多态
一、概念
多态是指不同对象对同一消息产生不同响应的行为。例如,蓝牙、4G、Wi-Fi 对“发送数据”指令有不同的具体实现。
二、核心理解
-
本质:通过基类指针或引用操作子类对象,实现运行时动态绑定。
-
表现形式:
-
接口统一:基类定义通用接口(如
virtual void TransmitData()
)。 -
实现多样:子类重写接口,提供具体功能(如蓝牙发送数据的具体逻辑)。
-
三、分类与对比
类型 | 静态多态(早绑定) | 动态多态(晚绑定) |
---|---|---|
实现方式 | 函数重载、模板 | 虚函数(virtual ) |
绑定时机 | 编译期确定调用函数 | 运行时根据对象类型确定调用函数 |
灵活性 | 低(依赖编译时类型) | 高(支持运行时多态) |
四、作用与意义
-
通用性:将不同子类对象视为基类对象,编写统一代码。
SendData* devices[] = {new Bluetooth(), new A4G(), new WiFi()}; for (auto device : devices) { device->TransmitData(); // 统一接口,不同实现 }
-
扩展性:新增子类无需修改现有代码(如新增 ZigBee 模块)。
-
解耦:分离接口与实现,降低代码依赖性。
五、实现前提条件
-
继承关系:必须存在基类与子类的继承结构。
-
虚函数重写:基类方法用
virtual
声明,子类重写该方法。 -
基类引用/指针指向子类对象:通过基类操作实际子类对象。
六、实现步骤(以物联网设备为例)
-
定义基类虚函数:
class SendData { public: virtual void TransmitData() = 0; // 纯虚函数 virtual ~SendData() = default; // 虚析构函数 };
-
子类继承并重写虚函数:
class Bluetooth : public SendData { public: void TransmitData() override { cout << "蓝牙发送数据..." << endl; } };
-
使用基类指针操作子类对象:
int main() { SendData* device = new Bluetooth(); device->TransmitData(); // 动态调用 Bluetooth 的实现 delete device; return 0; }
七、应用场景示例(物联网设备数据传输)
-
需求:统一管理蓝牙、4G、Wi-Fi 的数据传输接口。
-
设计:
-
基类
SendData
定义虚函数TransmitData()
。 -
子类
Bluetooth
、A4G
、WiFi
分别实现具体传输逻辑。 -
客户端通过基类指针调用接口,无需关心具体设备类型。
-
八、注意事项
-
虚析构函数:基类必须声明虚析构函数,确保正确释放子类资源。
-
避免切片问题:使用指针或引用传递对象,而非值传递。
-
纯虚函数:若基类仅定义接口,可声明为纯虚函数(
= 0
),使基类成为抽象类。
代码示例:
//4G通讯
#include <iostream>
#include "send_data.h"
#include <cstring>
#ifndef __A4G__HEAD__
#define __A4G__HEAD__
using namespace std;
class A4G:public Send_data
{
private:char* data;
public:A4G(const char* data);void Transmit_data();virtual ~A4G();
};
//构造函数
A4G::A4G( const char* data)
{cout << "构造函数" << endl;this->data = new char[strlen(data) + 1]; // 分配内存strcpy(this->data, data); // 复制内容
}void A4G::Transmit_data(){cout << "用4G发送数据:" << this->data << endl;
}A4G::~A4G()
{cout << "~A4G" << endl;
}#endif
//蓝牙通讯
#include <iostream>
#include "send_data.h"
#include <cstring>
#ifndef __Blue_tooth__HEAD__
#define __Blue_tooth__HEAD__
using namespace std;
class Blue_tooth:public Send_data
{
private:char* data;
public:Blue_tooth(const char* data);void Transmit_data();virtual ~Blue_tooth();
};
//构造函数
Blue_tooth::Blue_tooth(const char* data)
{cout << "构造函数" << endl;this->data = new char[strlen(data) + 1]; // 分配内存strcpy(this->data, data); // 复制内容
}void Blue_tooth::Transmit_data(){cout << "用蓝牙发送数据:" << this->data << endl;
}Blue_tooth::~Blue_tooth()
{cout << "~Blue_tooth" << endl;delete []data;
}#endif // DEBUG
