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CPP-17-STL-Cookbook
  • Introduction
  • 前言
  • 关于本书
  • 各章梗概
  • 第1章 C++17的新特性
    • 使用结构化绑定来解包绑定的返回值
    • 将变量作用域限制在if和switch区域内
    • 新的括号初始化规则
    • 构造函数自动推导模板的类型
    • 使用constexpr-if简化编译
    • 只有头文件的库中启用内联变量
    • 使用折叠表达式实现辅助函数
  • 第2章 STL容器
    • 擦除/移除std::vector元素
    • 以O(1)的时间复杂度删除未排序std::vector中的元素
    • 快速或安全的访问std::vector实例的方法
    • 保持对std::vector实例的排序
    • 向std::map实例中高效并有条件的插入元素
    • 了解std::map::insert新的插入提示语义
    • 高效的修改std::map元素的键值
    • std::unordered_map中使用自定义类型
    • 过滤用户的重复输入,并以字母序将重复信息打印出——std::set
    • 实现简单的逆波兰表示法计算器——std::stack
    • 实现词频计数器——std::map
    • 实现写作风格助手用来查找文本中很长的句子——std::multimap
    • 实现个人待办事项列表——std::priority_queue
  • 第3章 迭代器
    • 建立可迭代区域
    • 让自己的迭代器与STL的迭代器兼容
    • 使用迭代适配器填充通用数据结构
    • 使用迭代器实现算法
    • 使用反向迭代适配器进行迭代
    • 使用哨兵终止迭代
    • 使用检查过的迭代器自动化检查迭代器代码
    • 构建zip迭代适配器
  • 第4章 Lambda表达式
    • 使用Lambda表达式定义函数
    • 使用Lambda为std::function添加多态性
    • 并置函数
    • 通过逻辑连接创建复杂谓词
    • 使用同一输入调用多个函数
    • 使用std::accumulate和Lambda函数实现transform_if
    • 编译时生成笛卡尔乘积
  • 第5章 STL基础算法
    • 容器间相互复制元素
    • 容器元素排序
    • 从容器中删除指定元素
    • 改变容器内容
    • 在有序和无序的vector中查找元素
    • 将vector中的值控制在特定数值范围内——std::clamp
    • 在字符串中定位模式并选择最佳实现——std::search
    • 对大vector进行采样
    • 生成输入序列的序列
    • 实现字典合并工具
  • 第6章 STL算法的高级使用方式
    • 使用STL算法实现单词查找树类
    • 使用树实现搜索输入建议生成器
    • 使用STL数值算法实现傅里叶变换
    • 计算两个vector的误差和
    • 使用ASCII字符曼德尔布罗特集合
    • 实现分割算法
    • 将标准算法进行组合
    • 删除词组间连续的空格
    • 压缩和解压缩字符串
  • 第7章 字符串, 流和正则表达
    • 创建、连接和转换字符串
    • 消除字符串开始和结束处的空格
    • 无需构造获取std::string
    • 从用户的输入读取数值
    • 计算文件中的单词数量
    • 格式化输出
    • 使用输入文件初始化复杂对象
    • 迭代器填充容器——std::istream
    • 迭代器进行打印——std::ostream
    • 使用特定代码段将输出重定向到文件
    • 通过集成std::char_traits创建自定义字符串类
    • 使用正则表达式库标记输入
    • 简单打印不同格式的数字
    • 从std::iostream错误中获取可读异常
  • 第8章 工具类
    • 转换不同的时间单位——std::ratio
    • 转换绝对时间和相对时间——std::chrono
    • 安全的标识失败——std::optional
    • 对元组使用函数
    • 使用元组快速构成数据结构
    • 将void*替换为更为安全的std::any
    • 存储不同的类型——std::variant
    • 自动化管理资源——std::unique_ptr
    • 处理共享堆内存——std::shared_ptr
    • 对共享对象使用弱指针
    • 使用智能指针简化处理遗留API
    • 共享同一对象的不同成员
    • 选择合适的引擎生成随机数
    • 让STL以指定分布方式产生随机数
  • 第9章 并行和并发
    • 标准算法的自动并行
    • 让程序在特定时间休眠
    • 启动和停止线程
    • 打造异常安全的共享锁——std::unique_lock和std::shared_lock
    • 避免死锁——std::scoped_lock
    • 同步并行中使用std::cout
    • 进行延迟初始化——std::call_once
    • 将执行的程序推到后台——std::async
    • 实现生产者/消费者模型——std::condition_variable
    • 实现多生产者/多消费者模型——std::condition_variable
    • 并行ASCII曼德尔布罗特渲染器——std::async
    • 实现一个小型自动化并行库——std::future
  • 第10章 文件系统
    • 实现标准化路径
    • 使用相对路径获取规范的文件路径
    • 列出目录下的所有文件
    • 实现一个类似grep的文本搜索工具
    • 实现一个自动文件重命名器
    • 实现一个磁盘使用统计器
    • 计算文件类型的统计信息
    • 实现一个工具:通过符号链接减少重复文件,从而控制文件夹大小
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  • How to do it...
  • How it works...
  • There's more...

