for

it2022-05-05  111

http://www.cnblogs.com/Purple_Xiapei/archive/2012/05/27/2520477.html

 

Abstract之前在(原創) 如何使用for_each() algorithm? (C/C++) (STL) 曾經討論過for_each(),不過當時功力尚淺,只談到了皮毛而已,這次看了effective STL的item 41、43後,對for_each()又有了更深入的了解,因此做了本篇心得報告。Motivation看到了eXile的C++中实现 foreach使用了巨集對foreach做改善,也看到了很多人對STL style的for_each()做討論,使我想對STL的for_each()再做了一次研究。Introduction學習過STL的container後,想要存取每一個iterator,你一定寫過以下的程式

#include <vector> #include <iostream> using namespace std; int main()  {  int ia[] = {1, 2, 3};  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));    for(vector<int>::const_iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); ++iter) {    cout << *iter << endl;  }}

執行結果

1 2 3

當時我覺得STL什麼都好,就是以下這一串又臭又長

for(vector<int>::const_iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); ++iter)  {

若不常寫,一時還會寫不出來,其實若配合container,C++其實不應該這樣寫迴圈,正確的方式該使用for_each(),語法會變的相當簡單。for_each()事實上是個function template,其實做如下[effective STL item 41]

template<typename InputIterator, typename Function> Function for_each(InputIterator beg, InputIterator end, Function f)  {  while(beg != end)     f(*beg++);}

由以上source可知,for_each()只能配合global function和function object。以下我們將對procedure based、object oriented、generics三種paradigm與for_each()搭配做探討。Procedure Based與for_each()搭配1.不傳入參數

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_GlobalFunction.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with global function 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>1213using namespace std;1415void printElem(int& elem) {16  cout << elem << endl;17}1819int main() {20  int ia[] = {1, 2, 3};21  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));22  23  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem);24}

執行結果

1 2 3

23行

for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem);

只需將vector::begin(),vector::end()和global function name傳給for_each()即可,再也不用for迴圈那種複雜的語法了。 2.傳入參數若要傳參數給global function,就不能再只傳global function name而已,必須透過ptr_fun()這個function adapter將global function轉成function object,然後再用bind2nd()將參數bind成一個function object。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_GlobalFunctionWithParameter.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with global function with Parameter 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516void printElem(int elem, const char* prefix) {17  cout << prefix << elem << endl;18}1920int main() {21  int ia[] = {1, 2, 3};22  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));23  24  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), bind2nd(ptr_fun(printElem), "Element:"));25}

執行結果

Element:1 Element:2 Element:3

Object Oriented與for_each()搭配1.不傳入參數使用function object

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_FunctionObject.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with function object 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>1213using namespace std;1415struct printElem {16  void operator() (int elem) {17    cout << elem << endl;18  } 19};2021int main() {22  int ia[] = {1, 2, 3};23  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));24  25  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem());26}

執行結果

1 2 3

2.傳入參數若使用function object,也可以將參數傳給printElem(),透過constructor的技巧接收參數。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_FunctionObjectWithParameter.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with function object with parameter 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>1213using namespace std;1415struct printElem {16  const char* _prefix;1718  printElem(const char* prefix) : _prefix(prefix) {}19  20  void operator() (int elem) {21    cout << _prefix << elem << endl;22  } 23};2425int main() {26  int ia[] = {1, 2, 3};27  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));28  29  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem("Element:"));30}

執行結果 

Element:1 Element:2 Element:3

function object有很多種寫法,但只要是function object都可以跟for_each()合作。3.member_function與for_each()搭配3.1 不傳入參數本文的重點來了,在物件導向世界裡,最常用的就是for_each()配合member function,這該怎麼寫呢?直覺會這樣子寫

for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(),&Door::open);

由於global function name本身就是一個pointer,所以想藉由&Door::open傳進一個address,但這樣compile並不會過,正確解法是

for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun_ref(&Door::open));

