一、仿函数
1.1 仿函数的介绍
仿函数，是一种特殊类型的类，它重载了（）运算符，使得这个类的使用看起来像一个函数，因此它又称为函数对象。
具体来说，仿函数就是将函数的特性赋予到类上，使得这个类有了类似函数的行为。
1.2 仿函数的优势
C++设计仿函数之初，其实就是想替代庞杂难懂的函数指针，将函数指针替换为简单易懂的仿函数。
这里列举两个常用的仿函数——less和greater
template<class T>
struct less
{
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x < y;
}
};
template<class T>
struct greater
{
bool operator()(const T& x, const T& y)
{
return x > y;
}
};
二、priority_queue
细节：
- priority_queue也是容器适配器，默认容器使用vector
- 其底层数据结构是堆，并且默认情况为大堆
如果不了解堆，可以先看往期【数据结构】【版本2.0】【树形深渊】——二叉树入侵 - 为了能方便调整大小堆，增加了仿函数的模板
template<class T, class Container = vector<T>, class ***pare = less<T>>
class priority_queue
{
public:
private:
Container _con;
};
悄悄说一句：其实容器模板和仿函数模板位置互换，才更加合理！（平时不怎么会换默认容器，但是会经常换仿函数来控制大小堆）
2.1 push
入堆
细节：
- 先尾插元素
- 再使用向上调整算法
void push(const T& x)
{
_con.push_back(x);
adjust_up(_con.size() - 1);
}
向上调整算法
细节：
- 构造一个仿函数模板对象，再利用重载的（）运算符进行比较（当然，也可以使用匿名对象）
void adjust_up(int child)
{
***pare ***;
int parent = (child - 1) / 2;
while (child > 0)
{
if (***(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
child = parent;
parent = (child - 1) / 2;
}
else
{
break;
}
}
}
2.2 pop
出堆
细节：
- 先首尾元素互换
- 再尾删元素
- 最后使用向下调整算法
void pop()
{
swap(_con[0], _con[_con.size() - 1]);
_con.pop_back();
adjust_down(0);
}
向下调整算法
细节：
- 构造一个仿函数模板对象，再利用重载的（）运算符进行比较（当然，也可以使用匿名对象）
void adjust_down(int parent)
{
***pare ***;
int child = parent * 2 + 1;
while (child < _con.size())
{
if (child + 1 < _con.size() && ***(_con[child], _con[child+1]))
{
++child;
}
if (***(_con[parent], _con[child]))
{
swap(_con[parent], _con[child]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
2.3 top
获取堆顶元素
const T& top() const
{
return _con[0];
}
2.4 size
获取堆中有效元素个数
size_t size() const
{
return _con.size();
}
2.5 empty
判断堆是否为空
bool empty() const
{
return _con.empty();
}
三、反向迭代器
其实，反向迭代器也是一种适配器，它是根据不同容器的正向迭代器，来生成对应的反向迭代器。
同时，反向迭代器追求一种对称美，rbegin()在end()，rend()在begin()。
3.1 成员变量与默认成员函数
细节：
- 仍然使用struct，标明公有属性
- 成员变量是一个正向迭代器
- 提供带参构造函数（其余的默认成员函数不用显式定义，浅拷贝即可）
template<class Iterator, class Ref, class Ptr>
struct __reverse_iterator
{
typedef __reverse_iterator self;
Iterator _cur;
__reverse_iterator(Iterator it)
: _cur(it)
{}
};
3.2 operator*
细节：
- 迭代器先自减，再解引用返回
- 返回引用，为了区别普通迭代器和const迭代器
Ref operator*()
{
Iterator tmp = _cur;
return *--tmp;
}
3.3 operator->
细节：
- 直接调用operator*()，根据不同容器的数据取地址返回
- 返回指针，为了区别普通迭代器和const迭代器
Ptr operator->()
{
return &(operator*());
}
3.4 operator++
细节：
- 反向迭代器的++，就是正向迭代器的- -
- 为了区分前置和后置，后置参数加上int（无实际意义，以示区分）
- 前置传引用返回，后置传值返回
self& operator++()
{
--_cur;
return *this;
}
self operator++(int)
{
Iterator tmp = _cur;
--_cur;
return tmp;
}
3.5 operator- -
细节：同上
self& operator--()
{
++_cur;
return *this;
}
self operator--(int)
{
Iterator tmp = _cur;
++_cur;
return tmp;
}
3.6 relational operators
bool operator!=(const self& s)
{
return _cur != s._cur;
}
bool operator==(const self& s)
{
return _cur == s._cur;
}
四、反向迭代器的适用
4.1 vector
template<class T>
class vector
{
public:
typedef T* iterator;
typedef const T* const_iterator;
typedef __reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef __reverse_iterator<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
//...
}
4.1.1 rbegin
reverse_iterator rbegin()
{
return reverse_iterator(end());
}
const_reverse_iterator rbegin() const
{
return const_reverse_iterator(end());
}
4.1.2 rend
reverse_iterator rend()
{
return reverse_iterator(begin());
}
const_reverse_iterator rend() const
{
return const_reverse_iterator(begin());
}
4.2 list
template<class T>
class list
{
public:
typedef __list_node<T> node;
typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator;
typedef __list_iterator<T, const T&, const T*> const_iterator;
typedef __reverse_iterator<iterator, T&, T*> reverse_iterator;
typedef __reverse_iterator<iterator, const T&, const T*> const_reverse_iterator;
iterator begin()
{
return iterator(_head->_next);
}
const_iterator begin() const
{
return const_iterator(_head->_next);
}
iterator end()
{
return iterator(_head);
}
const_iterator end() const
{
return const_iterator(_head);
}
//...
}
4.2.1 rbegin
reverse_iterator rbegin()
{
return reverse_iterator(end());
}
const_reverse_iterator rbegin() const
{
return const_reverse_iterator(end());
}
4.2.2 rend
reverse_iterator rend()
{
return reverse_iterator(begin());
}
const_reverse_iterator rend() const
{
return const_reverse_iterator(begin());
}
总结
这次学习了仿函数的概念和基本用法，对于升降序、大小堆等转换具有极大便利。同时实现了新的容器适配器——priority_queue（优先级队列），实际上就是堆。并且也完美实现了同为适配器的反向迭代器，至此，对于适配器有了更深一步的了解和运用。
