C++ STL+泛式编程合集

template <typename T>
class MyTemplateClass {
public:
    typedef typename T::NestedType NestedType;
};

template <typename T>
void MyTemplateFunction() {
    typename T::SomeType variable;
    // ...
}

#include <array>
#include <iostream>
#include <ctime> 
#include <cstdlib> //qsort, bsearch, NULL

void test_array() {
    cout << "\n test_array().......... \n";

    // 创建一个包含long型元素的array容器，ASIZE为数组的大小
    array<long, ASIZE> c;

    // 记录开始时间
    clock_t timeStart = clock();

    // 填充数组 c 中的元素，使用 rand() 生成随机数
    for (long i = 0; i < ASIZE; ++i) {
        c[i] = rand();
    }
    // 输出填充数组所花费的毫秒数
    cout << "milli-seconds : " << (clock() - timeStart) << endl;

    // 输出数组的大小、第一个元素、最后一个元素、起始地址
    cout << "array.size()= " << c.size() << endl;
    cout << "array.front()= " << c.front() << endl;
    cout << "array.back()= " << c.back() << endl;
    cout << "array.data()= " << c.data() << endl;

    // 获取目标值
    long target = get_a_target_long();

    // 记录开始时间
    timeStart = clock();
    // 使用标准库的 qsort 函数（快排）对数组 c 进行排序
    ::qsort(c.data(), ASIZE, sizeof(long), compareLongs);

    // 使用标准库的 bsearch 函数（二分查找）在排序后的数组中搜索目标值
    long* pItem = (long*)::bsearch(&target, c.data(), ASIZE, sizeof(long), compareLongs);
    // 输出排序和搜索所花费的毫秒数
    cout << "qsort()+bsearch(), milli-seconds : " << (clock() - timeStart) << endl;

    // 如果找到目标值，输出该值；否则输出未找到消息
    if (pItem != NULL)
        cout << "found, " << *pItem << endl;
    else
        cout << "not found! " << endl;
}

template <typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct array
{
	typedef _Tp value_type;
	typedef _Tp* pointer;
	typedef value_type* iterator; // 迭代器为_Tp*


	value_type _M_instance[_Nm ? _Nm : 1]; // 如果_Nm为0，就分配一个空间

	iterator begin() { return iterator(&_M_instance[0]); }
	iterator end() { return iterator(&_M_instance[_Nm]); }
	...
};

// GCC4.9通过多个typedef以下面的逻辑创建的array里的data
typedef int T[100]; // T即类型int[100] 
T c; // 与int c[100]一样

#include <vector>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <cstdlib> //abort()
#include <cstdio>  //snprintf()
#include <iostream>
#include <ctime> 
#include <algorithm> 	//sort()

// 测试函数，接受一个引用类型的长整型参数
void test_vector(long& value)
{
    cout << "\ntest_vector().......... \n";
     
    vector<string> c;  	// 创建一个字符串类型的向量
    char buf[10];
    
    clock_t timeStart = clock();	// 记录开始时间							
    for(long i=0; i< value; ++i)	// 循环插入随机生成的字符串
    {
        try {
            snprintf(buf, 10, "%d", rand());	// 将随机整数转换为字符串
            c.push_back(string(buf));     	// 将字符串添加到向量中
        } // 这里是处理异常，如内存不够
        catch(exception& p) {
            cout << "i=" << i << " " << p.what() << endl;	
            // 输出出现异常的信息以及对应的索引值
            // 曾經最高 i=58389486 then std::bad_alloc
            abort();	// 异常处理后中止程序
        }
    }
    cout << "milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;	// 输出填充向量花费时间
    cout << "vector.max_size()= " << c.max_size() << endl;	// 输出向量的最大容量
    cout << "vector.size()= " << c.size() << endl;	// 输出向量的实际大小
    cout << "vector.front()= " << c.front() << endl;	// 输出向量的首元素
    cout << "vector.back()= " << c.back() << endl;	// 输出向量的末尾元素
    cout << "vector.data()= " << c.data() << endl;	// 输出向量地址
    cout << "vector.capacity()= " << c.capacity() << endl << endl;	// 输出向量的容量

    // 直接find来查找————次序查找
    string target = get_a_target_string();	// 获取一个目标字符串
    {
        timeStart = clock();	// 记录开始时间
        auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);	// 在向量中查找目标字符串
        cout << "std::find(), milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  
        
        if (pItem != c.end())
            cout << "found, " << *pItem << endl << endl;	// 输出找到的目标字符串
        else
            cout << "not found! " << endl << endl;	// 输出未找到目标字符串
    }

