【侯捷】C++ 标准库STL

布满荆棘的人生 2022-09-03 05:09 333阅读 0赞

[PPT&Code][PPT_Code]

以下 是侯捷c++高级编程课程笔记

[视频链接][Link 1]

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gnuc++ 2.9版本

### 目录 ###

*  STL的六大部件
 *  unordered\_map按照桶遍历元素
 *   *  根据下标返回某一桶中的元素个数
     *  一共有几个桶
     *  每一个桶的迭代器获取
 *  运算符重载
 *  类模板
 *   *  在使用该类的时候进行模板类型的指定
     *  函数模板
     *  成员模板
     *  模板参数可变化（数量+类型）
     *  可以使用 constexpr写成一个函数
     *   *  不使用模板仅可以做到参数的数量可变化（va\_list ）
     *  模板特化
     *  模板偏特化
     *   *  模板参数个数的偏特化
         *  模板范围的偏特化
 *  内存管理

# STL的六大部件 #

> 容器  
> 分配器  
> 算法  
> 迭代器  
> 适配器  
> 仿函数

--------------------

**list**  
list 双向链表  
大小4个字节（ gnu2.9）8个字节（ gnu4.9）

--------------------

# unordered\_map按照桶遍历元素 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 根据下标返回某一桶中的元素个数 ##

![返回某一桶中的元素个数][f15286eb61554ea2986c9a23c72b7ac2.png]

## 一共有几个桶 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

## 每一个桶的迭代器获取 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

#include<iostream>
    #include<vector>
    #include<unordered_map>
    
    using namespace std;
    
    #define debug(x) cout<<#x<<": "<<(x)<<endl;
    
    
    int main() { 
    
    	vector<int> a(2);
    	unordered_map<int, int>m;
    
    	debug(m.bucket_count())
    
    	for (int i = 0; i < 1000000; ++i) { 
    		m[i] = 1;
    	}
    
    	debug(m.bucket_count())
    	for (int i = 0; i < 10; ++i) { 
    		debug(m.bucket_size(i))
    		for (auto it = m.begin(i);it!=m.end(i);++it) { 
    			debug( (*it).first )
    		}
    	}
    
    	auto hash = m.hash_function();
    	debug(hash(50))
    	debug(m.bucket(50))
    	debug(m.bucket_size(50))
    	debug(m.bucket_size(7))
    	
    	return 0;
    }

--------------------

# 运算符重载 #

[https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operators][https_en.cppreference.com_w_cpp_language_operators]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

--------------------

# 类模板 #

## 在使用该类的时候进行模板类型的指定 ##

template<typename T>
    class complex
    { 
    public:
    		complex(T r = 0，T i = 0)
    		: re (r), im (i){  }
    		complex& operator +=(const complex&);
    		T real oconst {  return re; }
    		T imag (oconst {  return im; }
    private :
    		T re,im;
    friend complex&__doapl (complex*,const complex&) ;
    };

## 函数模板 ##

> 使用时候不必指定类型  
> 编译器可以根据调用传入参数类型自行推导

template <class T>
    inline
    const T& min (const T&a,const T&b){ 
    return b < a ? b : a;
    }

## 成员模板 ##

> 类的模板与构造函数模板的 typename可以不同，  
> 但是是继承关系 例如 可以用 Derived2 初始化 Base2

namespace jj01
    { 
    class Base1 {   };
    class Derived1: public Base1 {   };	
    class Base2 {   };
    class Derived2: public Base2 {   };
    
    	
    template <class T1, class T2>
    struct pair { 
      typedef T1 first_type;
      typedef T2 second_type;
    
      T1 first;
      T2 second;
      pair() : first(T1()), second(T2()) { }
      pair(const T1& a, const T2& b) : first(a), second(b) { }
    
      template <class U1, class U2>
      pair(const pair<U1, U2>& p) : first(p.first), second(p.second) { }
    };
    
    void test_member_template()
    { 
    	cout << "test_member_template()" << endl;
        pair<Derived1, Derived2> p; 
        pair<Base1, Base2> p2(pair<Derived1, Derived2>());     
        pair<Base1, Base2> p3(p);   
    		//Derived1 will be assigned to Base1; Derived2 will be assigned to Base2.
    		//OO allow such assignments since of "is-a" relationship between them. 
    		
    //! pair<Derived1, Derived2> p4(p3);
    		//error messages as below appear at the ctor statements of pair member template
    		// [Error] no matching function for call to 'Derived1::Derived1(const Base1&)'
    		// [Error] no matching function for call to 'Derived2::Derived2(const Base2&)' 
    		
        Base1* ptr = new Derived1; 	//up-cast 
    	shared_ptr<Base1> sptr(new Derived1); 	//simulate up-cast
            //Note: make sure your environment support C++2.0 at first.
    }
    } //namespace

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## 模板参数可变化（数量+类型） ##

#include <iostream>
    #include <future>
    #include <chrono>
    #include<atomic>
    #include<bitset>
    
    using namespace std;
    
    void print() { }
    template<typename T, typename ... Types>
    void print(const T& firstArg, const Types&... args){ 
        
        cout << "size of args: " << sizeof...(args) << endl;
        cout << firstArg << endl;
        print(args...);
    }
    
    int main(int argc, const char* argv[]) { 
    
        print(7, 8, "hello", bitset<16>(377), 42);
    
        return 0;
    }

![在这里插入图片描述][cc12e6153e724f09b50961c1c83effa8.png]

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## 可以使用 constexpr写成一个函数 ##

[地址链接][Link 2]

template<typename T, typename ...U>
    void println(T v, U ...u) { 
    	if constexpr (sizeof...(U) == 0) { 
    		std::cout << v << std::endl;
    	}
    	else { 
    		std::cout << v << ", ";
    		println(u...);
    	}
    }

### 不使用模板仅可以做到参数的数量可变化（va\_list ） ###

int print(int n, ...)
    { 
        int i, val;
        va_list vl;
        va_start(vl, n);
    
        for (i = 0; i < n; i++)
        { 
            val = va_arg(vl, int);
            cout << val << ", ";
        }
        cout << endl;
        va_end(vl);
        return 0;
    }

## 模板特化 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

## 模板偏特化 ##

### 模板参数个数的偏特化 ###

> 没有指定所有的模板参数  
> 例如 vector<bool,alloc>

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]

### 模板范围的偏特化 ###

> 指定一个范围，没有具体到某一个类型  
> 比如具体到指针，但是没有说是int\*  
> 但是又把范围缩小了  
> 这也是一类偏特化  
> 尖括号里面的不是空，与全特化有区别

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBARFVUX0xZSA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]

# 内存管理 #

> 包含在头文件 xmemory 中  
> allocate和 deallocate  
> 先调用了operator new和operator delete  
> 最终调用了 malloc和free

#include <xmemory>
    
    using namespace std;
    
    #define debug(x) cout<<#x<<": "<<(x)<<endl;
    
    
    int main() { 
    
    	int *p = allocator<int>().allocate(512, (int*)0);
    	allocator<int>().deallocate(p,512);
    
    	return 0;
    }

[PPT_Code]: https://github.com/19PDP/Bilibili-plus/
[Link 1]: https://www.bilibili.com/video/BV1G4411K7pV?p=7
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[https_en.cppreference.com_w_cpp_language_operators]: https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operators
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[Link 2]: https://www.bilibili.com/video/BV1cA411w7NQ?share_source=copy_web
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