STL_5

 

 

2.2.3 第三版：唯美主義的傑作

 

　　事態的發展有時候總會趨向極端，這在那些唯美主義者當中猶是如此。首先聲明，我並不是一個唯美主義者，提供第二版程序的改進版，完全是爲了讓你更深刻的感受到STL的魅力所在。在看完第三版之後，你會強烈感受到這一點。或許你也會變成一個唯美主義者了，至少在STL方面。這應該不是我的錯，因爲決定權在你手裏。下面我們來看看這個絕版的C++程序。

 

// name:example2_3.cpp
// alias:aesthetic version

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

using namespace std;

void main(void)
{
	typedef vector<int>				int_vector;
	typedef istream_iterator<int>				istream_itr;
	typedef ostream_iterator<int>				ostream_itr;
	typedef back_insert_iterator< int_vector >	back_ins_itr;

	// STL中的vector容器
	int_vector num;

	// 從標準輸入設備讀入整數， 
	// 直到輸入的是非整型數據爲止
	copy(istream_itr(cin), istream_itr(), back_ins_itr(num));

	// 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
	copy(num.begin(), num.end(), ostream_itr(cout, "/n"));
}
     

 

　　在這個程序裏幾乎每行代碼都是和STL有關的（除了main和那對花括號，當然還有註釋），並且它包含了STL中幾乎所有的各大部件（容器container，迭代器iterator, 算法algorithm, 適配器adaptor），唯一的遺憾是少了函數對象（functor）的身影。

　　還記得開頭提到的一個典型系統所具有的基本特徵嗎？--輸入+處理+輸出。所有這些功能，在上面的程序裏，僅僅是通過三行語句來實現的，其中每一行語句對應一種操作。對於數據的操作被高度的抽象化了，而算法和容器之間的組合，就像搭積木一樣輕鬆自如，系統的耦合度被降到了極低點。這就是閃耀着泛型之光的STL的偉大力量。如此簡潔，如此巧妙，如此神奇！就像魔術一般，以至於再一次讓你摸不着頭腦。怎麼實現的？爲什麼在看第二版程序的時候如此清晰的你，又墜入了五里霧中（竊喜）。

　　請留意此處的標題（唯美主義的傑作），在實際環境中，你未必要做到這樣完美。畢竟美好願望的破滅，在生活中時常會發生。過於理想化，並不是一件好事，至少我是這麼認爲的。正如前面提到的，這個程序只是爲了展示STL的獨特魅力，你不得不爲它的出色表現所折服，也許只有深諳STL之道的人才會想出這樣的玩意兒來。如果你只是一般性的使用STL，做到第二版這樣的程度也就可以了。

　　實在是因爲這個程序太過"簡單"，以至於我無法肯定，在你還沒有完全掌握STL之前，通過我的講解，是否能夠領會這區區三行代碼，我將盡我的最大努力。

　　前面提到的迭代器可以對容器內的任意元素進行定位和訪問。在STL裏，這種特性被加以推廣了。一個cin代表了來自輸入設備的一段數據流，從概念上講它對數據流的訪問功能類似於一般意義上的迭代器，但是C++中的cin在很多地方操作起來並不像是一個迭代器，原因就在於其接口和迭代器的接口不一致（比如：不能對cin進行++運算，也不能對之進行取值運算--即*運算）。爲了解決這個矛盾，就需要引入適配器的概念。istream_iterator便是一個適配器，它將cin進行包裝，使之看起來像是一個普通的迭代器，這樣我們就可以將之作爲實參傳給一些算法了（比如這裏的copy算法）。因爲算法只認得迭代器，而不會接受cin。對於上面程序中的第一個copy函數而言，其第一個參數展開後的形式是：istream_iterator(cin)，其第二個參數展開後的形式是：istream_iterator()（如果你對typedef的語法不清楚，可以參考有關的c++語言書籍）。其效果是產生兩個迭代器的臨時對象，前一個指向整型輸入數據流的開始，後一個則指向"pass-the-end value"。這個函數的作用就是將整型輸入數據流從頭至尾逐一"拷貝"到vector這個準整型數組裏，第一個迭代器從開始位置每次累進，最後到達第二個迭代器所指向的位置。或許你要問，如果那個copy函數的行爲真如我所說的那樣，爲什麼不寫成如下這個樣子呢？

