线性表:
线性表是最基本、最简单、也是最常用的一种数据结构。线性表(linear list)是数据结构的
一种,一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。
线性表中数据元素之间的关系是一对一的关系,即除了第一个和最后一个数据元素之外,其它数据元素都是首尾相接的(注意,这句话只适用大部分线性表,而不是全部。比如,循环链表逻辑层次上也是一种线性表(存储层次上属于链式存储,但是把最后一个数据元素的尾指针指向了首位结点)。
C++中的数组,vector,string是线性表,大家对线性表操作非常熟悉,感觉非常方便,比如:
std::string s = "Hello World!";
在字符串 s 中的第二个字符是 * (s.c_str() + 1), 或者 *(s.begin() + 1), 是字符 e;
为什么还要设计迭代器,是因为要数据与算法分离,这是C++标准库的核心,如果
不理解这个,你会感觉标准库非常难用,明明很简单的事,为什么搞得那么复杂。
看下面的例子:
cpp
int main() {
std::string s = "Hello World!";
std::list<char> slist1 = { 'H','e','l','l','o', ' ', 'W','o','r','l','d','!'};
std::list<char> slist2(s.begin(), s.end());
for (auto c : slist1) {
std::cout << c;
}
std::cout << "\n";
for (auto c : slist2) {
std::cout << c;
}
std::cout << "\n";
return 0;
}
输出结果都是:
因此,设计迭代器的核心目标数据与算法分离。
再看一个例,关于内存操作的例子,看下面的函数:
针对线性表:
cpp
/// <summary>
/// 不改变原有数据,把内存段区间 [begin,pend) 向后移动nCount位,后面的
/// 数据pend后面会覆盖nCount-1个,包括pend就是nCount个,如果bFilling
/// 为True,则用相应的pFilling所指的数据填充空出来的内存。
/// 例:
/// _string s = "sss123 www";
/// MoveBack(s.begin(), s.begin() + 6, 3, true, s.end() - 3);
/// 结果:s=wwwsss123www
///
/// 注意:pFilling 与 pbegin,pend,不能在同一区域的内存块中。
///
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="pbegin"></param>
/// <param name="pend"></param>
/// <param name="nCount"></param>
/// <param name="bFilling"></param>
/// <returns></returns>
/// 创建时间:2024-10-03 最后一次修改时间:2024-10-03 (已测试)
template<class T>
T* MoveBack(T* pbegin, T* pend, const size_t& nCount, const bool& bFilling = false,
const T* pFilling = null)
{
assert(pend >= pbegin);
for (size_t n = 0; n < pend - pbegin; ++n) {
*(pend + nCount - 1 - n ) = *(pend - 1 - n);
}
if (bFilling && pFilling) { //检查bFilling不能在区间[pbegin,pend + nCount)中
assert(pFilling < pbegin || pFilling >= pend + nCount);
for (size_t n = 0; n < nCount; ++n) {
*(pbegin + n) = *(pFilling + n);
}
}
return pbegin;
}
cpp
int main() {
std::string s = "Hello World!";
//线性表
_Array<char> arr;
arr.SetBuffer(20,true);
arr.Add(s.begin(), s.end());
for (auto c : arr) {std::cout << c;}
std::cout << "\n";
//在线性表中"Hello World!########" => (后移7位)"####Hello World!####
//前面####用"中国"填空
std::cout << MoveBack(arr.Begin(), arr.End(), 7, true, "中国 : ") << "\n";
}
运行结果:
下面我们来设计可以针对迭代器进行移动的MoveBack_new函数
例子后面的???????,是为容器预留下的内存空间。
cpp
template<class IterClass, class ValueType = IterClass::value_type>
const IterClass MoveBackIter(const IterClass& itbegin, const IterClass& itend,
const size_t& nCount,const bool& bFilling = false,
const ValueType* pFilling = null){
//assert(itend >= itbegin); //可能很多迭代器不支持
for (size_t n = 0; n < itend - itbegin; ++n) {
*(itend + nCount - 1 - n) = *(itend - 1 - n);
}
if (bFilling && pFilling) { //检查bFilling不能在区间[pbegin,pend + nCount)中
//可能很多迭代器不支持
//assert(pFilling < itbegin || pFilling > itend + nCount);
for (size_t n = 0; n < nCount; ++n) {
*(itbegin + n) = *(pFilling + n);
}
}
return itbegin;
}
执行程序:
cpp
int main() {
std::string s = "Hello World!???????";
//线性表
_Array<char> arr;
arr.SetBuffer(30,true);
arr.Add(s.begin(), s.end());
for (auto c : arr) {std::cout << c;}
std::cout << "\n";
//在线性表中"Hello World!########" => (后移7位)"####Hello World!####
//前面####用"中国"填空
MoveBack_new(arr.begin(), arr.end(), 7, true, "中国 : ");
cout << "线性表移动后内容:";
for (auto c : arr) { std::cout << c; }
std::cout << "\n";
//链表
_list<char> li;
li.Add(s.begin(), s.end());
for (auto c : li) { std::cout << c; }
std::cout << "\n";
MoveBack_new(li.begin(), li.begin() + 12, 7, true, "中国 : ");
cout << "链表移动后内容::";
for (auto c : li){ std::cout << c; }
}