    // 先排序再二分法查找
    {
        timeStart = clock();	// 记录开始时间
        sort(c.begin(), c.end());	// 对向量中的字符串进行排序
        cout << "sort(), milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl; 
        
        timeStart = clock();	    
        string* pItem = (string*)::bsearch(&target, (c.data()), 
                                           c.size(), sizeof(string), compareStrings); 
        cout << "bsearch(), milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl; 
       
        if (pItem != NULL)
            cout << "found, " << *pItem << endl << endl;	// 输出在排序后向量中找到的目标字符串
        else
            cout << "not found! " << endl << endl;	// 输出在排序后向量中未找到目标字符串
    }
    
    c.clear();	// 清空向量中的数据
    test_moveable(vector<MyString>(),vector<MyStrNoMove>(), value);	// 调用另一个函数进行测试
}

c.push_back(string(buf));

template <class T, class Alloc = alloc>
class vector
{
public:
	typedef T value_type;
	typedef value_type* iterator; // 迭代器就是T*
	typedef value_type& reference;
	typedef size_t size_type;
protected:
	iterator start;
	iterator finish;
	iterator end_of_storage;
public:
	iterator begin() { return start; }
	iterator end() { return finish; }
	size_type size() const { return size_type(end() - begin()); }
	size_type capacity() const { return size_type(end_of_storage - begin()); }
	bool empty() const { return begin() == end(); }
	reference operator[](size_type n) { return *(begin() + n); }
    // 所有连续储存的容器都有[]的重载
	reference front() { return *begin(); }
	reference back() { return *(end() - 1); }
}

void push_back(const T& x)
{
    if (finish != end_of_storage) // 还有备用空间
    {
        construct(finish, x); // 全局函数
        ++finish;
    }
    else // 无备用空间
        insert_aux(end(), x);
}

template <class T, class Alloc>
void vector<T, Alloc>::insert_aux(iterator position, const T& x){
if (finish != end_of_storage){ // insert_aux还会被其他函数调用所以还有检查
    // 在‘备用空间起始处’构建一个元素以vector最后一个元素为初值
    // insert_aux也可能被insert调用，元素插入位置不定
    construct(finish, *(finish - 1));
    ++finish;
    T x_copy = x;
    copy_backward(position, finish - 2, finish - 1);
    *position = x_copy;
}
else{
    const size_type old_size = size();
    const size_type len = old_size != 0 ? 2 * old_size : 1;
    // 原大小为0，则分配1；否则，分配原大小的2倍
    
    iterator new_start = data_allocator::allocate(len);
    iterator new_finish = new_start;
    try{
        // 拷贝安插点前的原内容
        new_finish = uninitialized_copy(start, position, new_start);
        construct(new_finish, x);
        ++new_finish;
        // 拷贝安插点后的原内容
        new_finish = uninitialized_copy(position, finish, new_finish);
    }
    catch (...){
        destroy(new_start, new_finish);
        data_allocator::deallocate(new_start, len);
        throw;
    }
    // 解构并释放原vector
    destroy(begin(), end());
    deallocate();
    // 调整迭代器，指向新vector
    start = new_start;
    finish = new_finish;
    end_of_storage = new_start + len;
}

// 同理
void test_list(long& value)
{ 
    ...
        
    list<string> c;  // 创建一个字符串列表  	
    char buf[10];  // 字符串缓冲区
	
    ...
		
    string target = get_a_target_string();  // 获取目标字符串		
    timeStart = clock();		
    auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);  // 在列表中查找目标字符串						
    cout << "std::find()，milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出查找时间		
	
    ...
    	
    timeStart = clock();		
    c.sort();  // 对列表进行排序						
    cout << "c.sort(), milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出排序时间		    	

    c.clear();  // 清空	 
}

// list class
template <class T, class Alloc = alloc>
class list
{
protected:
	typedef __list_node<T> list_node;
public:	
	typedef list_node* link_type;
	typedef __list_iterator<T, T&, T*> iterator; // 迭代器，每一个容器都会 typedef
	// 只传一个参数就行了 不理想
protected:
	link_type node; // 一个 __list_node<T> 的指针
...
};

// 节点 class
template <class T>
struct __list_node
{
	typedef void* void_pointer; // 每次用还要转换类型 不理想
	void_pointer prev;
	void_pointer next;
	T data;
};

