STL --- 七. 适配器（Adapters）

1、STL适配器介绍和分类

2、迭代器适配器

3、容器适配器

4、函数适配器

1、STL适配器介绍和分类

STL适配器是一种将一个容器（或其他数据结构）转换为另一种容器（或数据结构）的功能。

它们是一种高效的工具，用于将现有的代码与STL容器一起使用，同时也允许开发人员根据需要进行自定义。

（1）迭代器适配器：将迭代器转换为另一种类型的迭代器，例如反向迭代器。

（2）容器适配器：将一种容器类型转换为另一种容器类型，例如将栈转换为队列。

（3）函数适配器：将一个函数转换为另一种函数，例如使用bind()函数将一个参数绑定到函数中。

STL适配器提供了一种方便的方法来重用现有的代码，并且可以大大减少开发时间和代码量。

2、迭代器适配器

STL迭代器适配器是指一些函数和类，它们可以将一个迭代器转换成另一个迭代器，或者修改一个迭代器的行为。这些适配器可以帮助我们更方便地使用STL中的算法和容器。

常见的STL迭代器适配器包括：

（1）back_insert_iterator：将元素插入容器的末尾。

（2）front_insert_iterator：将元素插入容器的开头。

（3）insert_iterator：将元素插入容器的任意位置。

（4）reverse_iterator：将迭代器的遍历顺序反转。

（5）istream_iterator：从输入流中读取元素。

（6）ostream_iterator：将元素输出到输出流中。

使用这些迭代器适配器，我们可以更方便地实现一些常见的操作，比如将元素插入到容器中、遍历容器的逆序、从文件中读取数据等。

迭代器的一些示例：

（1）back_inserter是一个适配器，可以将一个迭代器转换为一个插入器迭代器。它可以将元素添加到容器的末尾：

std::vector<int> v1 {1, 2, 3};
std::vector<int> v2;
std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v2));

在上面的示例中，back_inserter(v2)将返回一个插入器迭代器，该迭代器可以将元素添加到v2的末尾。使用std::copy算法将v1的元素复制到v2时，back_inserter(v2)将确保将元素添加到v2的末尾。

（2）front_inserter是一个适配器，可以将一个迭代器转换为一个插入器迭代器。它可以将元素添加到容器的开头：

std::vector<int> v1 {1, 2, 3};
std::vector<int> v2;
std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::front_inserter(v2));

在上面的示例中，front_inserter(v2)将返回一个插入器迭代器，该迭代器可以将元素添加到v2的开头。使用std::copy算法将v1的元素复制到v2时，front_inserter(v2)将确保将元素添加到v2的开头。

（3）inserter是一个适配器，可以将一个迭代器转换为一个插入器迭代器。它可以将元素添加到容器的任意位置：

std::vector<int> v1 {1, 2, 3};
std::vector<int> v2 {4, 5, 6};
std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::inserter(v2, v2.begin()+1));

在上面的示例中，inserter(v2, v2.begin()+1)将返回一个插入器迭代器，该迭代器可以将元素添加到v2的第2个位置（v2.begin()+1）。使用std::copy算法将v1的元素复制到v2时，inserter(v2, v2.begin()+1)将确保将元素添加到v2的第2个位置。

3、容器适配器

STL（标准模板库）提供了多种容器适配器，用于提供不同的容器类的接口和实现。以下是常见的容器适配器：

（1）stack（栈）：基于 deque（双端队列）实现，提供了栈的接口，即后进先出（LIFO）的数据结构。

（2）queue（队列）：基于 deque（双端队列）实现，提供了队列的接口，即先进先出（FIFO）的数据结构。

（3）priority_queue（优先队列）：基于 vector（动态数组）或 deque（双端队列）实现，提供了优先队列的接口，即按照一定的优先级顺序取出元素。

