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C++学习:list容器详解(一)

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 list容器详解

      首先说说STL

 

      STL就是Standard Template Library,标准模板库。这可能是一个历史上最令人兴奋的工具的最无聊的术语。从根本上说,STL是一些“容器”的集合,这些“容器”有list,vector,set,map等,STL也是算法和其他一些组件的集合。这里的“容器”和算法的集合指的是世界上很多聪明人很多年的杰作。

       STL的目的是标准化组件,这样就不用重新开发,可以使用现成的组件。STL现在是C++的一部分,因此不用额外安装什么它被内建在你的编译器之内。因为STL的list是一个简单的容器,所以我打算从它开始介绍STL如何使用。如果你懂得了这个概念,其他的就都没有问题了。另外,list容器是相当简单的,我们会看到这一点。

       STL容器可以保存对象,内建对象和类对象。它们会安全的保存对象,并定义我们能够操作的这个对象的接口。放在蛋架上的鸡蛋不会滚到桌上。它们很安全。因此,在STL容器中的对象也很安全。

       STL算法是标准算法,我们可以把它们应用在那些容器中的对象上。这些算法都有很著名的执行特性。它们可以给对象排序,删除它们,给它们记数,比较,找出特殊的对象,把它们合并到另一个容器中,以及执行其他有用的操作。 
      STL iterator就象是容器中指向对象的指针STL的算法使用iterator在容器上进行操作。Iterator设置算法的边界 ,容器的长度,和其他一些事情。举个例子,有些iterator仅让算法读元素,有一些让算法写元素,有一些则两者都行。 Iterator也决定在容器中处理的方向。
       你可以通过调用容器的成员函数begin()来得到一个指向一个容器起始位置的iterator。你可以调用一个容器的 end() 函数来得到过去的最后一个值(就是处理停在那的那个值)。

       这就是STL所有的东西,容器、算法、和允许算法工作在容器中的元素上的iterator。 算法以合适、标准的方法操作对象,并可通过iterator得到容器精确的长度。一旦做了这些,它们就在也不会“跑出边界”。 还有一些其他的对这些核心组件类型有功能性增强的组件,例如函数对象。我们将会看到有关这些的例子,现在 ,我们先来看一看STL的list。

       1. 定义一个list
#include <string>
#include <list>
int main (void)
{
 list<string> Milkshakes;
 return 0;
}

      这就行了,你已经定义了一个list。简单吗?list<string> Milkshakes这句是你声明了list<string>模板类的一个实例然后就是实例化该类的一个对象。但是我们别急着做这个。在这一步其实你只需要知道你定义了一个字符串类型的list。你需要包含提供STL list类的头文件#include <list>,注意iostream.h这个头文件已经被STL的头文件放弃了,所以可以不用这个头文件。

      注:在LINUX中可以用 g++ test1.cpp -o test1 来编译这个测试程序。

      2. 使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中:

      现在我们有了一个list容器,我们可以使用它来装东西了。我们将把一个字符串加到这个list里。有一个非常重要的东西叫做list的值类型。值类型就是list中的对象的类型。在这个例子中,这个list的值类型就是字符串,string ,这是因为这个list用来放字符串。
#include <string>
#include <list>

int main (void)
{
 list<string> Milkshakes; //声明了list<string>模板类的一个实例
 Milkshakes.push_back("Chocolate"); //实例化
 Milkshakes.push_back("Strawberry");
 Milkshakes.push_front("Lime");
 Milkshakes.push_front("Vanilla");
 return 0;
}

        我们现在有个4个字符串在list中。list的成员函数push_back()把一个对象放到一个list的后面,而 push_front()把对象放到前面。我通常把一些错误信息push_back()到一个list中去,然后push_front()一个标题到list中, 这样它就会在这个错误消息以前打印它了。

 

      3. list的成员函数empty()

