STL_4

 2.2.2 第二版:工業時代--組件化大生產

 

  我們應該慶幸自己所生活的年代。工業時代,

科技的發展所帶來的巨大便利已經影響到了我們生活中的每個細節。如果你還在以原始人類的方式生活着,那我真該懷疑你是否屬於某個生活在非洲或者南美叢林裏的原始部落中的一員了,難道是瑪雅文明又重現了?

  STL便是這個時代的產物,正如其他科技成果一樣,C++程序員也應該努力使自己適應並充分利用這個"高科技成果"。讓我們重新審視第一版的那個破爛不堪的程序。試着使用一下STL,看看效果如何。

 

// name:example2_2.cpp
// alias:The first STL program

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void main(void)
{
	vector<int> num;		// STL中的vector容器
	int element;

	// 從標準輸入設備讀入整數, 
	// 直到輸入的是非整型數據爲止
	while (cin >> element)
		num.push_back(element);

	// STL中的排序算法
	sort(num.begin(), num.end());

	// 將排序結果輸出到標準輸出設備
	for (int i = 0; i < num.size(); i ++)
		cout << num[i] << "/n";
}
    

 

  這個程序的主要部分改用了STL的部件,看起來要比第一個程序簡潔一點,你已經找不到那個討厭的compare函數了。它真的能很好的運行嗎?你可以試試,因爲程序的運行結果和前面的大致差不多,所以在此略去。我可以向你保證,這個程序是足夠健壯的。不過,可能你還沒有完全看明白程序的代碼,所以我需要爲你解釋一下。畢竟,這個戲法變得太快了,較之第一個程序,一眨眼的功夫,那些老的C++程序員所熟悉的代碼都不見了,取而代之的是一些新鮮玩意兒。

  程序的前三行是包含的頭文件,它們提供了程序所要用到的所有C++特性(包括輸入輸出處理,STL中的容器和算法)。不必在意那個.h,並不是我的疏忽,程序保證可以編譯通過,只要你的C++編譯器支持標準C++規範的相關部分。你只需要把它們看作是一些普通的C++頭文件就可以了。事實上,也正是如此,如果你對這個變化細節感興趣的化,可以留意一下你身旁的佐餐。

  同樣可以忽略第四行的存在。加入那個聲明只是爲了表明程序引用到了std這個標準名字空間(namespace),因爲STL中的那些玩意兒全都包含在那裏面。只有通過這行聲明,編譯器才能允許你使用那些有趣的特性。

  程序中用到了vector,它是STL中的一個標準容器,可以用來存放一些元素。你可以把vector理解爲int [?],一個整型的數組。之所以大小未知是因爲,vector是一個可以動態調整大小的容器,當容器已滿時,如果再放入元素則vector會悄悄擴大自己的容量。push_back是vector容器的一個類屬成員函數,用來在容器尾端插入一個元素。main函數中第一個while循環做的事情就是不斷向vector容器尾端插入整型數據,同時自動維護容器空間的大小。

  sort是STL中的標準算法,用來對容器中的元素進行排序。它需要兩個參數用來決定容器中哪個範圍內的元素可以用來排序。這裏用到了vector的另兩個類屬成員函數。begin()用以指向vector的首端,而end()則指向vector的末端。這裏有兩個問題,begin()和end()的返回值是什麼?這涉及到STL的另一個重要部件--迭代器(Iterator),不過這裏並不需要對它做詳細瞭解。你只需要把它當作是一個指針就可以了,一個指向整型數據的指針。相應的sort函數聲明也可以看作是void sort(int* first, int* last),儘管這實際上很不精確。另一個問題是和end()函數有關,儘管前面說它的返回值指向vector的末端,但這種說法不能算正確。事實上,它的返回值所指向的是vector中最末端元素的後面一個位置,即所謂pass-the-end value。這聽起來有點費解,不過不必在意,這裏只是稍帶一提。總的來說,sort函數所做的事情是對那個準整型數組中的元素進行排序,一如第一個程序中的那個qsort,不過比起qsort來,sort似乎要簡單了許多。

  程序的最後是輸出部分,在這裏vector完全可以以假亂真了,它所提供的對元素的訪問方式簡直和普通的C++內建數組一模一樣。那個size函數用來返回vector中的元素個數,就相當於第一個程序中的變量n。這兩行代碼直觀的不用我再多解釋了。

  我想我的耐心講解應該可以使你大致看懂上面的程序了,事實上STL的運用使程序的邏輯更加清晰,使代碼更易於閱讀。試問,有誰會不明白begin、end、size這樣的字眼所表達的含義呢(除非他不懂英語)?試着運行一下,看看效果。再試着多輸入幾個數,看看是否會發生數組越界現象。實踐證明,程序運行良好。是的,由於vector容器自行維護了自身的大小,C++程序員就不用操心動態內存分配了,指針的錯誤使用畢竟會帶來很多麻煩,同時程序也會變得冗長無比。這正是前面第三種方案的缺點所在。

  再仔細審視一下你的第一個STL版的C++程序,回顧一下第一章所提到的那些有關STL的優點:易於使用,具有工業強度……,再比較一下第一版的程序,我想你應該有所體會了吧!

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