// iterator class
template <class T, class Ref, class Ptr>
struct __list_iterator
{
	typedef __list_iterator<T, T&, T*> self;
	typedef bidirectional_iterator_tag iterator_category; // (1)双向迭代器	
	typedef T value_type; // (2)迭代器所指对象的类型
	typedef Ptr pointer; // (3)迭代器所指对象的指针类型
	typedef Ref reference; // (4)迭代器所指对象的引用类型
	typedef __list_node<T>* link_type;
	typedef ptrdiff_t difference_type; // (5)两个迭代器之间的距离类型

	link_type node; // iterator本体，一个指向__list_node<T>的指针

	reference operator*() const { return (*node).data; }
	pointer operator->() const { return &(operator*()); }
	self& operator++() // ++i
    {
        node = (link_type)((*node).next); // 移到下一个节点
        return *this; 
    }
	self operator++(int) // i++ 为了区分加上了一个参数其实无用
    {
        self tmp = *this; 
        ++*this; 
        return tmp; 
    }
	...
};

// 同理
void test_forward_list(long& value)
{
    ...
     
    forward_list<string> c;  // 创建一个前向列表  	
    char buf[10];  // 字符串缓冲区
			
    ...
    
    
    string target = get_a_target_string();  // 获取目标字符串	
    timeStart = clock();	
    auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);  // 在前向列表中查找目标字符串	
    cout << "std::find()，milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出查找时间		
	
    ...
    	
    timeStart = clock();		
    c.sort();  // 进行排序					
    cout << "c.sort()， milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出排序时间		
	
    c.clear();  // 清空	 
}

void test_deque(long& value)
{
    ...
     
    deque<string> c;  // 创建一个双端队列  	
    char buf[10];  // 字符串缓冲区
	
    ...
    
    string target = get_a_target_string();  // 获取目标字符串	
    timeStart = clock();	
    auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);  // 在队列中查找目标字符串	
    cout << "std::find()，milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出查找时间		
	
    ...
    	
    timeStart = clock();		
    sort(c.begin(), c.end());  // 对队列进行排序					
    cout << "sort()，milli-seconds : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出排序时间		
	
    c.clear();  // 清空队列
}

template <class T, class Alloc = alloc, size_t BufSiz = 0>
class deque
{
public:
	typedef T value_type;
	typedef __deque_iterator<T, T&, T*, BufSiz> iterator;
	typedef size_t size_type;
	typedef T* pointer;
protected:
	typedef pointer* map_pointer; // T** 指向指针的指针
protected:
	iterator start;
	iterator finish;
	map_pointer map;
	size_type map_size;
    // 两个迭代器:16*2，一个指针:4，一个size_t:4，一共40字节
public:
	iterator begin() { return start; }
	iterator end() { return finish; }
    size_type size() const { return finish - start; }
    ...
};

// deque迭代器
template <class T, class Ref, class Ptr, size_t BufSiz>
struct __deque_iterator
{
	typedef random_access_iterator_tag iterator_category; // (1)
	typedef T value_type; // (2)
	typedef Ptr pointer; // (3)
	typedef Ref reference; // (4)
	typedef size_t size_type;
	typedef ptrdiff_t difference_type; // (5)
	typedef T** map_pointer;
	typedef __deque_iterator self;

	T* cur;
	T* first;
	T* last;
	map_pointer node; // 指向指针的指针
    // 四个指针，一共16字节
	...
};

iterator insert(iterator position, const T& x)
{
    if (position.cur == start.cur) // 插入点在deque最前端      
    {							// 交给push_front
        push_front(x);
        return start;
    }
    else if (position.cur == finish.cur) // 插入点在deque最尾端
    {								  // 交给push_front
        push_back(x);
        iterator tmp = finish;
        --tmp;
        return tmp;
    }
    else // 在中间插入
    {
        return insert_aux(position, x);
    }   
}

iterator insert_aux(iterator pos, const T& x)
{
    difference_type index = pos - start; // 安插点前元素个数
    value_type x_copy = x;
    if (index < size() / 2) // 安插点前的元素少————搬前面的
    {
        push_front(front());
        ...
        copy(front2, pos1, front1); // 搬元素
    }
    else // 安插点后的元素少————搬后面的
    {
        push_back(back());
        ...
        copy_backward(pos, back2, back1);
    }
    *pos = x_copy; // 安插点设新值
    return pos;
}

// queue
template<class T, class Sequence = deque<T>>
class queue
{
	...
protected:
	Sequence c; // 底层容器
public:
    // 都是通过底层容器来实现
	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(); }
};