透過mem_fun_ref()這個function adapter將member function轉成function object。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3 4Filename    : GenericAlgo_for_each_MemberFunctionObject.cpp 5Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 6Description : Demo how to use for_each with member function with object 7Release     : 05/11/2007 1.0 8*/ 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516class Door {17public:18  void open() const {19    cout << "open door horizontally" << endl;20  }21  22  void close() const {23    cout << "close door horizontally" << endl;24  }25};2627class DoorController {28protected:29  vector<Door> _doorVec;30  31public:32  void addDoor(Door aDoor) {33    _doorVec.push_back(aDoor);34  }35  36  void openDoor() const {37    for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun_ref(&Door::open));38  }39};4041int main() {42  DoorController dc;43  dc.addDoor(Door());44  dc.addDoor(Door());45  dc.openDoor();46}

執行結果

open door horizontally open door horizontally

37行

for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun_ref(&Door::open));

值得注意的是,mem_fun_ref()用在object的member function。若要搭配多型,vector必須放pointer,也就是得使用object pointer的member function,此時得使用mem_fun()將member function轉成function object。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3 4Filename    : GenericAlgo_for_each_MemberFunctionObjectPointer.cpp 5Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 6Description : Demo how to use for_each with member function with object pointer 7Release     : 05/11/2007 1.0 8*/ 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516class AbstractDoor {17public:18  virtual void open() const {19    cout << "open door horizontally" << endl;20  }21  22  virtual void close() const {23    cout << "close door horizontally" << endl;24  }25};2627class HorizontalDoor : public AbstractDoor {28};2930class VerticalDoor : public AbstractDoor {31public:32  void open() const {33    cout << "open door vertically" << endl;34  }35  36  void close() const {37    cout << "close door vertically" << endl;38  }39};4041class DoorController {42protected:43  vector<AbstractDoor*> _doorVec;44  45public:46  void addDoor(AbstractDoor& aDoor) {47    _doorVec.push_back(&aDoor);48  }49  50  void openDoor() const {51    for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun(&AbstractDoor::open));52  }53};5455int main() {56  DoorController dc;57  dc.addDoor(HorizontalDoor());58  dc.addDoor(VerticalDoor());59  dc.openDoor();60}

執行結果

open door horizontally open door vertically

51行

for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), mem_fun(&AbstractDoor::open));

使用了mem_fun()。3.2傳入參數問題又來了,若要使member function也傳入參數呢?這時得使用bind2nd將function object和參數bind在一起,變成另外一個新的function object。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3 4Filename    : GenericAlgo_for_each_MemberFunctionObjectPointerWithParameter.cpp 5Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 6Description : Demo how to use for_each with member function with object pointer 7Release     : 05/11/2007 1.0 8*/ 9#include <iostream>10#include <vector>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516class AbstractDoor {17public:18  virtual void open() const {19    cout << "open door horizontally" << endl;20  }21  22  virtual void close() const {23    cout << "close door horizontally" << endl;24  }25  26  virtual void openDoorBy(const char* name) const {27    cout << name << " ";28    open();29  }30};3132class HorizontalDoor : public AbstractDoor {33};3435class VerticalDoor : public AbstractDoor {36public:37  void open() const {38    cout << "open door vertically" << endl;39  }40  41  void close() const {42    cout << "close door vertically" << endl;43  }44};4546class DoorController {47protected:48  vector<AbstractDoor*> _doorVec;49  50public:51  void addDoor(AbstractDoor& aDoor) {52    _doorVec.push_back(&aDoor);53  }54  55  void openDoor() const {56    for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), bind2nd(mem_fun(&AbstractDoor::openDoorBy), "John"));57  }58};5960int main() {61  DoorController dc;62  dc.addDoor(HorizontalDoor());63  dc.addDoor(VerticalDoor());64  dc.openDoor();65}

執行結果

1 John open door horizontally 2 John open door vertically

56行

for_each(_doorVec.begin(), _doorVec.end(), bind2nd(mem_fun(&AbstractDoor::openDoorBy), "John"));

透過了bind2nd將參數結合後,成為一個新的function object。Generics與for_each()搭配1.Function Template1.1不傳入參數在泛型世界裡,那for_each()該怎麼配合function template呢?