//WiFi通讯
#include <iostream>
#include "send_data.h"
#ifndef __Wifi__HEAD__
#define __Wifi__HEAD__
using namespace std;
class Wifi:public Send_data
{
private:char* data;
public:Wifi(const char* data);void Transmit_data();virtual ~Wifi();
};
//构造函数
Wifi::Wifi(const char* data)
{cout << "构造函数" << endl;this->data = new char[strlen(data) + 1]; // 分配内存strcpy(this->data, data); // 复制内容
}void Wifi::Transmit_data(){cout << "用Wifi发送数据:" << this->data << endl;
}Wifi::~Wifi()
{cout << "~Wifi" << endl;//delete []data;
}#endif // DEBUG
//主函数
#include "4G.h"
#include "bluetooth.h"
#include "send_data.h"
#include "wifi.h"
#include <iostream>int main(){
//——————————————————————————这里是使用指针——————————————————————————// A4G* fg = new A4G("今天天气良好") ;// fg->Transmit_data();// Blue_tooth* bt = new Blue_tooth("今天天气良好") ;// bt->Transmit_data();// Wifi* wf =new Wifi("今天天气良好") ;// wf->Transmit_data();
//__________________________这里使用引用——————————————————————————————\
//自动析构
A4G fg = A4G("今天天气良好") ;
fg.Transmit_data();
//自动析构
Blue_tooth bt = Blue_tooth("今天天气良好") ;
bt.Transmit_data();// Blue_tooth* bt = new Blue_tooth("今天天气良好") ;
// bt->Transmit_data();Wifi* wf =new Wifi("今天天气良好") ;
wf->Transmit_data();
delete wf;return 0;
}
多态实现原理
一、虚函数表(vtable)与虚指针(vptr)
核心机制
虚函数表(vtable):每个包含虚函数的类在编译时生成一个虚函数表,表中存储该类所有虚函数的地址。
虚指针(vptr):每个对象在内存中隐含一个指向其虚函数表的指针(
vptr
),用于运行时动态绑定。内存布局示例
class Hero { public:virtual void skill() {}string name;static int count; };
32位系统:
vptr
占4字节,string
占24字节(实现依赖),总大小4 + 24 = 28
字节(对齐可能调整)。64位系统:
vptr
占8字节,string
占32字节(实现依赖),总大小8 + 32 = 40
字节。调试验证(GDB)
调试程序
gdb a.out
设置断点
b 函数名/行号
运行调试
r
单步执行
n
- set print object on/off 是否以更易于阅读的方式打印结构体或类对象
- set print pretty on/off 控制数组打印
- set print array on 查看对象信息
- print object 数据显示格式
- x 按十六进制格式显示变量
- d 按照十进制格式显示变量
- u 按十六进制格式显示无符号整型
- o 按八进制格式显示变量
- t 按二进制格式显示变量
- a 按十六进制格式显示变量
- c 按字符格式显示变量
- f 按浮点数格式显示变量
虚函数表
-
虚函数表(vtable)是C++中实现多态性的核心机制,它存放了类中虚函数的入口地址。
-
_vptr是每个包含虚函数的类的对象中的一个隐藏指针,指向该类的虚函数表。
-
编译器自动生成和维护虚函数表以及_vptr,开发者无需手动干预。
-
在GDB中调试时,可以查看_vptr的值以及它所指向的虚函数表,以了解对象的多态行为。
二、继承与虚函数表覆盖
-
子类继承父类虚函数表
-
子类继承父类的虚函数表,若重写父类虚函数,则替换对应条目。
-
示例:
class Houyi : public Hero { public:virtual void skill() override {} };
-
子类
Houyi
的虚函数表中skill()
地址指向Houyi::skill()
。
-
-
-
调试验证
(gdb) print houyi $1 = (Houyi) {<Hero> = {_vptr.Hero = 0x56558e7c <vtable for Houyi+8>},looks = 20 }
三、静态绑定与动态绑定
特性 | 静态绑定 | 动态绑定 |
---|---|---|
绑定时机 | 编译期(根据类型确定调用) | 运行期(根据对象实际类型确定) |
实现方式 | 函数重载、模板 | 虚函数(virtual ) |
灵活性 | 低 | 高 |
