C++STL算法分析之：变易算法
现在看看stl中的变易算法
stl的变易算法很多，有三十个左右，现在只看看较常用的几个算法：copy,copy_backward,swap,iter_swap,swap_ranges,transform,replace_if,fill,fill_n,generate,generate_n,remove,
reverse,reverse_copy.
copy():
区间复制函数，将原区间内的元素一次复制到目的区间，三个参数是first，last，result，其中的result是目的区间的首地址，源码如下
template <class _InputIter, class _OutputIter, class _Distance>
inline _OutputIter __copy(_InputIter __first, _InputIter __last,
_OutputIter __result,
input_iterator_tag, _Distance*)
{
for ( ; __first != __last; ++__result, ++__first)
*__result = *__first;
return __result;
}
copy_backward():
与copy算法相似，也是将原区间内的元素一次复制到目的区间，但元素的复制顺序是从后向前的，但要注意你所输入的result是目的区间的结束位置，所以，copy_backward和copy的结果是一样的，只不过是内部的实现细节不一样罢了,源码如下：
template <class _BidirectionalIter1, class _BidirectionalIter2,
class _Distance>
inline _BidirectionalIter2 __copy_backward(_BidirectionalIter1 __first,
_BidirectionalIter1 __last,
_BidirectionalIter2 __result,
bidirectional_iterator_tag,
_Distance*)
{
while (__first != __last)
*--__result = *--__last;
return __result;
}
swap():
这个不用多说了，交换元素（这两个元素是以引用的形式传进来的）:
template <class _Tp>
inline void swap(_Tp& __a, _Tp& __b) {
_Tp __tmp = __a;
__a = __b;
__b = __tmp;
}
iter_swap():
函数是迭代器元素交换，参数是两个迭代器指针，注意：数据必须是可交换的：
template <class _ForwardIter1, class _ForwardIter2, class _Tp>
inline void __iter_swap(_ForwardIter1 __a, _ForwardIter2 __b, _Tp*) {
_Tp __tmp = *__a;
*__a = *__b;
*__b = __tmp;
}
template <class _ForwardIter1, class _ForwardIter2>
inline void iter_swap(_ForwardIter1 __a, _ForwardIter2 __b) {
__iter_swap(__a, __b, __VALUE_TYPE(__a));
}
swap_ranges():
顾名思意，他的作用是将原区间与目的区间的元素作交换，当然前提是元素必须是可交换的，有三个参数：first，last,result,其中result是目的区间的首地址，源码如下：
template <class _ForwardIter1, class _ForwardIter2>
_ForwardIter2 swap_ranges(_ForwardIter1 __first1, _ForwardIter1 __last1,
_ForwardIter2 __first2) {
for ( ; __first1 != __last1; ++__first1, ++__first2)
iter_swap(__first1, __first2);
return __first2;
}
可以看出，他是调用了iter_swap()的（废话）
transform():
这个函数非常有用，可以替代你做不少复杂的工作，目的是将原区间的元素依次通过操作的到目的元素，这些结果是要存放到目的区间的，他有两个实现（一）op为一元操作符，故只能接受一个参数，transform的四个参数依次是first，last,result,op其中result是目的区间的首地址，（二）op为二元操作符，故原函数需要多一个参数，五个参数依次是：first,last,first,result,op，第三个first是第二个区间的首地址，result是目的区间的首地址，op为二元操作符，好了，看看源码：
template <class _InputIter, class _OutputIter, class _UnaryOperation>
_OutputIter transform(_InputIter __first, _InputIter __last,
_OutputIter __result, _UnaryOperation __opr) {
for ( ; __first != __last; ++__first, ++__result)
*__result = __opr(*__first);
return __result;
}
template <class _InputIter1, class _InputIter2, class _OutputIter,
class _BinaryOperation>
_OutputIter transform(_InputIter1 __first1, _InputIter1 __last1,
_InputIter2 __first2, _OutputIter __result,
_BinaryOperation __binary_op) {
for ( ; __first1 != __last1; ++__first1, ++__first2, ++__result)
*__result = __binary_op(*__first1, *__first2);
return __result;
}
源码其实不难的，很容易就理解.
