7.10. Написание собственного алгоритма

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

7.10. Написание собственного алгоритма

Проблема

Для диапазона требуется выполнить алгоритм, и ни один из стандартных алгоритмов не удовлетворяет требованиям.

Решение

Напишите алгоритм в виде шаблона функции и с помощью имен параметров шаблона укажите свои требования к итератору. В примере 7.10 показан измененный стандартный алгоритм сору.

Пример 7.10. Написание собственного алгоритма

#include <iostream>

#include <istream>

#include <iterator>

#include <string>

#include <functional>

#include <vector>

#include <list>

#include "utils.h" // Для printContainer(): см. 7.10

using namespace std;

template<typename In, typename Out, typename UnPred>

Out copyIf(In first, In last, Out result, UnPred pred) {

 for ( ; first != last; ++first)

  if (pred(*first)) *results = *first;

 return(result);

}

int main() {

 cout << "Введите несколько строк: ";

 istream_iterator<string> start(cin);

 istream_iterator<string> end; // Здесь создается "маркер"

 vector<string> v(start, end);

 list<string> lst;

 copyIf(v.begin(), v.end(), back_inserter<list<string> >(lst),

  bind2nd(less<string>(), "cookie"));

 printContainer(lst);

}

Запуск примера 7.10 будет выглядеть примерно так.

Введите несколько строк: apple banana danish eclaire

^Z

-----

apple banana

Вы видите, что он копирует в результирующий диапазон только те значения, которые меньше, чем «cookie».

Обсуждение

Стандартная библиотека содержит шаблон функции сору, который копирует элементы из одного диапазона в другой, но нет стандартной версии, которая принимает предикат и выполняет условное копирование элементов (т.е. алгоритм copy_if), так что пример 7.10 делает именно это. Его поведение довольно просто: при наличии диапазона-источника и начала диапазона-приемника производится копирование в целевой диапазон элементов, для которых унарный функтор-предикат возвращает true.

Этот алгоритм прост, но в его реализации есть еще кое-что, что привлекает внимание. Посмотрев на объявление, вы увидите, что в нем присутствует три параметра шаблона.

template<typename In, typename Out, typename UnPred>

Out copyIf(In first, In last, Out result UnPred pred) {

Первый параметр шаблона In — это тип входного итератора. Так как это входной диапазон, все, что должен иметь возможность сделать с ним copyIf, — это извлечь разыменованное значение этого итератора и перевести итератор на следующий элемент. Это дает описание категории итератора ввода (категории итераторов описаны в рецепте 7.1), так что с помощью указания имени параметра шаблона In мы объявляем именно этот тип итератора. Стандартного соглашения здесь нет (In и Out — это мои соглашения, которые я описал в первом рецепте этой главы), но вы легко можете придумать свои собственные соглашения об именах: InIter, Input_T или даже InputIterator. Второй параметр шаблона Out — это тип итератора, который указывает на диапазон, в который будут копироваться элементы, copyIf должен иметь возможность записать разыменованное значение в выходной итератор и увеличить его значение, что дает нам описание оператора вывода. Объявив требования к итераторам с помощью имен параметров шаблона, вы делаете соглашения о вызовах алгоритма понятными без документации. Но зачем использовать две разные категории итераторов?

Имеется, по крайней мере, две причины использования в copyIf двух различных категорий итераторов. Во-первых, операции с каждым диапазоном несколько отличаются друг от друга, и так как мне никогда не потребуется возвращаться назад по входному диапазону или присваивать ему значения, все, что мне требуется, — это итератор ввода. Аналогично мне никогда не потребуется читать из выходного диапазона, так что все, что здесь требуется, — это итератор вывода. Имеются требования к каждому из итераторов, которые не применимы к другому итератору, так что нет никакого смысла использовать для обоих диапазонов, например, два двунаправленных итератора. Во-вторых, использование различных типов итераторов позволяет вызывающему коду читать из одного типа диапазона и записывать в другой. В примере 7.10 я читаю из vector и записываю в list.

vector<string> v(start, end);

list<string> lst;

copyIf(v.begin(), v.end(), back_inserter<list<string> >(lst),

 bind2nd(less<string>(), "cookie"));

Если попробовать сделать то же самое, использовав в алгоритме один и тот же тип итераторов, то он просто не скомпилируется.

В примере 7.10 я в качестве начала выходного диапазона передаю back_inserter, а не, скажем, итератор, возвращаемый lst.begin. Это делается потому, что lst не содержит элементов, и в этом алгоритме (как и в стандартном алгоритме копирования) целевой диапазон должен быть достаточно большим, чтобы вместить все элементы, которые будут в него скопированы. В противном случае увеличение итератора вывода в copyIf приведет к неопределенному поведению. back_inserter возвращает итератор вывода, который при его увеличении вызывает для контейнера метод push_back. В результате этого при каждом увеличении выходного итератора размер lst увеличивается на один. Более подробно шаблон класса back_inserter я описываю в рецепте 7.5.

При написании собственного алгоритма для работы с диапазонами (т.е. со стандартными контейнерами) вы должны работать с аргументами-итераторами, а не с аргументами-контейнерами. У вас может возникнуть желание объявить copyIf так, чтобы он принимал два контейнера, а не итератор исходного и результирующего диапазонов, но это менее обобщенное решение, чем диапазоны. Во-первых, если передавать аргументы-контейнеры, то станет невозможно работать с подмножеством элементов контейнера. Далее, в теле copyIf появится зависимость от методов контейнеров begin и end, которые дадут требуемый диапазон, и возвращаемый тип будет зависеть от типа контейнера, используемого в качестве выходного. Это означает, что использование в copyIf нестандартных диапазонов, таких как встроенные массивы или собственные контейнеры, работать не будет. Именно по этим и некоторым другим причинам все стандартные алгоритмы оперируют с диапазонами.

Наконец, если вы пишете свой алгоритм, дважды убедитесь, что стандартные алгоритмы вас не устраивают. На первый взгляд они могут казаться очень простыми алгоритмами, но их кажущаяся простота проистекает из их обобщенности, и в девяти случаях из десяти их можно расширить так, что они подойдут для новых задач. Иногда следует стремиться к повторному использованию стандартных алгоритмов, так как это дает гарантию переносимости и эффективности.

Смотри также

Рецепт 7.5.