关键区别:
-
动态绑定依赖虚函数表:通过
vptr
找到虚函数表,再根据实际对象类型调用对应函数。 -
多态场景:必须通过基类指针或引用操作子类对象。
四、32位与64位系统下的对象大小
-
基本规则
-
指针大小:32位系统4字节,64位系统8字节。
-
内存对齐:通常按最大成员类型对齐(如
int
按4字节对齐)。
-
-
复杂继承示例
class C : public A, public B {int c; };
-
32位系统:
-
A
含vptr
(4) +int a
(4) = 8字节。 -
B
含vptr
(4) +int b
(4) = 8字节。 -
C
含A
(8) +B
(8) +int c
(4) = 20字节(对齐到8的倍数→24字节)。
-
-
64位系统:
-
A
含vptr
(8) +int a
(4) → 对齐到8字节 → 16字节。 -
B
含vptr
(8) +int b
(4) → 对齐到8字节 → 16字节。 -
C
总大小:16 + 16 + 4 = 36 → 对齐到8的倍数→40字节。
-
-
六、总结
-
多态实现核心:虚函数表与虚指针的动态绑定机制。
-
内存管理关键:理解不同系统下的指针大小和对齐规则。
-
调试工具:GDB可用于验证虚函数表和对象内存布局。
-
设计原则:优先使用虚函数实现动态多态,避免手动管理内存错误。
重载、覆盖和隐藏
一、重载(Overloading)
定义:在同一作用域内定义多个同名函数或运算符,但参数列表(参数类型、数量或顺序)不同。
特点:
-
编译时多态,由编译器根据参数列表决定调用哪个函数。
-
适用于函数和运算符。
-
函数签名必须不同(返回类型不影响)。
-
const
修饰符、引用或指针类型的参数可区分重载。
示例:
int add(int a, int b) { return a + b; }
double add(double a, double b) { return a + b; }
二、覆盖(Overriding)
定义:派生类重新定义基类的虚函数,实现运行时多态。
条件:
-
基类函数必须为虚函数(
virtual
)。 -
函数签名(名称、参数列表、返回类型)完全相同。
-
访问权限可以不同,但通常保持一致。
特点:
-
通过基类指针或引用调用时,实际执行派生类的函数。
-
依赖虚函数表(vtable)实现动态绑定。
示例:
class Base {
public: virtual void show() { cout << "Base"; }
};
class Derived : public Base {
public: void show() override { cout << "Derived"; }
};
三、隐藏(Hiding)
定义:派生类中的成员(函数或属性)与基类同名,导致基类成员在派生类作用域中不可见。
类型:
-
函数隐藏:
-
派生类函数与基类函数同名但参数不同,或同名同参数但基类函数非虚。
-
基类函数被隐藏,需通过作用域解析符(
Base::func()
)访问。
-
-
属性隐藏:
-
派生类定义与基类同名的成员变量,直接访问时使用派生类版本。
-
示例:
class Base {
public: void func() { cout << "Base::func"; } int value;
};
class Derived : public Base {
public: void func(double) { cout << "Derived::func"; } // 隐藏Base::func() double value; // 隐藏Base::value
};
关键区别
特性 | 重载 | 覆盖 | 隐藏 |
---|---|---|---|
作用域 | 同一作用域 | 基类与派生类之间 | 基类与派生类之间 |
函数签名 | 必须不同 | 必须相同 | 可不同或相同(非虚) |
虚函数 | 不要求 | 必须为虚函数 | 不要求 |
多态性 | 编译时多态 | 运行时多态 | 无多态性 |
抽象类与泛型
一、抽象类(Abstract Class)
定义:
抽象类是一种不能被实例化的类,用于定义接口或基类,要求派生类必须实现其纯虚函数。
核心特点:
-
纯虚函数:
-
声明格式为
virtual 返回类型 函数名() = 0;
,无函数体。 -
派生类必须实现所有纯虚函数,否则派生类仍为抽象类。
class AbstractClass { public:virtual void pureVirtual() = 0; // 纯虚函数 };
-
-
不能实例化:
-
直接实例化抽象类会导致编译错误。
AbstractClass obj; // 错误:无法创建抽象类对象
-
-
基类作用:
-
抽象类通过指针或引用实现多态,指向派生类对象。
AbstractClass* ptr = new DerivedClass(); ptr->pureVirtual(); // 调用派生类的实现
-
-
构造与析构函数:
-
抽象类可以有构造函数和析构函数,但析构函数通常声明为虚函数以确保正确释放资源。
-
应用场景:
-
定义统一接口:要求所有派生类遵循相同的接口规范。
-
代码复用:基类提供公共逻辑,派生类实现具体功能。
示例:
class Shape { // 抽象类
public:virtual double area() = 0; // 纯虚函数virtual ~Shape() {} // 虚析构函数
};class Circle : public Shape {
private:double radius;
