C++ STL原来可以这么强大(一)

今天在做C++ Primer第14章习题14.37的时候用到了一些STL的函数，彻底颠覆了我对C++的看法。以前总觉得C++很麻烦，实现一个功能总要写一堆的代码，很繁琐，那是菜鸟时候的想法。虽然现在也还是菜鸟，但级别比原来提高了一点，从今天使用了STL的算法之后才知道，原来C++也可以这么简洁。

从习题一步步扩展开来讲吧，习题如下：

习题14.37 使用标准库函数对象和函数适配器，定义一个对象用于：

（a）查找大于1024的所有值

（b）查找不大于pooth的所有字符串

（c）将所有值乘以2

做这题之前先简单介绍一下C++的函数对象和标准库提供的函数适配器。

C++中函数对象是为实现某种操作而重载调用操作符的类，即重载其operator()操作符函数，必须声明为成员函数。函数对象经常用作通用算法的实参。标准库定义了很多函数对象供程序员使用，在functional头文件里面定义，包含算数函数对象类型、关系函数对象类型和逻辑函数对象类型，这些函数对象有的是一元函数对象，有的是二元函数对象，一元函数对象接受一个实参，二元函数对象接受两个实参。

STL中提供了很多标准库算法，一般的标准库算法都使用内置的操作，比如<、==等，如果要使用自定义的操作，可以传函数指针，但对函数指针的形参个数有限制，用起来不是很方便。这时候函数对象就可以发挥作用了，可以把多余的参数作为函数对象的内部成员，通过初始化的时候把值传递给函数对象，通过调用函数对象的调用操作符实现比较的目的。

C++提供了函数适配器来扩展函数对象的使用。因为二元函数对象要传递两个值，如果其中有一个值是已知或者默认的，这时候可以把他初始化，这个功能由绑定器来提供，bind1st用来绑定二元函数对象的第一个实参，bind2nd用于绑定二元函数对象的第二个实参。另外一个适配器是求反器，用于对谓词函数对象的真值求反，not1对一元函数对象求反，not2对二元函数求反。

简单介绍完基础之后再回来解这习题，来看看STL是怎么让程序变得简洁的。

对于（a）可以用bind2nd函数适配器和greater函数对象来实现，如下所示：

[cpp]
// Find the value greater than 1024 with standard function objects and function adaptor
int nVal[] = {43, 53, 536, 4976, 5307, 32, 536, 957};
size_t size = sizeof(nVal) / sizeof(int);

cout << "The original value: " << endl;
for (size_t i = 0; i != size; ++i)
cout << nVal[i] << " ";
cout << endl;

int *nFind = nVal;
int toCompare = 1024;

cout << "The value that greater than " << toCompare << " : " << endl;
while ((nFind = find_if(nFind, nVal + size, bind2nd(greater(), toCompare))) != nVal + size)
{
cout << *nFind << " ";
++nFind;
}
cout << endl << endl;
对于（b）可以用bind2nd函数适配器和not_equal_to函数对象来实现，如下所示：

[cpp]
// Find string not equal with "pooth"
const int ARYSIZE = 5;
string sAry[ARYSIZE] = {"abc", "adu", "butterfly", "pooth", "nancy"};
vector sVec(sAry, sAry + ARYSIZE);

vector::iterator sIter = sVec.begin();
cout << "The original string: " << endl;
while (sIter != sVec.end())
{
cout << *sIter << " ";
++sIter;
}
cout << endl;

cout << "The string that not euqal with \"pooth\" : " << endl;
sIter = sVec.begin();
string sToCompare = "pooth";
while ((sIter = find_if(sIter, sVec.end(), bind2nd(not_equal_to(), sToCompare))) != sVec.end())
{
cout << *sIter << " ";
++sIter;
}
cout << endl << endl;
对于（c）可以用bind2nd函数适配器、transform和multiplies来实现，如下所示：

[cpp]
class PrintVal
{
public:
PrintVal() { }
void operator()(int &val) const { cout << val << " "; }
};

// Multiply all the value by 2
vector nVec(nVal, nVal + size);
cout << "The original val: " << endl;
for_each(nVec.begin(), nVec.end(), PrintVal());
cout << endl;
transform(nVec.begin(), nVec.end(), nVec.begin(), bind2nd(multiplies(), 2));
cout << "After multiply by 2: " << endl;
for_each(nVec.begin(), nVec.end(), PrintVal());
cout << endl;
从上面是不是可以看到，从（a）（b）到（c）是不是代码简洁了很多，通过引入PrintVal函数对象和for_each的使用，大大减少了代码量，使程序看起来简洁易懂。

整个习题的代码如下所示：

[cpp]
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;

class PrintVal
{
public:
PrintVal() { }
void operator()(int &val) const { cout << val << " "; }
};

int main()
{
// Find the value greater than 1024 with standard function objects and function adaptor
int nVal[] = {43, 53, 536, 4976, 5307, 32, 536, 957};
size_t size = sizeof(nVal) / sizeof(int);

cout << "The original value: " << endl;
for (size_t i = 0; i != size; ++i)
cout << nVal[i] << " ";
cout << endl;

int *nFind = nVal;
int toCompare = 1024;

cout << "The value that greater than " << toCompare << " : " << endl;
while ((nFind = find_if(nFind, nVal + size, bind2nd(greater(), toCompare))) != nVal + size)
{
cout << *nFind << " ";
++nFind;
}
cout << endl << endl;


// Find string not equal with "pooth"
const int ARYSIZE = 5;
string sAry[ARYSIZE] = {"abc", "adu", "butterfly", "pooth", "nancy"};
vector sVec(sAry, sAry + ARYSIZE);

vector::iterator sIter = sVec.begin();
cout << "The original string: " << endl;
while (sIter != sVec.end())
{
cout << *sIter << " ";
++sIter;
}