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1、算法
基本的C++算法分為三類：排序算法、樹算法、圖算法
算法思想有三種：遞推、分治、動態(tài)規(guī)劃 以及 貪心算法。
本節(jié)課程中總結：Algorithms看不見Containers，對其一無所知；所以它需要的一切信息都必須從Iterators取得，而Iterators（由Containers供應）必須能夠回答Algorithm的所有提問，才能搭配該Algorithm的所有操作。
一般STL中的算法都是以下兩種形式（其中的Algorithm是一種泛指，可以替代其他的函數(shù)名稱）
template
Algorithm?(Iterator?itr1,?Iterator?itr2)
{
..........
}
template
Algorithm?(Iterator?itr1,?Iterator?itr2,?Cmp?comp)
{
..........
}
因為算法對容器的操作必須通過迭代器來進行，在進行算法的討論之前有必要對迭代器進行分類。
1.1迭代器的分類
Iterator（迭代器）模式又稱Cursor（游標）模式，用于提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又不需暴露該對象的內(nèi)部表示。或者這樣說可能更容易理解：Iterator模式是運用于聚合對象的一種模式，通過運用該模式，使得我們可以在不知道對象內(nèi)部表示的情況下，按照一定順序（由iterator提供的方法）訪問聚合對象中的各個元素。
由于Iterator模式的以上特性：與聚合對象耦合，在一定程度上限制了它的廣泛運用，一般僅用于底層聚合支持類，如STL的list、vector、stack等容器類及ostream_iterator等擴展iterator。
迭代器由容器來提供，各種容器的Iterators的5種iterator_category如下：
除了output_iterator_tag，其余四個之間是繼承關系。
1.2各種容器迭代器的打印
（1）通過iterator_traits可以將容器傳入的迭代器區(qū)分出種類：
（2）通過使用typeid函數(shù)來實現(xiàn)迭代器類型的打印：
1.3iterator_category對算法的影響
前面說過算法需要迭代器的信息；而不同的算法對于不同的對象進行操作的時候，往往需要根據(jù)具體的情況處理。因此，在標準庫中，我們表面上看到的算法都是接收迭代器就可以了，實際上算法在與操作對象的交流中早就知道了迭代器的類型，并且根據(jù)這個類型做出了不同的判斷。這個判斷的過程，一般是通過traits來實現(xiàn)的。
為了實現(xiàn)上述的思想，算法的結構可以大致表現(xiàn)為兩個部分：
主函數(shù)部分，作為對外接口
次函數(shù)部分，作為對各種不同迭代器的分情況處理
下面以具體的例子進行說明。
（1）distance函數(shù)
distance函數(shù)用于計算兩個迭代器之間的距離，具體的源代碼如下：
[cpp]?view plain?copy?print?
template
inline?iterator_traits::difference_type
_distance(InputIterator?first,?InputIterator?last,?input_iterator_tag)?{
iterator_traits::difference_type?=?0;
while?(first?!=?last)?{
++?first;
++?n;
}
return?n;
}
template
inline?iterator_traits::difference_type
_distance(RandomAccessIterator?first,?RandomAccessIterator?last,
random_access_iterator_tag)?{
return?last?-?first;
}
//--------------------------------------
template
inline?iterator_traits::difference_type
distance(InputIterator?first,?InputIterator?last)?{
typedef?typename
iterator_traits::iterator_category?category;
return?_distance(first,?last,?category());
從上圖可以看出，主函數(shù)distance接收兩個迭代器，返回兩個迭代器之間的距離。在實現(xiàn)過程中主函數(shù)調用了名為_distance的次函數(shù)；該次函數(shù)需要指定迭代器的類型。主函數(shù)通過iterator_traits對接收的迭代器InputIterator的類型進行判斷，然后選擇正確的次函數(shù)進行距離的計算。
主函數(shù)有兩個參數(shù)，次函數(shù)比主函數(shù)多一個參數(shù)，第三個參數(shù)category()由iterator_traits判斷出迭代器的種類后return給次函數(shù)，從而根據(jù)迭代器的類型選擇不同的次函數(shù)。
（2）advance函數(shù)
advance函數(shù)的流程與distance函數(shù)的大同小異，具體如下圖所示：