public:Circle(double r) : radius(r) {}double area() override { // 必须实现纯虚函数return 3.14 * radius * radius;}
};
二、泛型(Generics)
定义:
泛型编程通过模板(Templates)实现类型无关的代码,支持在编译时根据具体类型生成代码。
核心机制:
-
函数模板:
-
定义与类型无关的通用函数,支持多种数据类型。
template <typename T> T add(T a, T b) {return a + b; }
-
调用方式:
-
自动推导:
add(3, 4);
-
显式指定:
add<double>(3.14, 2.71);
-
-
-
类模板:
-
定义与类型无关的类,成员变量和函数的类型由模板参数决定。
template <typename T> class Box { private:T content; public:Box(T c) : content(c) {}T getContent() { return content; } };
-
-
模板继承:
-
派生类继承类模板时,需指定父类的具体类型或自身也声明为模板。
template <typename T> class Base { /* ... */ };class DerivedInt : public Base<int> { /* ... */ }; // 指定类型template <typename T1, typename T2> class DerivedTemplate : public Base<T2> { /* ... */ }; // 派生类模板
-
标准模板库(STL):
-
容器:如
vector
、list
、map
,用于存储和管理数据。vector<int> vec = {1, 2, 3}; for (int val : vec) cout << val << " ";
-
算法:如
sort
、find
,提供通用操作。sort(vec.begin(), vec.end());
应用场景:
-
通用数据结构:如链表、队列等,支持多种数据类型。
-
类型无关算法:如排序、查找,避免重复代码。
三、抽象类与泛型的对比
特性 | 抽象类 | 泛型 |
---|---|---|
核心目的 | 定义接口,强制派生类实现逻辑 | 编写类型无关的通用代码 |
多态性 | 运行时多态(虚函数) | 编译时多态(模板实例化) |
实例化限制 | 不能实例化抽象类 | 模板类/函数在实例化时生成具体代码 |
适用场景 | 面向对象设计中的继承与多态 | 需要支持多种数据类型的通用逻辑 |
四、关键总结
-
抽象类:
-
用于定义接口,强制派生类实现特定功能。
-
通过虚函数实现运行时多态,支持基类指针操作派生类对象。
-
-
泛型:
-
通过模板实现代码的通用性,避免重复逻辑。
-
在编译时生成类型相关代码,提高效率和灵活性。
-
-
结合使用:
-
抽象类和泛型可结合使用,例如定义泛型容器时,容器元素类型可以是抽象类的派生类。
-
示例代码:
// 抽象类与泛型结合
template <typename T>
class GenericContainer {
private:vector<T*> items;
public:void addItem(T* item) { items.push_back(item); }void processAll() {for (T* item : items) item->process();}
};class BaseItem { // 抽象类
public:virtual void process() = 0;virtual ~BaseItem() {}
};class DerivedItem : public BaseItem {
public:void process() override { /* ... */ }
};
顺序容器
一、顺序容器概览
顺序容器用于存储具有线性关系的元素,支持在任意位置插入、删除和访问元素。C++ STL 中的顺序容器包括:
容器 | 特性 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
vector | 动态数组,支持随机访问。 | 快速随机访问(O(1))。 | 中间插入/删除效率低(O(n))。 |
deque | 双端队列,支持两端高效操作。 | 两端插入/删除高效(O(1))。 | 中间操作效率低(O(n))。 |
list | 双向链表,任意位置插入/删除高效。 | 任意位置操作高效(O(1))。 | 不支持随机访问(O(n))。 |
forward_list | 单向链表(C++11),内存占用更小。 | 内存效率高。 | 仅支持单向遍历。 |
array | 固定大小数组(C++11)。 | 栈上分配,性能高。 | 大小不可变。 |
二、核心操作与成员函数
1. 通用操作
-
插入:
push_back
、push_front
(deque
、list
)、insert
。 -
删除:
pop_back
、pop_front
(deque
、list
)、erase
。 -
访问:
operator[]
、at
、front
、back
。 -
容量管理:
size
、resize
、capacity
、reserve
(vector
、deque
)。
2. 容器特有操作
容器 | 特有操作 |
---|---|
vector | shrink_to_fit (释放多余内存)。 |
deque | push_front 、pop_front 。 |
list | splice (合并链表)、merge (有序合并)、remove (删除特定值)。 |