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  1. 第10章 文件系统

实现一个类似grep的文本搜索工具

大多数操作系统都会提供本地的搜索引擎。用户可以使用一些快捷键,对本地文件进行查找。

这种功能出现之前,命令行用户会通过grep或awk工具对文件进行查找。用户可以简单的输入grep -r foobar .,然后工具将会基于当前目录,进行递归的的查找,并显示包含有"foobar"名字的文件。

本节中,将实现这样一种应用。我们的grep使用命令行方式使用,并基于给定文件夹递归的对文件进行查找。然后,将找到的文件名打印出来。我们将使用线性的模式匹配方式,将匹配文件中的对应行号进行打印。

How to do it...

我们将实现小工具,用于查找与用户提供的文本段匹配的文件。这工具与UNIX中的grep工具类似,不过为了简单起见,其功能没有那么强大:

  1. 包含必要的头文件,并声明所使用的命名空间:

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    #include <regex>
    #include <vector>
    #include <string>
    #include <filesystem>
    
    using namespace std;
    using namespace filesystem;
  2. 先来实现一个辅助函数,这个函数能接受一个文件地址和一个正则表达式对象,正则表达式对象用来描述我们要查找的文本段。然后,实例化一个vector,用于保存匹配的文件行和其对应的内容。然后,实例化一个输入文件流对象,读取文件,并进行逐行的文本匹配。

    static vector<pair<size_t, string>>
    matches(const path &p, const regex &re)
    {
        vector<pair<size_t, string>> d;
        ifstream is {p.c_str()};
  3. 通过getline函数对文件进行逐行读取,当字符串中包含有我们提供文本段,则regex_search返回true,如果匹配会将字符串和对应的行号保存在vector中。最后,我们将返回所有匹配的结果:

        string s;
        for (size_t line {1}; getline(is, s); ++line) {
            if (regex_search(begin(s), end(s), re)) {
                d.emplace_back(line, move(s));
            }
        }
    
        return d;
    }
  4. 主函数会先对用户提供的文本段进行检查,如果这个文本段不能用,则返回错误信息:

    int main(int argc, char *argv[])
    {
        if (argc != 2) {
            cout << "Usage: " << argv[0] << " <pattern>\n";
            return 1;
        }
  5. 接下来,会通过输入文本创建一个正则表达式对象。如果表达式是一个非法的正则表达式,这将会导致一个异常抛出。如果触发了异常,我们将对异常进行捕获并处理:

        regex pattern;
    
        try { pattern = regex{argv[1]}; }
        catch (const regex_error &e) {
            cout << "Invalid regular expression provided.n";
            return 1;
        }
  6. 现在,可以对文件系统进行迭代,然后对我们提供的文本段进行匹配。使用recursive_directory_iterator对工作目录下的所有文件进行迭代。原理和之前章节的directory_iterator类似,不过会对子目录进行递归迭代。对于每个匹配的文件,我们都会调用辅助函数matches:

        for (const auto &entry :
                recursive_directory_iterator{current_path()}) {
            auto ms (matches(entry.path(), pattern));
  7. 如果有匹配的结果,我们将会对文件地址,对应文本行数和匹配行的内容进行打印:

        for (const auto &[number, content] : ms) {
            cout << entry.path().c_str() << ":" << number
                 << " - " << content << '\n';
            }
        }
    }
  8. 现在,准备一个文件foobar.txt,其中包含一些测试行:

    foo
    bar
    baz
  9. 编译并运行程序,就会得到如下输出。我们在/Users/tfc/testdir文件夹下运行这个程序,我们先来对bar进行查找。在这个文件夹下,其会在foobar.txt的第二行和testdir/dir1文件夹下的另外一个文件text1.txt中匹配到:

    $ ./grepper bar
    /Users/tfc/testdir/dir1/text1.txt:1 - foo bar bla blubb
    /Users/tfc/testdir/foobar.txt:2 - bar
  10. 再次运行程序,这次我们对baz进行查找,其会在第三行找到对应内容:

    $ ./grepper baz
    /Users/tfc/testdir/foobar.txt:3 - baz

How it works...

本节的主要任务是使用正则表达式对文件的内容进行查找。不过,让我们关注一下recursive_directory_iterator,因为我们会使用这个迭代器来进行本节的子文件夹的递归迭代。

与directory_iterator和recursive_directory_iterator迭代类似,其可以用来对子文件夹进行递归,就如其名字一样。当进入文件系统中的一个文件夹时,将会产生一个directory_entry实例。当递归到子文件夹时,也会产生对应的directory_entry实例。

recursive_directory_iterator具有一些有趣的成员函数:

  • depth()代表我们需要迭代多少层子文件夹。

  • recursion_pending()代表在进行当前迭代器后,是否会在进行对子文件夹进行迭代。

  • disable_recursion_pending()当迭代器需要再对子文件夹进行迭代时,提前调用这个函数,则会让递归停止。

  • pop()将会终止当前级别的迭代,并返回上一级目录。

There's more...

我们需要了解的另一个就是directory_options枚举类。recursive_directory_iterator能将directory_options的实例作为其构造函数的第二个参数,通常将directory_options::none作为默认值传入。其他值为:

  • follow_directory_symlink能允许对符号链接的文件夹进行递归迭代。

  • skip_permission_denied这会告诉迭代器,是否跳过由于权限错误而无法访问的目录。

这两个选项可以通过|进行组合。

Previous列出目录下的所有文件Next实现一个自动文件重命名器

Last updated 4 years ago

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