C++ STL原來可以這麼強大

        今天在做C++ Primer第14章習題14.37的時候用到了一些STL的函數，徹底顛覆了我對C++的看法。以前總覺得C++很麻煩，實現一個功能總要寫一堆的代碼，很繁瑣，那是菜鳥時候的想法。雖然現在也還是菜鳥，但級別比原來提高了一點，今天使用了STL的算法之後才知道，原來C++也可以這麼簡潔。

        從習題一步步擴展開來講吧，習題如下：

習題14.37    使用標準庫函數對象和函數適配器，定義一個對象用於：

        （a）查找大於1024的所有值

        （b）查找不大於pooth的所有字符串

        （c）將所有值乘以2

        做這題之前先簡單介紹一下C++的函數對象和標準庫提供的函數適配器。

        C++中函數對象是爲實現某種操作而重載調用操作符的類，即重載其operator()操作符函數，必須聲明爲成員函數。函數對象經常用作通用算法的實參。標準庫定義了很多函數對象供程序員使用，在functional頭文件裏面定義，包含算數函數對象類型、關係函數對象類型和邏輯函數對象類型，這些函數對象有的是一元函數對象，有的是二元函數對象，一元函數對象接受一個實參，二元函數對象接受兩個實參。

        STL中提供了很多標準庫算法，一般的標準庫算法都使用內置的操作，比如<、==等，如果要使用自定義的操作，可以傳函數指針，但對函數指針的形參個數有限制，用起來不是很方便。這時候函數對象就可以發揮作用了，可以把多餘的參數作爲函數對象的內部成員，通過初始化的時候把值傳遞給函數對象，通過調用函數對象的調用操作符實現比較的目的。

        C++提供了函數適配器來擴展函數對象的使用。因爲二元函數對象要傳遞兩個值，如果其中有一個值是已知或者默認的，這時候可以把他初始化，這個功能由綁定器來提供，bind1st用來綁定二元函數對象的第一個實參，bind2nd用於綁定二元函數對象的第二個實參。另外一個適配器是求反器，用於對謂詞函數對象的真值求反，not1對一元函數對象求反，not2對二元函數求反。

        簡單介紹完基礎之後再回來解這習題，來看看STL是怎麼讓程序變得簡潔的。

        對於（a）可以用bind2nd函數適配器和greater<int>函數對象來實現，如下所示：

	// 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<int>(), toCompare))) != nVal + size)
	{
		cout << *nFind << " ";
		++nFind;
	}
	cout << endl << endl;

        對於（b）可以用bind2nd函數適配器和not_equal_to<string>函數對象來實現，如下所示：

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

	vector<string>::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<string>(), sToCompare))) != sVec.end())
	{
		cout << *sIter << " ";
		++sIter;
	}
	cout << endl << endl;

        對於（c）可以用bind2nd函數適配器、transform和multiplies<int>來實現，如下所示：

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

// Multiply all the value by 2
vector<int> 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<int>(), 2));
cout << "After multiply by 2: " << endl;
for_each(nVec.begin(), nVec.end(), PrintVal());
cout << endl;

        從上面是不是可以看到，從（a）（b）到（c）是不是代碼簡潔了很多，通過引入PrintVal函數對象和for_each的使用，大大減少了代碼量，使程序看起來簡潔易懂。

         整個習題的代碼如下所示：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
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<int>(), 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<string> sVec(sAry, sAry + ARYSIZE);

	vector<string>::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<string>(), sToCompare))) != sVec.end())
	{
		cout << *sIter << " ";
		++sIter;
	}
	cout << endl << endl;


	// Multiply all the value by 2
	vector<int> 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<int>(), 2));
	cout << "After multiply by 2: " << endl;
	for_each(nVec.begin(), nVec.end(), PrintVal());
	cout << endl;
	return 0;
}