// stack
template<class T, class Sequence = deque<T>>
class stack
{
	...
protected:
	Sequence c; // 底层容器
public:
    // 都是通过底层容器来实现
	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 Key, // key的类型
		 class Value, // Value里包含key和date
		 class KeyOfValue, // 从Value中取出key的仿函数
		 class Compare, // 比较key大小的仿函数
		 class Alloc = alloc>
class rb_tree
{
protected:
	typedef __rb_tree_node<Value> rb_tree_node;
	...
public:
	typedef rb_tree_node* link_type;
	...
protected:
	size_type node_count; // rb-tree节点数量，大小4
	link_type header; // 头指针，大小4
	Compare Key_compare; // key比大小的仿函数，大小1
    // sizeof: 9 ——> 12(填充到4的倍数)
    ...
};

void test_multiset(long& value)
{
    cout << "\ntest_multiset().......... \n";
     
    multiset<string> c;  // 创建一个multiset  	
    char buf[10];		
    clock_t timeStart = clock();  // 记录起始时间							
    for(long i=0; i< value; ++i)  // 添加元素到multiset中
    {
        try {
            snprintf(buf, 10, "%d", rand());  // 将随机数转换为字符串格式
            c.insert(string(buf));  // 将字符串插入multiset中     				
        }
        catch(exception& p) {  // 捕获可能的异常
            cout << "i=" << i << " " << p.what() << endl;  // 输出异常信息
            abort();  // 终止程序
        }
    }
    cout << "毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出时间差，计算插入时间	
    cout << "multiset.size()= " << c.size() << endl;  // 输出multiset大小	
    cout << "multiset.max_size()= " << c.max_size() << endl;  // 输出multiset的最大容量
    
    string target = get_a_target_string();	
    {
        timeStart = clock();
        auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);  // 在multiset中使用 std::find(...) 查找目标字符串
        cout << "std::find()，毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;		
        ...
    }
 	
    {
        timeStart = clock();		
        auto pItem = c.find(target);  // 在multiset中使用 c.find(...) 查找目标字符串
        cout << "c.find()，毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;		 
        ...
    }	
	 
    c.clear();  // 清空multiset
}

// set
template <class Key, class Compare = less<Key>, class Alloc = alloc>
class set
{
public:
	typedef Key key_type;
	typedef Key value_type;
	typedef Compare key_compare;
	typedef Compare value_compare;
private:
	typedef rb_tree<key_type, value_type, identity<value_type>, 
    			    key_compare, Alloc> rep_type;
	rep_type t; // 采用红黑树作为底层机制
public:
	typedef typename rep_type::const_iterator iterator;
	// 注意：这里是const_iterator，所以不能用iterator改元素
    ...
};

void test_multimap(long& value)
{
    ...
    multimap<long, string> c;  // 创建一个multimap，key 为 long 类型，value 为 string 类型  	
    char buf[10];
    clock_t timeStart = clock();  // 记录起始时间							
    for(long i=0; i< value; ++i)  // 添加元素到multimap中
    {
        try {
            snprintf(buf, 10, "%d", rand());  // 将随机数转换为字符串格式并复制到缓冲区
            // multimap 不可使用 [] 做 insertion 
            c.insert(pair<long, string>(i, buf));  // 将元素插入multimap中   						
        }
        catch(exception& p) {  // 捕获可能的异常
            cout << "i=" << i << " " << p.what() << endl;  // 输出异常信息
            abort();  // 终止程序
        }
    }
    cout << "毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出时间差，计算插入时间	
    cout << "multimap.size()= " << c.size() << endl;  // 输出multimap大小
    cout << "multimap.max_size()= " << c.max_size() << endl;  // 输出multimap的最大容量
    
    long target = get_a_target_long();		
    timeStart = clock();		
    auto pItem = c.find(target);  // 在multimap中查找目标 key								
    cout << "c.find()，毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;	 
    
    if (pItem != c.end())
        cout << "找到，value=" << (*pItem).second << endl;  // 如果找到，输出找到的值
    else
        cout << "未找到！" << endl;  // 如果未找到，输出未找到的信息	
    
    c.clear();  // 清空multimap		  					
}

template <class Key, // key的类型
		 class T, // data的类型
		 class Compare = less<Key>, 
		 class Alloc = alloc>
class map
{
public:
	typedef Key key_type;
	typedef T data_type;
	typedef T mapped_type;
	typedef pair<const Key, T> value_type;
    // 注意：这里是const Key ———— 防止改key
	typedef Compare key_compare;
private:
	typedef rb_tree<key_type, value_type, select1st<value_type>, key_compare, Alloc> rep_type;
	rep_type t; // 采用红黑树作为底层机制
public:
	typedef typename rep_type::iterator iterator;
	...
};

