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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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  1. 第8章 工具类

对元组使用函数

C++11中,STL添加了std::tuple,这种类型可以用来将多个不同类型的值捆绑在一起。元组这种类型已经存在与很多编程语言中,本书的一些章节已经在使用这种类型,这种类型的用途很广泛。

不过,我们有时会将一些值捆绑在一个元组中,然后我们需要调用函数来获取其中每一个元素。对于元素的解包的代码看起来非常的冗长(并且易于出错)。其冗长的方式类似这样:func(get<0>(tup), get<1>(tup), get<2>(tup), ...);。

本节中,你将了解如何使用一种优雅地方式对元组进行打包和解包。调用函数时,你无需对元组特别地了解。

How to do it...

我们将实现一个程序,其能对元组值进行打包和解包。然后,我们将看到在不了解元组中元素的情况下,如何使用元组:

  1. 包含必要的头文件,并声明所使用的命名空间:

    #include <iostream>
    #include <iomanip>
    #include <tuple>
    #include <functional>
    #include <string>
    #include <list>
    
    using namespace std;
  2. 首先定义一个函数,这个函数能接受多个参数,其描述的是一个学生,并将学生的相关信息进行打印。其和C风格的函数看起来差不多:

    static void print_student(size_t id, const string &name, double gpa)
    {
        cout << "Student " << quoted(name)
            << ", ID: " << id
            << ", GPA: " << gpa << '\n';
    }
  3. 主函数中,将对一种元组类型进行别名,然后将具体学生的信息填入到这种类型的实例中:

    int main()
    {
        using student = tuple<size_t, string, double>;
        student john {123, "John Doe"s, 3.7};
  4. 为了打印这种类型的实例,我们将会对元组中的元素进行分解,然后调用print_student函数将这些值分别进行打印:

        {
            const auto &[id, name, gpa] = john;
            print_student(id, name, gpa);
        }
        cout << "-----\n";
  5. 然后,我们来创建一个以元组为基础类型的多个学生:

        auto arguments_for_later = {
            make_tuple(234, "John Doe"s, 3.7),
            make_tuple(345, "Billy Foo"s, 4.0),
            make_tuple(456, "Cathy Bar"s, 3.5),
        };
  6. 这里,我们依旧可以通过对元素进行分解,然后对其进行打印。当要写这样的代码时,我们需要在函数接口变化时,对代码进行重构:

        for (const auto &[id, name, gpa] : arguments_for_later) {
               print_student(id, name, gpa);
        }
        cout << "-----\n";
  7. 当然可以做的更好,我们无需知道print_student的参数的个数,或学生元组中元素的个数,我们使用std::apply对直接将元组应用于函数。这个函数能够接受一个函数指针或一个函数对象和一个元组,然后会将元组进行解包,然后与函数参数进行对应,并传入函数:

        apply(print_student, john);
        cout << "-----\n";
  8. 循环中可以这样用:

        for (const auto &args : arguments_for_later) {
            apply(print_student, args);
        }
        cout << "-----\n";
    }
  9. 编译并运行程序,我们就能得到如下的输出:

    $ ./apply_functions_on_tuples
    Student "John Doe", ID: 123, GPA: 3.7
    -----
    Student "John Doe", ID: 234, GPA: 3.7
    Student "Billy Foo", ID: 345, GPA: 4
    Student "Cathy Bar", ID: 456, GPA: 3.5
    -----
    Student "John Doe", ID: 123, GPA: 3.7
    -----
    Student "John Doe", ID: 234, GPA: 3.7
    Student "Billy Foo", ID: 345, GPA: 4
    Student "Cathy Bar", ID: 456, GPA: 3.5
    -----

How it works...

std::apply是一个编译时辅助函数,可以帮助我们处理不确定的类型参数。

试想,我们有一个元组t,其有元素(123, "abc"s, 456.0)。那么这个元组的类型为tuple<int, string, double>。另外,有一个函数f的签名为int f(int, string, double)(参数类型也可以为引用)。

然后,我们就可以这样调用函数x = apply(f, t),其和x = f(123, "abc"s, 456.0)等价。apply方法还是会返回f的返回值。

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Last updated 4 years ago

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