05-大部分容器都有的成员

G.2　大部分容器都有的成员

所有容器都定义了表G.1列出的类型。在这个表中，x为容器类型，如vector；T为存储在容器中的类型，如int。表G.1中的示例阐明了含义

| 类型 | 值 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | x::value-type | T，元素类型 | | x::reference | T & | | x::const_reference | const T & | | x::iterator | 指向T的迭代器类型，行为与T相似 | | x::const_iterator | 指向const T的迭代器类型，行为与const T 相似 | | x::different_type | 用于表示两个迭代器之间距离的符号整型，如两个指针的差 | | x::size_type | 无符号整型size_type可以表示数据对象的长度、元素数目和下标 |

类定义使用typedef定义这些成员。可以使用这些类型来声明适当的变量。例如，下面的代码使用迂回的方式，将由string对象组成的矢量中的第一个“bonus”替换为“bogus”，以演示如何使用成员类型来声明变量。

using namespace std;
vector<string> input;
string temp;
while (cin >> temp && temp != "quit")
    input.push_back(temp);
vector<string>::iterator want=
    find(input.begin(), input.end(), string("bonus"));
if (want != input.end())
{
    vector<string>::reference r = *want;
    r = "bogus";
}

上述代码使r成为一个指向（want指向的）input中元素的引用。同样，继续前面的例子，可以编写下面这样的代码：

vector<string>::value_type s1 = input[0]; // s1 is type string
vector<string>::reference s2 = input[1]; // s2 is type string &

这将导致s1为一个新string对象，它是input[0]的拷贝；而s2为指向input[1]的引用。在这个例子中，由于已经知道模板是基于string类型的，因此编写下面的等效代码将更简单：

string s1 = input[0];   // s1 is type string
string & s2 = input[1]; // s2 is type string &

然而，还可以在更通用的代码中使用表G.1中较精致（其中容器和元素的类型是通用的）的类型。例如，假设希望min()函数将一个指向容器的引用作为参数，并返回容器中最小的项目。这假设为用于实例化模板的值类型定义了<运算符，而不想使用STL min_element()算法，这种算法使用迭代器接口。由于参数可能是vector、list或deque，因此需要使用带模板参数（如Bag）的模板来表示容器（也就是说，Bag是一个模板类型，可能被实例化为vector、list或其他一些容器类型）。因此，函数的参数类型应为const Bag & b。返回类型是什么呢？应为容器的值类型，即Bag::value_type。然而，在这种情况下，Bag只是一个模板参数，编译器无法知道value_type成员实际上是一种类型。但可以使用typename关键字来指出，类成员是typedef：

vector<string>::value_type st; // vector<string> a defined class
typename Bag::value_type m;     // Bag an as yet undefined type

对于上述第一个定义，编译器能够访问vector模板定义，该定义指出，value_type是一个typedef；对于第二个定义，typename关键字指出，无论Bag将会是什么，Bag::value-type都将是类型的名称。这些考虑因素导致了下面的定义：

template<typename Bag>
typename Bag::value_type min(const Bag & b)
{
    typename Bag::const_iterator it;
    typename Bag::value_type m = *b.begin();
    for (it = b.begin(); it != b.end(); ++it)
        if (*it < m)
            m = *it;
    return m;
}

这样，便可以这样使用该模板函数：

vector<int> temperatures;
// input temperature values into the vector
int coldest = min(temperatures);

temperatures参数将使得Bag被谓词为vector，而typename Bag::value-type被谓词为vector ::value_type，进而为int。

所有的容器都还可以包含表G.2列出的成员函数或操作。其中，X是容器类型，如vector；而T是存储在容器中的类型，如int。另外，a和b是类型为X的值；u是标识符；r是类型为X的非const值；rv是类型为X的非const右值，而移动操作是C++11新增的。

| 操作 | 描述 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | X u; | 创建一个名为u的空对象 | | X() | 创建一个空对象 | | X(a) | 创建对象x的拷贝 | | X u(a) | u是a的拷贝（复制构造函数） | | X u = a; | u是a的拷贝（复制构造函数） | | r = a | r等于a的值（复制赋值） | | X u(rv) | u等于rv的原始值（移动构造函数） | | X u = rv | u等于rv的原始值（移动构造函数） | | a = rv | u等于rv的原始值（移动赋值） | | (&a)->~X() | 对a的每个元素执行析构函数 | | begin() | 返回一个指向第一个元素的迭代器 | | end() | 返回一个指向超尾的迭代器 | | cbegin() | 返回一个指向第一个元素的const迭代器 | | cend() | 返回一个指向超尾的const迭代器 | | size() | 返回元素数目 | | maxsize() | 返回容器的最大可能长度 | | empty() | 如果容器为空，则返回true | | swap() | 交换两个容器的内容 | | = = | 如果两个容器的长度相同、包含的元素相同且元素排列的顺序相同，则返回true | | ! = | a!=b返回!(a= =b) |

使用双向或随机迭代器的容器（vector、list、deque、array、set和map）是可反转的，它们提供了表G.3所示的方法。

| 操作 | 描述 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | X::reverse_iterator | 指向类型Ｔ的反向迭代器 | | X::const_reverse_iterator | 指向类型Ｔ的const反向迭代器 | | a.rbegin() | 返回一个反向迭代器，指向a的超尾 | | a.rend() | 返回一个指向a的开头的反向迭代器 | | a.crbegin() | 返回一个const反向迭代器，指向a的超尾 | | a.crend() | 返回一个指向a的开头的const反向迭代器 |

无序集合（set）和无序映射（map）无需支持表G.4所示的可选容器操作，但其他容器必须支持。

| 操作 | 描述 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | < | 如果a按词典顺序排在b之前，则a<b返回true | | > | a>b返回b<a | | <= | a<=b返回!(a>b) | | >= | a>=b返回!(a<b) |

容器的>运算符假设已经为值类型定义了>运算符。词典比较是一种广义的按字母顺序排序，它逐元素地比较两个容器，直到两个容器中对应的元素相同时为止。在这种情况下，元素对的顺序将决定容器的顺序。例如，如果两个容器的前10个元素都相同，但第一个容器的第11个元素比第二个容器的第11个元素小，则第一个容器将排在第二个容器之前。如果两个容器中的元素一直相同，直到其中一个容器中的元素用完，则较短的容器将排在较长的容器之前。