template <class Value, // Value里包含key和date
		  class Key, // key的类型
		  class HashFcn, // hash函数
		  class ExtractKey, // 从Value中取出key的方法
		  class EqualKey, // 判断key相等的函数
		  class Alloc>
class hashtable
{
public:
	typedef HashFcn hasher; 
	typedef EqualKey key_equal; // 判断key相等的函数
	typedef size_t size_type;
private:
    // 3个函数对象，大小一共3（应该是0，因为一些因素）
	hasher hash;
	key_equal equals;
	ExtractKey get_key;

	typedef __hashtable_node<Value> node;

	vector<node*, Alloc> buckets; // vector里3个指针，大小12
	size_type num_elements; // 大小4
    // 一共19 ——> 20（调整为4的倍数）
public:
	size_type bucket_count() const { return buckets.size(); }
};

void test_unordered_multiset(long& value)
{
    cout << "\ntest_unordered_multiset().......... \n";
     
    unordered_multiset<string> c;  // 创建一个 unordered_multiset  	
    char buf[10];
    clock_t timeStart = clock();  // 记录起始时间							
    for(long i=0; i< value; ++i)  // 添加元素到 unordered_multiset 中
    {
        try {
            snprintf(buf, 10, "%d", rand());  // 将随机数转换为字符串格式
            c.insert(string(buf));  // 将字符串插入 unordered_multiset 中   			  		
        }
        catch(exception& p) {  // 捕获可能的异常
            cout << "i=" << i << " " << p.what() << endl;  // 输出异常信息
            abort();  // 终止程序
        }
    }
    cout << "毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;  // 输出时间差，计算插入时间	
    cout << "unordered_multiset.size()= " << c.size() << endl;  // 输出 unordered_multiset 大小
    cout << "unordered_multiset.max_size()= " << c.max_size() << endl;  // 输出 unordered_multiset 的最大容量
    cout << "unordered_multiset.bucket_count()= " << c.bucket_count() << endl;  // 输出 unordered_multiset 的桶数量
    cout << "unordered_multiset.load_factor()= " << c.load_factor() << endl;  // 输出 unordered_multiset 的负载因子
    cout << "unordered_multiset.max_load_factor()= " << c.max_load_factor() << endl;  // 输出 unordered_multiset 的最大负载因子
    cout << "unordered_multiset.max_bucket_count()= " << c.max_bucket_count() << endl;  // 输出 unordered_multiset 的最大桶数量
    for (unsigned i=0; i< 20; ++i) {
        cout << "bucket #" << i << " has " << c.bucket_size(i) << " elements.\n";  // 输出前20个桶中的元素数量
    }					
				
    string target = get_a_target_string();	
    {
        timeStart = clock();
        auto pItem = find(c.begin(), c.end(), target);  // 在 unordered_multiset 中使用 std::find(...) 查找目标字符串
        cout << "std::find()，毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;	
        if (pItem != c.end())
            cout << "found, " << *pItem << endl;  // 如果找到，输出找到的元素
        else
            cout << "not found! " << endl;  // 如果未找到，输出未找到的信息	
    }
 
    {
        timeStart = clock();		
        auto pItem = c.find(target);  // 在 unordered_multiset 中使用 c.find(...) 查找目标字符串
        cout << "c.find()，毫秒数 : " << (clock()-timeStart) << endl;	 
        if (pItem != c.end())
            cout << "found, " << *pItem << endl;  // 如果找到，输出找到的元素
        else
            cout << "not found! " << endl;  // 如果未找到，输出未找到的信息	
    }		
	 
    c.clear();  // 清空unordered_multiset
}					

list<string, allocator<string>> c1;

int* p; 	
p = allocator<int>().allocate(512, (int*)0); // 临时变量调用函数
allocator<int>().deallocate(p,512); // 释放时需要指明之前申请的大小

pointer allocate(size_type _N, const void*){...} // 后面一个参数只是用来指明类型的
void deallocate(void _FARQ *_P, size_type){...}

template <class T, class Ref, class Ptr>
struct __list_iterator
{
    ...
	typedef bidirectional_iterator_tag iterator_category; // (1)迭代器类别：双向迭代器	
	typedef T value_type; // (2)迭代器所指对象的类型
	typedef Ptr pointer; // (3)迭代器所指对象的指针类型
	typedef Ref reference; // (4)迭代器所指对象的引用类型
	typedef ptrdiff_t difference_type; // (5)两个迭代器之间的距离类型
    // iter1-iter2 时，要保证数据类型以存储任何两个迭代器对象间的距离
    ...