（3）copy函數(shù)
copy函數(shù)針對不同類型的Iterator進行了詳細的區(qū)分和判斷，選擇最高效的方法來完成復制。
（4）destroy函數(shù)
destroy函數(shù)和copy函數(shù)類似，也對不同類型的Iterator進行了詳細的區(qū)分和判斷，選擇最高效的方法來完成操作。
具體源代碼及示意圖如下所示：
（5）unique_copy函數(shù)
unique_copy()與之前的實現(xiàn)方法類似，但是要注意的一個地方是這個函數(shù)可以接受一個OutputIterator類型的迭代器作為其參數(shù)，OutputIterator類型迭代器的一個重要特點是：只寫（write only）。具體如下圖所示：
1.4算法對iterator_category的暗示
算法源代碼對迭代器的類型并沒有語法上的規(guī)定，但是會有暗示，具體如下圖所示：
算法的效率與能否判斷出iterator的分類有著重要的關系。算法源代碼中對iterator_category都是采用暗示的方式，因為算法主要為模版函數(shù)，而模版函數(shù)可以傳入任何的類型，所以只是定義模版的時候定義為需要的迭代器名字，但并不是真正的區(qū)分類型。如果傳入的類型不正確，編譯會不通過，采用這樣的方式來區(qū)分iterator的類型。
1.5相關算法分析
（1）算法accumulate
（2）算法for_each
（3）算法replace，replace_if ， replace_copy
（4）算法count, count_if
（4）算法find、find_if
（5）算法sort
2.仿函數(shù)Functors
按照功能的不同，仿函數(shù)可分為算術類、邏輯類和關系類三種，具體如下圖所示：
標準庫提供的functors都繼承了binary_function
template
struct?binary_function?{
typedef?Arg1?first_argument_type;
typedef?Arg2?second_argument_type;
typedef?Result?result_type;
}
繼承binary_function的意義在于，告訴算法傳進來的是二元運算。仿函數(shù)在傳遞進算法的時候，需要告訴算法兩個參與運算的類型，以及一個用于接受結果的類型。
如果沒有繼承，在某些場合也可以使用，但是當我們需要修改或者適配它本身的時候很可能就會出問題。
3.適配器Adapter
適配器按照類型的不同，可分為容器適配器、迭代器適配器和仿函數(shù)適配器三種，具體如下圖所示：
3.1容器適配器
容器適配器：stack、queue
template?>
class?stack{
//.......
public:
typedef?typename?Squence::value_type?value_type;
typedef?typename?Squence::size_type?size_type;
typedef?typename?Squence::reference?reference;
typedef?typename?Squence::const_reference?const_reference;
protected:
Sequence?c;??//底層容器
public:
bool?empty()?const?{return?c.empty();}
size_type?size()?const?{return?c.size();}
reference?top()?{return?c.back();}
const_reference?top()?const?{return?c.back();}
void?push?(const?value_type&?x)?{?c.push_back(x);}
void?pop()?{c.pop_back();}
}
template??>
class?queue{
//.............
public:
typedef?typename?Squence::value_type?value_type;
typedef?typename?Squence::size_type?size_type;
typedef?typename?Squence::reference?reference;
typedef?typename?Squence::const_reference?const_reference;
protected:
Sequence?c;??//底層容器
public:
bool?empty()?const?{return?c.empty();}
size_type?size()?const?{return?c.size();}
reference?front()?{return?c.front();}
const_reference?front()?const?{return?c.front();}
reference?back()?{return?c.back();}
const_reference?back()?const?{return?c.back();}
void?push?(const?value_type&?x)?{?c.push_back(x);}
void?pop()?{c.pop_front();}
}
3.2函數(shù)適配器
函數(shù)適配器：binder2nd
函數(shù)適配器：not1