forward_list | 仅提供单向迭代器,无 size() 函数。 |
三、性能对比与适用场景
场景 | 推荐容器 | 理由 |
---|---|---|
频繁随机访问 | vector 、array | 支持 O(1) 随机访问。 |
频繁两端操作 | deque | 两端插入/删除高效。 |
频繁任意位置插入/删除 | list | 链表结构无需移动元素。 |
内存敏感 | forward_list | 内存占用更小。 |
固定大小需求 | array | 编译时确定大小,无动态分配开销。 |
四、示例代码要点
1. vector
示例
vector<int> v1(3); // 初始化为3个0
v1.push_back(20); // 末尾添加元素
v1.insert(v1.begin()+2, 2, 30); // 在位置2插入两个30
-
注意:
vector
扩容时可能触发 2 倍内存分配,可通过reserve
预分配空间优化。
2. deque
示例
deque<int> d{1, 2, 3, 4};
d.push_front(200); // 头部插入200
d.push_back(50); // 尾部插入50
-
内存分布:由多个连续内存块组成,插入时无需整体复制。
3. list
示例
list<int> l = {7, 5, 16, 8};
l.push_front(25); // 头部插入25
l.remove(5); // 删除所有值为5的元素
-
不支持
operator[]
,需通过迭代器遍历。
关联容器
一、关联容器概览
关联容器通过平衡二叉树(红黑树)实现,元素按特定规则排序,提供高效的查找(O(log n))、插入和删除操作。主要包含以下四种容器:
容器 | 特性 | 适用场景 |
---|---|---|
set | 元素唯一,默认升序排列。 | 去重且需要有序访问的场景。 |
multiset | 允许重复元素,默认升序排列。 | 允许重复的有序集合。 |
map | 键值对(key-value),键唯一,按键排序。 | 键唯一且需按键快速查找的映射。 |
multimap | 键可重复,按键排序。 | 一键对应多值的映射。 |
二、核心特性与操作
1. set
与 multiset
-
共同点:
-
底层基于红黑树,元素自动排序。
-
支持插入(
insert
)、删除(erase
)、查找(find
)等操作。
-
-
区别:
-
set
元素唯一,multiset
允许重复。
-
-
示例代码:
set<int> s{1, 5, 3}; s.insert(2); // 插入元素,自动排序 s.erase(1); // 删除元素multiset<int> ms{1, 1, 3}; ms.insert(1); // 允许重复
2. map
与 multimap
-
共同点:
-
存储键值对,按键排序。
-
支持通过键快速查找值(
find
、operator[]
)。
-
-
区别:
-
map
键唯一,multimap
键可重复。
-
-
示例代码:
map<string, float> m; m["apple"] = 5.0; // 插入键值对 m.insert({"orange", 2.8});multimap<string, float> mm; mm.insert({"apple", 5.0}); mm.insert({"apple", 8.3}); // 允许重复键
3. 常用操作
-
插入:
s.insert(value); // set/multiset m.insert({key, value}); // map/multimap
-
删除:
s.erase(value); // 删除特定值 m.erase(key); // 删除特定键
-
查找:
auto it = s.find(value); // 返回迭代器 auto it = m.find(key); // 返回键对应的迭代器
-
遍历:
for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {cout << *it << endl; // set/multiset } for (auto& [key, val] : m) {cout << key << ":" << val << endl; // map/multimap }
三、关键区别与选择
对比项 | set vs multiset | map vs multimap |
---|---|---|
元素唯一性 | set 唯一,multiset 可重复。 | map 键唯一,multimap 键可重复。 |
查找方式 | 直接按值查找。 | 按键查找值。 |
典型应用 | 去重集合、有序数据存储。 | 字典、配置表、多值映射。 |
四、高级操作与技巧
1. multimap
的多值键处理
-
equal_range
方法:查找所有匹配键的元素范围。auto range = mm.equal_range("apple"); for (auto it = range.first; it != range.second; ++it) {cout << it->second << endl; // 输出所有"apple"对应的值 }
2. 自定义排序规则
-
通过比较函数模板参数:
set<int, greater<int>> s; // 降序排列 map<string, int, Compare> m; // 自定义键比较规则
3. 性能优化
-
避免频繁插入/删除:红黑树的自平衡操作有开销。
-
使用
emplace
替代insert
:减少临时对象构造。
五、应用场景与实战
-
去重与排序:
-
