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C++系列笔记（十）

C++笔记 系列
2023-06-13 09:11:25 时间

【导读】《21天学通C++》这本书通过大量精小短悍的程序详细而全面的阐述了C++的基本概念和技术，包括管理输入/输出、循环和数组、面向对象编程、模板、使用标准模板库以及创建C++应用程序等。这些内容被组织成结构合理、联系紧密的章节，每章都可在1小时内阅读完毕，都提供了示例程序清单，并辅以示例输出和代码分析，以阐述该章介绍的主题。本文是系列笔记的第十篇，欢迎各位阅读指正！

对包含对象的list进行排序以及删除其中的元素

  如果list的元素类型为类，而不是int等简单内置类型，如何对其进行排序呢？假设有一个包含地址簿条目的list，其中每个元素都是一个对象，包含姓名、地址等内容，如何确保按姓名对其进行排序呢？答案是采取下面两种方式之一：

  • 在list包含的对象所属的类中，实现运算符<。
  • 提供一个排序二元谓词——一个这样的函数，即接受两个输入值，并返回一个布尔值，指出第一个值是否比第二个值小。典型代码：
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<vector>
#include<list>
using namespace std;
template <typename T>
void DisplayContents(const T& Inputs)
{
        for (auto iElements = Inputs.cbegin(); iElements != Inputs.cend(); ++iElements)
               cout << *iElements << endl;;
        cout << endl;
}struct ContactItem
{
        string strname;
        string strphone;
        string strdisplayrep;
        ContactItem(const string& strName, const string& strPhone)
        {
               strname = strName;
               strphone = strPhone;
               strdisplayrep = (strName + ": "+strPhone);
        }
        bool operator == (const ContactItem& itemToCompare) const
        {
               return (itemToCompare.strname == this->strname);
        }
        bool operator < (const ContactItem& itemToCompare) const
        {
               return (this->strname < itemToCompare.strname);
        }
        operator const char*() const
        {
               return strdisplayrep.c_str();
        }
};
bool SortOnPhoneNumber(const ContactItem& item1, const ContactItem& item2)
{
        return (item1.strphone < item2.strphone);
}
int main()
{
        list<ContactItem> Contacts;
        Contacts.push_back(ContactItem("xiewenrui,", "+15797639728"));
        Contacts.push_back(ContactItem("chenchuanxi", "+1234567"));
        Contacts.push_back(ContactItem("hezhiqiang", "+1345678"));
        cout << "list in initial idea: " << endl;
        DisplayContents(Contacts);
        Contacts.sort();
        cout << "order: " <<endl;
        DisplayContents(Contacts);
        Contacts.sort(SortOnPhoneNumber);
        cout << "after sort in phone number: " <<endl;
        DisplayContents(Contacts);
}

输出为：

list in initial idea:
xiewenrui,: +15797639728
chenchuanxi: +1234567
hezhiqiang: +1345678

order:
chenchuanxi: +1234567
hezhiqiang: +1345678
xiewenrui,: +15797639728

after sort in phone number:
chenchuanxi: +1234567
hezhiqiang: +1345678
xiewenrui,: +15797639728

C++11

  从C++11起，您可以使用forward_list，而不是双向链表std::list。std::forward_list是一种单向链表，即只允许沿一个方向遍历。要使用std::forward_list，需要包含头文件#include<forward_list> forward_list 的用法与 list 很像，但只能沿一个方向移动迭代器，且插入元素时只能使用函数push_front()，而不能使用push_back()。当然，总是可以使用insert()及其重载版本在指定位置插入元素。 forward_list的优点在于，它是一种单向链表，占用的内存比list稍少，因为只需指向下一个元素，而无需指向前一个元素。

STL集合类

  容器 set和 multiset让程序员能够在容器中快速查找键，键是存储在一维容器中的值。set和multiset之间的区别在于，后者可存储重复的值，而前者只能存储唯一的值。 要使用std::set或set::multiset类，需要包含头文件：位于set中特定位置的元素不能替换为值不同的新元素，这是因为set将把新元素同二叉树中的其他元素进行比较，进而将其放在其他位置。