}
// 迭代器回答

// | Λ
// | |
// | | 
// V |

// 算法直接提问
template <typename I>
inline void algorithm(I first, I last)
{
    ...
    I::iterator_category
    I::pointer
    I::reference
    I::value_type
    I::difference_type
    ...
}

// I是class iterator进
template <class I>
struct Iterator_traits
{
	typedef typename I::iterator_category iterator_category;
	typedef typename I::value_type value_type;
	typedef typename I::difference_type difference_type;
	typedef typename I::pointer pointer;
	typedef typename I::reference reference;
    // typename用于告诉编译器，接下来的标识符是一个类型名，而不是一个变量名或其他名称
    // I::iterator_category 是一个类型名
    // iterator_category是这个迭代器类型内部的一个嵌套类型（typedef ...）
};

// I是指向T的指针进
template <class T>
struct Iterator_traits<T*>
{
	typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef T value_type;
	typedef ptrdiff_t difference_type;
	typedef T* pointer;
	typedef T& reference;
};

// I是指向T的常量指针进
template <class T>
struct Iterator_traits<const T*>
{
	typedef random_access_iterator_tag iterator_category;
	typedef T value_type; // 注意是T而不是const T
    // 按理说是const T，但声明一个不能被赋值的变量无用
    // 所以value_type不应加上const
	typedef ptrdiff_t difference_type;
	typedef const T* pointer;
	typedef const T& reference;
};

struct input_iterator_tag {};
struct output_iterator_tag {};
struct forward_iterator_tag : public input_iterator_tag {};
struct bidirectional_iterator_tag : public forward_iterator_tag {};
struct random_access_iterator_tag : public bidirectional_iterator_tag {};

#include <iostream>     // std::cout
#include <functional>   // std::minus
#include <numeric>      // std::accumulate

// 函数
int myfunc (int x, int y) {return x+2*y;}

// 仿函数
struct myclass {
	int operator()(int x, int y) {return x+3*y;}
} myobj;

void test_accumulate()
{
  cout << "\ntest_accumulate().......... \n";	
  int init = 100;
  int nums[] = {10,20,30};

  cout << "using default accumulate: ";
  cout << accumulate(nums,nums+3,init);  //160
  cout << '\n';

  cout << "using functional's minus: ";
  cout << accumulate(nums, nums+3, init, minus<int>()); //40
  cout << '\n';

  cout << "using custom function: ";
  cout << accumulate(nums, nums+3, init, myfunc);	//220
  cout << '\n';

  cout << "using custom object: ";
  cout << accumulate(nums, nums+3, init, myobj);	//280
  cout << '\n';
}															 

template <class InputIterator, class Function>
Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function f)
{
	for (; first != last; ++first) {
		f(*first);
	}
	return f;
}

// 函数
bool myfunc (int i,int j) { return (i<j); }

//仿函数
struct myclass {
  bool operator() (int i,int j) { return (i<j);}
} myobj;

// 定义向量
int myints[] = {32,71,12,45,26,80,53,33};
vector<int> myvec(myints, myints+8);          // 32 71 12 45 26 80 53 33

// 用默认的比较(operator <)
sort(myvec.begin(), myvec.begin()+4);         //(12 32 45 71)26 80 53 33

// 用自己的函数作比较
sort(myvec.begin()+4, myvec.end(), myfunc); 	// 12 32 45 71(26 33 53 80)

// 用自己的仿函数作比较
sort(myvec.begin(), myvec.end(), myobj);      //(12 26 32 33 45 53 71 80)


// 用反向迭代器 reverse iterator 和默认的比较(operator <)
sort(myvec.rbegin(), myvec.rend());           // 80 71 53 45 33 32 26 12

// 用显式默认比较(operator <)
sort(myvec.begin(), myvec.end(), less<int>()); // 12 26 32 33 45 53 71 80   

// 使用另一个比较标准(operator >)
sort(myvec.begin(), myvec.end(), greater<int>()); // 80 71 53 45 33 32 26 12     

template <class ForwardIterator, class T>
bool binary_search(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value)
{
	first = lower_bound(first, last, value);
	return (first != last && !(value < *first));
    // first == last 就是序列中所有元素都小于value
    // first == last 时，*first是没有值的，所以需要先检查
    // value < *first 就是序列中没有等于value的
    
