть П. Язык С+т Каждый контейнерный класс определяет набор функций, которые люжно применять к контейнеру. Например, класс ххвс содержит функции для вставки, удаления и слияния элементов, а класс вовс)с предусматривает функции лля выталкивания и заталкивания элементов. Алгоритмы Итераторы Иклераглары — это объекты, напоминающие указатели.
Они позволяют перемешаться по содержимому контейнера так, как указатель перемещается по элементам массива. Сушествует пять видов итераторов. Итерзтор Итератор произвольного доступа Хранит н извлекает значения. Обеспечивает произвольный дос- туп к элементам. Хранит и извлекает значения. Перемещается вперед н назад, Хранит н извлекает значения. Перемещается только вперед. Извлекает, но не хранит элементы.
Перемещается только вперед. Хранит, но не извлекает значения. Перемещается только вперед. Двунаправленный нтератор Прямон нтератор Итератор ввода Итератор вывода Как правило, итераторы, обладаюшие более широкими возлюжностями, можно использовать вместо более слабых итераторов. Наприлгер, вместо итератора ввода можно применять прямой итератор. Итераторы действуют как указатели. Их можно увеличивать, уменьшать и разыменовыватгч применяя оператор "*". Итераторы, т.е. объекты, имеюшие тип зсегасог, объявляютсл в различных контейнерах. В библиотеке ЬТ существуют также обратные итератары (гечегзе йегагог). Они могут быть либо двунаправленными, либо итераторами произвольного доступа. В обоих случаях они должны иметь возможность перемешаться по контейнеру в обратном направлении.
Таким образом, если обратный итератор ссьшается на конец последовательности, его увеличение привелет к перемешению на предыдуший элемент. Упоминая типы итераторов, использованные в описаниях шаблонов, мы будем придерживаться следуюшей терминологии. Тернии Смысл вгхеег гогхсег Двунаправленный нтератор Прямой нтератор Итератор ввода Итератор вывода Итератор произвольного доступа хлхсег очсхсег аэовхсег Другие элементы библиотеки ЗТ~ Кроме контейнеров, алгоритмов и итераторов в библиотеке БТ). предусмотрены другие стандартные компоненты.
Наиболее важными среди них являются рас- Глава 24. Введение в стандартную библиотеку шаблонов Алгоритмы применяются к контейнерам. Они позволяют манипулировать содержимым контейнера: инициализировать, сортировать, искать и преобразовывать содержимое контейнера. Многие алгоритмы применяются к целому диапазону (галле) элементов, нахоляшихся в контейнере. (Диапазоном называется последовательность, допускающая произвольный доступ. — Прим.
ред.) пределители (айосагогз), предикаты (ргед(сагал), функции сравнения (соглрапзоп Рцпсйоп) и функторы ((цпсг1оп оЬ)есга). (Иногда функторы называют обьектамифункцилми. — Прим. ред.) Каждый итератор имеет раслределитель, подобранный именно для него. Распределители управляют выделением памяти для контейнера. Распределитель, предусмотренный по умолчанию, является объектом класса а11оеасок. При необходимости можно найти свой собственный распределитель, ориентированный на специфические приложения, но в большинстве случаев можно обойтись распределителем по умолчанию.
Некоторые алгоритмы и контейнеры используют специальный тип функции, называемый лредикатом. Существуют два вида предикатов: унарные и бинарные. Укорный лредикот имеет один аргумент, а бинарный — два. Эти функции возвращают логические значения скпв или Ва1ве. Однако условия, от которых зависят 1 эти значения, программист может формулировать самостоятельно. В дальнейшем унарные предикаты мы будем относить к типу ппвсед, а бинарные — к типу вхпвкед. Аргументы бинарных предикатов всегда перечисляются по порядку: 1ияг, зесолд. Аргументами как унарных, так и бинарных предикатов являются объекты, хранящиеся в контейнере.
Некоторые алгоритмы и классы используют специальную разновидность бинарных предикатов, предназначенных для сравнения двух элементов, — функции сравнения. Они возвращают значение скпв, если первый аргумент меньше второго. Функции сравнения имеют тип Совр. Кроме заголовков, характерных для разных шаблонных классов библиотеки ВТЕ„ в ней используются заголовки <пс111су> и <Дппссдопа1>. Например, шаблонный класс раде, хранящий пары значений, определен в заюловке <пс11хсу>.
Шаблоны, определенные в заголовке <дппесхопа1>, позволяют создавать объекты, в которых определена операторная функция орекасохО. Такие объекты называются функторами (бзпсйоп оЬ)есгв). Их часто применяют вместо указателей на функции. В заголовке <еппсс1<ага1> определено несколько встроенных функторов. вм1сдр11ев пое едпа1 со 1оддоа1 апд впппв дь Ыев р1пв педасе 1евв вхндп1па едпа1 ео 1евв едпа1 дкеаеек едпа1 1оддеа1 пос дкеасек 1одьеа1 ок Контейнерные классы Как мы уже говорили, контейнеры представляют собой объекты, в которых хранятся данные. Контейнеры, определенные в стандартной библиотеке шаблонов, перечислены в табл.
24.(. Часть й. Язык С++ Наиболее широко используется функтор 1евв, определяющий отношение между объектами. Функторы можно применять вместо указателей на функции в шаблонных алгоритлгах. Использование функторов вместо указателей на функции повышает эффективность кола. В стандартной библиотеке гцаблонов широко применяются еще две разновидности функторов: редакторы снлзеи (Ь(пдегз) и инвероюры (педагога).
Редакторы связей связывают аргумент с функтором. Инвертор возвращает отрицание предиката. Осталось дать определение адолтера. Проще говоря, адаптер превращает одну сущность в лругую. Например, контейнер дпепе, создающий стандартную очередь, является адаптером по отношению к контейнеру аедпе. Таблица 24.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