STL set和multiset的基本操作

//实例化
std::set<int> setIntegers;
std::multiset<int>  msetIntegers;

要声明一个指向set或multiset的迭代器

std::set<int>::const_iterator iElementInSet;
std::multiset<int>::const_iterator iElementInMultiset;

如果需要一个可用于修改值或调用非const函数的迭代器，应将const_iterator替换为iterator。 鉴于set和multiset都是在插入时对元素进行排序的容器，如果您没有指定排序标准，它们将使用默认谓词std::less，确保包含的元素按升序排列。要创建二元排序谓词，可在类中定义一个operator()，让它接受两个参数（其类型与集合存储的数据类型相同），并根据排序标准返回true。下面是一个二元谓词，他按降序排序：

template <typename T>
struct SortDescending
{
    bool operator() (const T& lhs,const T& rhs) const
    {
        return (lhs > rhs);
    }
};

然后实例化set或multiset时指定该谓词：

set<int, ortDescending<int>> setIntegers;
multiset<int,ortDescending<int>> msetIntegers;

在set和multiset插入元素

setIntegers.insert(); msetIntegers.insert() multiset::count(value)它返回multiset中有多少个元素存储了指定的值。

在set和multiset中查找元素

诸如set、multiset、map和multimap等关联容器都提供了成员函数find()，它让您能够根据给定的键来查找值：

auto iElementsFound = setIntegers.find(-1);
if (iElementsFound !=setIntegers.end())
    cout<<"Element"<<*iElementsFound <<""found"<<endl;
else
    cout<<"Elemenr not found in set!"<<endl;

删除set和multiset中的元素

诸如set、multiset、map和multimap等关联容器都提供了成员函数erase()，它让您能够根据键删除值：setObeject.erase(key); erase函数的另一个版本接受一个迭代器作为参数，并删除该迭代器指向的元素：setObeject.erase(iElement); 通过使用迭代器指定的边界，可将指定范围内的所有元素都从set或multiset中删除：setObeject.erase(iLowerBound,iUpperBound);

C++11

STL散列集合实现std::unordered_set和std::unordered_multiset。STL提供的容器类std::unordered_set就是基于散列的set。要使用STL容器std::unordered_set或std::unordered_multiset，需要包含头文件<unordered_set>：#include<unordered_set>相比于std::set，这个类的用法差别不大。然而，unordered_set的一个重要特征是，有一个负责确定排列顺序的散列函数：

unordered_set<int>::hasher HFn = usetInt.hash_function();

典型代码如下：

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<vector>
#include<unordered_set>
using namespace std;
template <typename T>
void DisplayContents(const T& Inputs)
{
        cout << "number of elements,size()=" << Inputs.size()<<endl;
        //最大桶数
        cout << "Max bucket count=" << Inputs.max_bucket_count() << endl;
        //负载系数
        cout << "Load factor= " << Inputs.load_factor() << endl;
        //最大负载系数
        cout << "mx_load_factor= " << Inputs.max_load_factor() << endl;
        cout << "unordered set contains:" << endl;
        for (auto iElements = Inputs.cbegin(); iElements != Inputs.cend(); ++iElements)
               cout << *iElements << endl;;
        cout << endl;
}
int main()
{
        unordered_set<int> usetInt;
        usetInt.insert(1000);
        usetInt.insert(-3);
        usetInt.insert(2011);
        usetInt.insert(100);
        DisplayContents(usetInt);
        usetInt.insert(999);
        DisplayContents(usetInt);
        return 0;
}

输出为：

number of elements,size()=4
Max bucket count=536870911
Load factor= 0.5
mx_load_factor= 1
unordered set contains:
1000
-3
2011
100

number of elements,size()=5
Max bucket count=536870911
Load factor= 0.625
mx_load_factor= 1
unordered set contains:
1000
-3
999
2011
100

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