 

copy(istream_iterator<int>(cin), istream_iterator<int>(), num.begin());


　　你確實可以這麼做，但是有一個小小的麻煩。還記得第一版程序裏的那個數組越界問題嗎？如果你這麼寫的話，就會遇到類似的麻煩。原因在於copy函數在"拷貝"數據的時候，如果輸入的數據個數超過了vector容器的範圍時，數據將會拷貝到容器的外面。此時，容器不會自動增長容量，因爲這只是簡單地拷貝，並不是從末端插入。爲了解決這個問題，另一個適配器back_insert_iterator登場了，它的作用就是引導copy算法每次在容器末端插入一個數據。程序中的那個back_ins_itr(num)展開後就是：back_insert_iterator(num)，其效果是生成一個這樣的迭待器對象。

　　終於將講完了三分之一（真不容易！），好在第二句和前一版程序沒有差別，這裏就略過了。至於第三句，ostream_itr(cout, "/n")展開後的形式是：ostream_iterator(cout, "/n")，其效果是產生一個處理輸出數據流的迭待器對象，其位置指向數據流的起始處，並且以"/n"作爲分割符。第二個copy函數將會從頭至尾將vector中的內容"拷貝"到輸出設備，第一個參數所代表的迭代器將會從開始位置每次累進，最後到達第二個參數所代表的迭代器所指向的位置。

　　這就是全部的內容。

 

　　

　　歷史的車輪總是滾滾向前的，工業時代的文明較之史前時代，當然是先進並且發達的。回顧那兩個時代的C++程序，你會真切的感受到這種差別。簡潔易用，具有工業強度，較好的可移植性，高效率，加之第三個令人目眩的絕版程序所體現出來的高度抽象性，高度靈活性和組件化特性，使你對STL背後所蘊含的泛型化思想都有了些微的感受。

　　真幸運，你可以橫跨兩個時代，有機會目睹這種"文明"的差異。同時，這也應該使你越加堅定信念，使自己順應時代的潮流。

 

　　

 

　　事態的發展有時候總會趨向極端，這在那些唯美主義者當中猶是如此。首先聲明，我並不是一個唯美主義者，提供第二版程序的改進版，完全是爲了讓你更深刻的感受到STL的魅力所在。在看完第三版之後，你會強烈感受到這一點。或許你也會變成一個唯美主義者了，至少在STL方面。這應該不是我的錯，因爲決定權在你手裏。下面我們來看看這個絕版的C++程序。

 

// name:example2_3.cpp
// alias:aesthetic version

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

using namespace std;

void main(void)
{
	typedef vector<int>				int_vector;
	typedef istream_iterator<int>				istream_itr;
	typedef ostream_iterator<int>				ostream_itr;
	typedef back_insert_iterator< int_vector >	back_ins_itr;

	// STL中的vector容器
	int_vector num;

	// 從標準輸入設備讀入整數， 
	// 直到輸入的是非整型數據爲止
	copy(istream_itr(cin), istream_itr(), back_ins_itr(num));

	// 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
	copy(num.begin(), num.end(), ostream_itr(cout, "/n"));
}
     

 

　　在這個程序裏幾乎每行代碼都是和STL有關的（除了main和那對花括號，當然還有註釋），並且它包含了STL中幾乎所有的各大部件（容器container，迭代器iterator, 算法algorithm, 適配器adaptor），唯一的遺憾是少了函數對象（functor）的身影。