       知道一个list是否为空很重要如果list为空,empty()这个成员函数返回真。 我通常会这样使用它。通篇程序我都用push_back()来把错误消息放到list中去。然后,通过调用empty() 我就可以说出这个程序是否报告了错误。如果我定义了一个list来放信息,一个放警告,一个放严重错误, 我就可以通过使用empty()轻易的说出到底有那种类型的错误发生了。 
      我可以整理这些list,然后在打印它们之前,用标题来整理它们,或者把它们排序成类。

     /**************************************************************
      //    Using a list to track and report program messages and status

#include <iostream.h>
#include <string>
#include <list>
int main (void)
{
 #define OK 0
 #define INFO 1
 #define WARNING 2
 int return_code;
 list<string> InfoMessages;
 list<string> WarningMessages;

 // during a program these messages are loaded at various points
 InfoMessages.push_back("Info: Program started");
 // do work...
 WarningMessages.push_back("Warning: No Customer records have been found");
 // do work...

 return_code = OK;

 if (!InfoMessages.empty()) {
  // there were info messages
  InfoMessages.push_front("Informational Messages:");
  // ... print the info messages list, we'll see how later
  return_code = INFO;
 }

 if (!WarningMessages.empty()) {
  // there were warning messages
  WarningMessages.push_front("Warning Messages:");
  // ... print the warning messages list, we'll see how later
  return_code = WARNING;
 }

 // If there were no messages say so.
 if (InfoMessages.empty() && WarningMessages.empty()) {
  cout << "There were no messages " << endl;
 }

 return return_code;
}

******************************************************************/

     4.用for循环来处理list中的元素

     我们想要遍历一个list,比如打印一个list中的所有对象来看看list上不同操作的结果。要一个元素一个元素的遍历一个list, 我们可以这样做:

       

 

      这个程序定义了一个iterator(类似指针),MilkshakeIterator。我们把它指向了这个list的第一个元素。 这可以调用Milkshakes.begin()来做到它会返回一个指向list开头的iterator。然后我们把它和Milkshakes.end()的 返回值来做比较,当我们到了那儿的时候就停下来。
  容器的end()函数会返回一个指向容器的最后一个位置的iterator当我们到了那里,就停止操作。 我们不能不理容器的end()函数的返回值。我们仅知道它意味着已经处理到了这个容器的末尾,应该停止处理了。 所有的STL容器都要这样做。
  在上面的例子中,每一次执行for循环,我们就重复引用iterator来得到我们打印的字符串。

 

         在STL编程中,我们在每个算法中都使用一个或多个iterator。我们使用它们来存取容器中的对象要存取一个给定的对象,我们把一个iterator指向它,然后间接引用这个iterator。
  这个list容器,就象你所想的,它不支持在iterator加一个数来指向隔一个的对象。 就是说,我们不能用Milkshakes.begin()+2来指向list中的第三个对象,因为STL的list是以双链的list来实现的, 它不支持随机存取。vector和deque(向量和双端队列)和一些其他的STL的容器可以支持随机存取。

  上面的程序打印出了list中的内容。任何人读了它都能马上明白它是怎麽工作的。它使用标准的iterator和标准 的list容器。没有多少程序员依赖它里面装的东西, 仅仅是标准的C++。这是一个向前的重要步骤。这个例子使用STL使我们的软件更加标准。

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/*
|| How to print the contents of a simple STL list. Whew!
*/
#include <iostream.h>
#include <string>
#include <list>

int main (void)
{
 list<string> Milkshakes;
 list<string>::iterator MilkshakeIterator;//为Milkshakes实例容器定义一个iterator指针:MilkshakeIterator

 Milkshakes.push_back("Chocolate");
 Milkshakes.push_back("Strawberry");
 Milkshakes.push_front("Lime");
 Milkshakes.push_front("Vanilla");

 // print the milkshakes打印
 Milkshakes.push_front("The Milkshake Menu");
 Milkshakes.push_back("*** Thats the end ***");
 for (MilkshakeIterator=Milkshakes.begin(); MilkshakeIterator!=Milkshakes.end(); ++MilkshakeIterator)
 {
  // dereference the iterator to get the element
  cout << *MilkshakeIterator << endl; //输出
 }
}

 

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