replace():
替换函数，将原区间内为old的元素全部替换为new元素，old和new是需要函数参数提供的：
template <class _ForwardIter, class _Tp>
void replace(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last,
const _Tp& __old_value, const _Tp& __new_value) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
if (*__first == __old_value)
*__first = __new_value;
}
replace_if():
很容易理解，这个函数将原区间内满足一元谓词判断的元素全部替换为new元素：
template <class _ForwardIter, class _Predicate, class _Tp>
void replace_if(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last,
_Predicate __pred, const _Tp& __new_value) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
if (__pred(*__first))
*__first = __new_value;
}
fill():
填充函数，将原区间全部填满你所指定的元素，源码如下：
template <class _ForwardIter, class _Tp>
void fill(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __value) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
*__first = __value;
}
fill_n()
也是填充，是填满[first,first+n]区间内的元素，源码如下：
template <class _OutputIter, class _Size, class _Tp>
_OutputIter fill_n(_OutputIter __first, _Size __n, const _Tp& __value) {
for ( ; __n > 0; --__n, ++__first)
*__first = __value;
return __first;
}
generate()和generate_n():
两个函数都是生成函数，用指定的生成器（函数）来填满指定区间，为了便于说明，先看看两个函数的源码，之所以把这两个函数放到一起，是因为他们长的太像了，一起讨论方便：
template <class _ForwardIter, class _Generator>
void generate(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, _Generator __gen) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
*__first = __gen();
}
template <class _OutputIter, class _Size, class _Generator>
_OutputIter generate_n(_OutputIter __first, _Size __n, _Generator __gen) {
for ( ; __n > 0; --__n, ++__first)
*__first = __gen();
return __first;
}
其中的一句话：*__first = gen()，可以看出，gen()函数是没有参数的，所以如果没有一个关于gen()的全局变量，gen()函数生成的结果是一样的，所以做好对gen()检查好了再用，不然有可能整个区间的元素是一样的。
remove_copy():
将原区间中不等于指定value的元素复制到目的区间，源码如下：
template <class _InputIter, class _OutputIter, class _Tp>
_OutputIter remove_copy(_InputIter __first, _InputIter __last,
_OutputIter __result, const _Tp& __value) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
if (*__first != __value) {
*__result = *__first;
++__result;
}
return __result;
}
remove_copy_if():
这个函数将remove_copy中的value替换为一个谓词判断，只有不满足谓词判断的元素才会被复制到目的区间内,源码如下：
template <class _InputIter, class _OutputIter, class _Predicate>
_OutputIter remove_copy_if(_InputIter __first, _InputIter __last,
_OutputIter __result, _Predicate __pred) {
for ( ; __first != __last; ++__first)
if (!__pred(*__first)) {
*__result = *__first;
++__result;
}
return __result;
}
remove():
这个算法是将容器中等于value的元素全部去掉，同样是先看看源码，在对他作分析：
_ForwardIter remove(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last,
const _Tp& __value) {
__first = find(__first, __last, __value);
_ForwardIter __i = __first;
return __first == __last ? __first
: remove_copy(++__i, __last, __first, __value);
}
其中先找出第一个满足value的值的位置，再作判断，然后调用remove_copy()函数将不等于value的元素复制到新的区间上，可以看到，无论是空间或者是时间，这个算法的执行都不怎么好，remove_copy()操作浪费了太多的时间和空间，不过考虑到他的通用性，这个函数还是不错的。
reverse():
函数的功能是翻转指定区间的全部元素，算法思想很简单就能想到，不过源码写的很有技巧性，看后可以让人眼前一亮的感觉，源码分析：
template <class _BidirectionalIter>
void __reverse(_BidirectionalIter __first, _BidirectionalIter __last,
bidirectional_iterator_tag) {
while (true)
if (__first == __last || __first == --__last)
return;
else
iter_swap(__first++, __last);
}
其中对first,last的操作可以说是很的巧妙了，多分析体会一下还是不错的。
reverse_copy():
不对原区间的元素进行操作，而是将其翻转输出到指定的目的区间，源码如下：
template <class _BidirectionalIter, class _OutputIter>
_OutputIter reverse_copy(_BidirectionalIter __first,
_BidirectionalIter __last,
_OutputIter __result) {
while (__first != __last) {
--__last;
*__result = *__last;
++__result;
}
return __result;
}