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_FunctionTemplate.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with function template 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>1213using namespace std;1415template<typename T>16void printElem(T elem) {17  cout << elem << endl;18}1920int main() {21  int ia[] = {1, 2, 3};22  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));23  24  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem<int>);25  //for_each(ivec.begin(), ivec.end(), (void(*)(int))printElem);26}

執行結果

1 2 3

若使用function template,有兩種寫法一種是

for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem<int>);

由於template function需要在compile時確定型別,所以要加上<int>確定為int型別。另外一種寫法

for_each(ivec.begin(), ivec.end(), (void(*)(int))printElem);

template function並沒有確定型別,但轉成function pointer時,並須明確轉成int型別的function pointer。1.2 傳入參數若要如function object那樣能傳參數呢?funtion template是可以,不過有些限制,若使用nontype parameter,只能使用以下三種型別1.int或enum2.pointer:pointer to object,pointer to function,pointer to member。3.reference:reference to object,reference to function。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_FunctionTemplateWithNontypeParameter.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with function template with nontype parameter 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>1213using namespace std;1415template<typename T, int i>16void printElem(T elem) {17  cout << i << ":"  << elem << endl;18}1920int main() {21  int ia[] = {1, 2, 3};22  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));23  24  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem<int, 5>);25}

執行結果

5:1 5:2 5:3

所以無法如function object那樣可以傳入字串或任意型別,最少在目前ISO C++標準是做不到的。既然討論了function template,那最具威力的class template是否也能搭配for_each()?2.Class Template2.1 不傳入參數

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_ClassTemplate.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with class template 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516template<typename T>17class printElem : public unary_function<T, void> {18public:19  void operator() (T elem) {20    cout << elem << endl;21  }22};2324int main() {25  int ia[] = {1, 2, 3};26  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));27  28  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem<int>());29}

執行結果

1 2 3

17行

class printElem : public unary_function<T, void>  {

因為printElem只接受for_each()所傳的參數,算是單參數而已,所以public繼承了unary_function<T,void>,因為for_each的定義

template <class InputIterator, class UnaryFunction> UnaryFunction for_each(InputIterator first, InputIterator last, UnaryFunction f);

傳進去的是UnaryFunction型別,第一個type parameter T表示傳入的型別,第二個type parameter void,表示回傳的型別,最後重新定義operator()。2.2 傳入參數若要使class template也能傳入參數,一樣利用function object的技巧,借用constructor。

 1 /*  2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com 3Filename    : GenericAlgo_for_each_ClassTemplateWithParameter.cpp 4Compiler    : Visual C++ 8.0 / BCB 6.0 / gcc 3.4.2 / ISO C++ 5Description : Demo how to use for_each with class template & parameter 6Release     : 05/11/2007 1.0 7*/ 8#include <iostream> 9#include <vector>10#include <iostream>11#include <algorithm>12#include <functional>1314using namespace std;1516template<typename T, typename U>17class printElem : public unary_function<T, void> {18private:19  U _prefix;20  21public:22  printElem(U prefix) : _prefix(prefix) {}23  24  void operator() (T elem) {25    cout << _prefix << elem << endl;26  }27};2829int main() {30  int ia[] = {1, 2, 3};31  vector<int> ivec(ia, ia + sizeof(ia) / sizeof(int));32  33  for_each(ivec.begin(), ivec.end(), printElem<int, const char*>("Element:"));34}

執行結果

Element:1 Element:2 Element:3

ConclusionSTL的for_each()事實上很好用,不過由於限制很多,所以常令很多新手卻步,本文試著將所有會遇到問題的地方都提出來討論,包括procedure based、object oriented、generics三種paradigm與for_each()的搭配都涵蓋了,希望對各位有幫助。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/virusolf/p/4906654.html


最新回复(0)