（4）bitset（位集）：提供了一种高效的方式来存储和操作位序列，可以用于位运算和布尔逻辑运算。

这些容器适配器都是基于现有的容器类实现的，因此可以根据具体的需求选择适当的容器适配器。

4、函数适配器

STL 函数适配器是一种能够修改现有函数的参数、返回值或调用方式的工具。它们将一种函数类型转换为另一种函数类型，使得可以在不改变原有函数的情况下，适应不同的需求。

STL 函数适配器有三种类型：

（1）函数指针适配器（Function Pointer Adapters）：将一个函数指针转换成另一个函数指针，以适应不同的参数或返回值类型。

（2）函数对象适配器（Function Object Adapters）：将一个函数对象转换成另一个函数对象，以适应不同的参数或返回值类型。

（3）迭代器适配器（Iterator Adapters）：将一个迭代器转换成另一个迭代器，以适应不同的迭代方式或容器类型。

STL 函数适配器可以大大提高代码的复用性和可读性，使得我们能够更加灵活地使用现有的函数库。

STL函数适配器一些示例：

（1）bind函数适配器

bind 的基本语法如下：std::bind(func, arg1, arg2, ..., argN)其中，func 表示需要绑定的函数或函数指针，arg1, arg2, ..., argN 表示需要绑定的参数。
绑定后的函数对象可以通过调用 operator()() 方法执行。

bind函数适配器可以将一个函数的参数绑定到指定的值上，从而产生一个新的函数对象。

例如，将一个二元函数的第一个参数绑定到5，产生一个新的一元函数：

#include <iostream>
#include <functional>using namespace std;
using namespace placeholders;int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {auto f = bind(add, 5, _1);cout << f(3) << endl; // 输出8return 0;
}

（2）mem_fn函数适配器

mem_fn函数适配器可以将一个类成员函数转换为一个函数对象，从而可以方便地在算法中使用。

例如，将一个类成员函数传递给find_if算法：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <functional>using namespace std;class Person {
public:Person(string name, int age) : name_(name), age_(age) {}bool isAdult() const {return age_ >= 18;}
private:string name_;int age_;
};int main() {vector<Person> people{{"Tom", 20}, {"Jerry", 15}, {"Alice", 25}};auto it = find_if(people.begin(), people.end(), mem_fn(&Person::isAdult));if (it != people.end()) {cout << it->isAdult() << endl; // 输出1}return 0;
}

std::find_if 是C++ STL中的一个算法，用于在容器中查找符合特定条件的元素。它接受三个参数：容器的起始和结束迭代器，以及一个谓词函数（predicate function），用于判断每个元素是否符合条件。std::find_if会从容器的起始位置开始依次遍历每个元素，直到找到符合条件的元素或遍历到容器的末尾。如果找到符合条件的元素，则返回该元素的迭代器；否则返回容器的结束迭代器。

std::mem_fn 是一个函数模板，用于创建一个可调用对象，该对象将成员函数作为其操作，并将对象作为其第一个参数。这个可调用对象可以用来调用成员函数，并可以绑定到一个对象上。

（3）not1和not2函数适配器

not1和not2函数适配器可以将一个一元或二元谓词函数取反，从而可以方便地在算法中使用。

例如，使用not1将一个判断是否为偶数的谓词函数取反：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <functional>using namespace std;bool isEven(int num) {return num % 2 == 0;
}int main() {vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5};auto it = find_if(nums.begin(), nums.end(), not1(ptr_fun(isEven)));if (it != nums.end()) {cout << *it << endl; // 输出1}return 0;
}

（4）transform函数适配器

transform函数适配器可以将一个函数应用于一个序列中的每个元素，从而生成一个新的序列。

例如，将一个序列中的所有元素加1：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <functional>using namespace std;int main() {vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5};vector<int> result;transform(nums.begin(), nums.end(), back_inserter(result), bind(plus<int>(), _1, 1));for (auto num : result) {cout << num << " "; // 输出2 3 4 5 6}cout << endl;return 0;
}