}

// 一个操作数的操作，例如“!”
template <class Arg, class Result>
struct unary_function
{
	typedef Arg argument_type;
	typedef Result result_type;
};

// 两个操作数的操作，例如“+”
template <class Arg1, class Arg2, class Result>
struct binary_function
{
	typedef Arg1 first_argument_type;
	typedef Arg2 second_argument_type;
	typedef Result result_type;
};

// 理论大小都是0，实际上可能是1（如果有人继承，那就一定是0）

// 数范围内所有小于40的元素个数
cout << count_if(vi.begin(), vi.end(), 
                 bind2nd(less<int>(), 40));

// 辅助函数bind2nd，使用方便
// 编译器自动推动op的类型（函数模板）
template <class Operation, class T>
inline binder2nd<Operation> bind2nd(const Operation& op, const T& x)
{
	typedef typename Operation::second_argument_type arg2_type;
	// 调用ctor生成一个binder2nd临时对象并返回
	return binder2nd<Operation>(op, arg2_type(x)); 
}


// binder2nd适配器：将二元函数对象转换为一元函数对象
template <class Operation>
class binder2nd 
	: public unary_function<typename Operation::first_argument_type,
	                        typename Operation::result_type>
// 可能binder2nd也要被改造，要回答问题
{
protected:
	Operation op; // 内部成员，记录op和第二实参
	typename Operation::second_argument_type value;
public:
	binder2nd(const Operation& x, 
			  const typename Operation::second_argument_type& y)
		: op(x), value(y) {} // ctor，将op和第二实参记录下来
	typename Operation::result_type
		operator()(const typename Operation::first_argument_type& x) const
	{
		return op(x, value); // 实际调用op，第二实参为value
	}
};

// 数范围内所有大于等于40的元素个数
cout << count_if(vi.begin(), vi.end(), 
    			not1(bind2nd(less<int>(), 40)));

// functions
double my_divide(double x, double y)
{
	return x/y;
}

// function objects 测试与functions同理
// divides<double> my_divide;

struct MyPair
{
    // data members
	double a, b;
    // member functions
	double multiply()
	{
		return a*b;
	}
};

template <class Iterator>
class reverse_iterator
{
protected:
	Iterator current;
public:
	// 五个associated types与对应的正向迭代器相同

	typedef Iterator iterator_type; // 代表正向迭代器
	typedef reverse_iterator<Iterator> self; // 代表逆向迭代器
public:
	explicit reverse_iterator(iterator_type x) : current(x) {}
	reverse_iterator(const self& x) : current(x.current) {}

	iterator_type base() const { return current; } // 取出正向迭代器
	
    // 对逆向迭代器取值，就是取其所指正向迭代器的前一个位置
	reference operator*() const 
	{ Iterator tmp = current; return *--tmp; }

	pointer operator->() const { return &(operator*()); } // 同上

	// 前进变后退，后退变前进
	self& operator++()
	{ --current; return *this; }
	self& operator--()
	{ ++current; return *this; }
	self operator+(difference_type n)const
	{ return self(current-n); }
	self operator-(difference_type n)const
	{ return self(current+n); }
};

list<int> foo, bar;
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    foo.push_back(i);
    bar.push_back(i*10);
}

list<int>::iterator it = foo.begin();
advance(it, 3);

copy(bar.begin(), bar.end(), inserter(foo, it));

insert_iterator<Container>&
operator=(const typename Container::value_type& val)
{
	// 关键：转调用insert()
	iter = container->insert(iter, val);
	++iter; // 使其一直随target贴身移动
	return *this;
}

vector<int> vec = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

ostream_iterator<int> out_it(cout, ",");
copy(vec.begin(), vec.end(), out_it); // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,

basic_ostream<charT,traits>* out_stream;
const charT* delim;

...
    
ostream_iterator<T, charT, traits>& operator=(const T& value)
{
	*out_stream << value;
	if(delim!=0) *out_stream << delim; // 分隔符delimiter
	return *this;
}

ostream_iterator<T,charT,traits>& operator*(){return *this;}
ostream_iterator<T,charT,traits>& operator++(){return *this;}

...

double value1, value2;
istream_iterator<double> eos; // end of stream iterator
istream_iterator<double> iit(cin); // 相当于cin>>value
if(iit != eos)
    value1 = *iit; // 相当于return value
iit++; // 迭代器不断++，就是不断地读内容
if(iit != eos)
    value2 = *iit;

istream_iterator<double> eos; // end of stream iterator
istream_iterator<double> iit(cin);

copy(iit, eos, inserter(c,c.begin()));

basic_istream<charT, traits>* in_stream;
T value;