　　還記得開頭提到的一個典型系統所具有的基本特徵嗎？--輸入+處理+輸出。所有這些功能，在上面的程序裏，僅僅是通過三行語句來實現的，其中每一行語句對應一種操作。對於數據的操作被高度的抽象化了，而算法和容器之間的組合，就像搭積木一樣輕鬆自如，系統的耦合度被降到了極低點。這就是閃耀着泛型之光的STL的偉大力量。如此簡潔，如此巧妙，如此神奇！就像魔術一般，以至於再一次讓你摸不着頭腦。怎麼實現的？爲什麼在看第二版程序的時候如此清晰的你，又墜入了五里霧中（竊喜）。

　　請留意此處的標題（唯美主義的傑作），在實際環境中，你未必要做到這樣完美。畢竟美好願望的破滅，在生活中時常會發生。過於理想化，並不是一件好事，至少我是這麼認爲的。正如前面提到的，這個程序只是爲了展示STL的獨特魅力，你不得不爲它的出色表現所折服，也許只有深諳STL之道的人才會想出這樣的玩意兒來。如果你只是一般性的使用STL，做到第二版這樣的程度也就可以了。

　　實在是因爲這個程序太過"簡單"，以至於我無法肯定，在你還沒有完全掌握STL之前，通過我的講解，是否能夠領會這區區三行代碼，我將盡我的最大努力。

　　前面提到的迭代器可以對容器內的任意元素進行定位和訪問。在STL裏，這種特性被加以推廣了。一個cin代表了來自輸入設備的一段數據流，從概念上講它對數據流的訪問功能類似於一般意義上的迭代器，但是C++中的cin在很多地方操作起來並不像是一個迭代器，原因就在於其接口和迭代器的接口不一致（比如：不能對cin進行++運算，也不能對之進行取值運算--即*運算）。爲了解決這個矛盾，就需要引入適配器的概念。istream_iterator便是一個適配器，它將cin進行包裝，使之看起來像是一個普通的迭代器，這樣我們就可以將之作爲實參傳給一些算法了（比如這裏的copy算法）。因爲算法只認得迭代器，而不會接受cin。對於上面程序中的第一個copy函數而言，其第一個參數展開後的形式是：istream_iterator(cin)，其第二個參數展開後的形式是：istream_iterator()（如果你對typedef的語法不清楚，可以參考有關的c++語言書籍）。其效果是產生兩個迭代器的臨時對象，前一個指向整型輸入數據流的開始，後一個則指向"pass-the-end value"。這個函數的作用就是將整型輸入數據流從頭至尾逐一"拷貝"到vector這個準整型數組裏，第一個迭代器從開始位置每次累進，最後到達第二個迭代器所指向的位置。或許你要問，如果那個copy函數的行爲真如我所說的那樣，爲什麼不寫成如下這個樣子呢？

 

copy(istream_iterator<int>(cin), istream_iterator<int>(), num.begin());


　　你確實可以這麼做，但是有一個小小的麻煩。還記得第一版程序裏的那個數組越界問題嗎？如果你這麼寫的話，就會遇到類似的麻煩。原因在於copy函數在"拷貝"數據的時候，如果輸入的數據個數超過了vector容器的範圍時，數據將會拷貝到容器的外面。此時，容器不會自動增長容量，因爲這只是簡單地拷貝，並不是從末端插入。爲了解決這個問題，另一個適配器back_insert_iterator登場了，它的作用就是引導copy算法每次在容器末端插入一個數據。程序中的那個back_ins_itr(num)展開後就是：back_insert_iterator(num)，其效果是生成一個這樣的迭待器對象。

　　終於將講完了三分之一（真不容易！），好在第二句和前一版程序沒有差別，這裏就略過了。至於第三句，ostream_itr(cout, "/n")展開後的形式是：ostream_iterator(cout, "/n")，其效果是產生一個處理輸出數據流的迭待器對象，其位置指向數據流的起始處，並且以"/n"作爲分割符。第二個copy函數將會從頭至尾將vector中的內容"拷貝"到輸出設備，第一個參數所代表的迭代器將會從開始位置每次累進，最後到達第二個參數所代表的迭代器所指向的位置。

　　這就是全部的內容。