...
    
istream_iterator():in_stream(0){} // eos
istream_iterator(istream_type& s):in_stream(&s){++*this;} // 进++

istream_iterator<T,charT,traits,Distance>& operator++()
{
    if(in_stream && !(*in_stream >> value)) // 开始读了
        in_stream = 0;
    return *this;
}
const T& operator*() const { return value; }

...

class CustumerHash
{ 
public:
	size_t operator()(const Customer& c) const
	{ return hash_val(c.fname(), c.lname(), c.no()); }
};

// 第一个函数 首先进入该函数
template <typename... Types>
inline size_t hash_val(const Type&... args)
{
	size_t seed = 0; // 设置初始seed
	hash_val(seed, args...); // 进入第二个函数
	return seed; // seed就是最后的HashCode
}

// 第二个函数 该函数中逐一提取一个参数
template <typename T, typename... Types>
inline void hash_val(size_t& seed, const T& val, const Types&... args)
{
	hash_combine(seed, val); // 逐一取val，改变seed
	hash_val(seed, args...); // 递归调用自己，直到取完进入第三个函数
}

// 第三个函数
template <typename T>
inline void hash_val(size_t& seed, const T& val)
{
	hash_combine(seed, val); // 取最后一个val，改变seed
}

// 改变seed的函数
template <typename T>
inline void hash_combine(size_t& seed, const T& val)
{
    // 乱七八糟的运算，越乱越好
	seed ^= hash<T>()(val) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
}

// 空的tuple
template <> class tuple<> {}; // 直到取完

// tuple主体
template <typename Head, typename... Tail>
class tuple<Head, Tail...>
	: private tuple<Tail...> // 递归继承
{
    typedef tuple<Tail...> inherited;
public:
	tuple() {}
	tuple(Head v, Tail... vtail) 
        : m_head(v), inherited(vtail...) {}
	...
protected:
	Head m_head; // 每次取出的元素
};

...
{
public:
    ...
	Head head() { return m_head; }
	inherited& tail() { return *this; } // 通过转型获得Tail部分
    ...
};

 struct __true_type {};
struct __false_type {};

template <class type>
struct __type_traits
{
	typedef __true_type this_dummy_member_must_be_first;
	typedef __false_type has_trivial_default_constructor;
	typedef __false_type has_trivial_copy_constructor;
	typedef __false_type has_trivial_assignment_operator;
	typedef __false_type has_trivial_destructor;
	typedef __false_type is_POD_type; // Plain Old Data 类似C的struct
};

template <> struct __type_traits<int>
{
	typedef __true_type has_trivial_default_constructor;
	typedef __true_type has_trivial_copy_constructor;
	typedef __true_type has_trivial_assignment_operator;
	typedef __true_type has_trivial_destructor;
	typedef __true_type is_POD_type;
};

cout << is_void<T>::value << endl;
cout << is_integral<T>::value << endl;
cout << is_floating_point<T>::value << endl;
cout << is_array<T>::value << endl;
...

template <typename _Tp>
struct is_integral
	:public __is_intagral_helper<typename remove_cv<_Tp>::type>::type
{ };

// 通过偏特化实现remove const
template <typename _Tp>
struct remove_const
{ typedef _Tp type };

template <typename _Tp>
struct remove_const<_Tp const>
{ typedef _Tp type };

// remove volatile 同理

// 通过偏特化实现
template <typename>
struct __is_integral_helper
	:public false_type { };

template <>
struct __is_integral_helper<bool>
	:public true_type { };

template <>
struct __is_integral_helper<int>
	:public true_type { };

template <>
struct __is_integral_helper<long>
	:public true_type { };

...

// move ctor
MyString(MyString&& str) noexcept // 用&&与普通版本区别开
    : _data(str._data), _len(str._len)
{
    str._len = 0;
    str._data = NULL; // 避免析构函数释放资源
}

// move assignment
MyString& operator=(MyString&& str) noexcept
{
    if (this != &str)
    {
        _len = str._len;
        _data = str._data;
        str._len = 0;
        str._data = NULL; // 避免析构函数释放资源
    }
    return *this;
}

// dtor
virtual ~MyString()
{
    if(_data) delete _data; // 一定要检查
}

MyString C11(C1); // ctor
MyString C12(move(C1)); // move ctor