使用
set
或map
自动去重并排序数据。
-
-
频率统计:
-
使用
map<string, int>
统计单词频率。
-
-
多值映射:
-
使用
multimap
存储学生ID到多个课程成绩的映射。
-
容器适配器、迭代器与函数对象
一、容器适配器
核心概念:
-
定义:基于现有容器封装,提供特定接口(如栈、队列)。
-
类型与底层实现:
-
stack
:默认基于deque
(支持高效首尾操作)。 -
queue
:默认基于deque
(避免空间浪费)。 -
priority_queue
:默认基于vector
(需连续内存构建堆)。
-
-
特性:
-
不直接支持迭代器,仅通过适配接口操作(如
push/pop
)。 -
priority_queue
默认大根堆,元素按优先级出队。
-
代码示例
queue
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
queue<int> q;
q.push(17);
q.push(24);
q.push(86);
// 查看队首元素
cout << "queue front:" << q.front() << endl;
// 进行出队操作
while(!q.empty()){
cout << q.front() << endl;
q.pop();
}
return 0;
}
stack
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main(){
stack<int> s;
s.push(17);
s.push(24);
s.push(86);
// 查看栈顶元素
cout << "stack top:" << s.top() << endl;
// 进行出栈操作
while(!s.empty()){
cout << s.top() << endl;
s.pop();
}
return 0;
}
priority_queue
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{priority_queue<int> pq;pq.push(36);pq.push(24);pq.push(86);// 查看队首元素cout << "queue front:" << pq.top() << endl;// 进行出队操作while (!pq.empty()){cout << pq.top() << endl;pq.pop();}
二、迭代器
核心概念:
-
作用:提供统一访问容器元素的接口,抽象底层实现(如链表、数组)。
-
实现关键:
-
重载操作符(
++
,*
,->
,==
,!=
)。 -
begin()
返回首元素迭代器,end()
返回尾后迭代器。
-
-
分类:
-
输入/输出迭代器、前向/双向/随机访问迭代器(STL容器支持不同类别)。
-
代码示例与修正:
-
自定义链表迭代器:
// 构造函数语法错误修正: iterator(ListNode<T> *ptr) : ptr(ptr) {} // 原代码缺少初始化列表 // 比较操作符修正: bool operator==(const iterator &other) const { return ptr == other.ptr; // 原代码中误写为 other_ptr }
应用场景:
-
泛型编程:STL算法(如
sort
,find
)通过迭代器操作任意容器。 -
遍历与修改:如
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
。
三、函数对象(仿函数)
核心概念:
-
定义:重载
operator()
的类实例,可像函数一样调用。 -
优点:
-
状态保存:成员变量记录调用间状态(如计数器)。
-
灵活性:可作为模板参数传递(如STL算法
sort
的比较器)。
-
-
STL内建函数对象:
-
算术:
plus<T>
,minus<T>
。 -
关系:
less<T>
,greater<T>
。 -
逻辑:
logical_and<T>
,logical_not<T>
。
-
代码示例与修正:
-
语法错误修正:
class SelfCompare { public:bool operator()(int n1, int n2) { // 原代码缺少括号闭合return n1 > n2;} };
应用场景:
-
STL算法:如
transform
使用仿函数对元素批量操作。 -
自定义策略:如排序规则、条件过滤(
find_if
)。
对比与联系
特性 | 容器适配器 | 迭代器 | 函数对象 |
---|---|---|---|
核心功能 | 封装特定数据结构接口 | 统一容器元素访问方式 | 封装可调用逻辑与状态 |
底层依赖 | 基于现有容器(如deque) | 依赖容器内部结构实现 | 独立类或STL内建对象 |
典型应用 | 栈、队列、优先队列 | 遍历、算法泛化 | 策略模式、STL算法参数 |
总结
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容器适配器:通过封装简化特定数据结构操作,隐藏底层细节。
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迭代器:实现容器与算法的解耦,是泛型编程的基石。
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函数对象:提供灵活的可调用单元,优于函数指针(支持状态和内联优化)。
综合应用示例:
// 使用 priority_queue(适配器)+ 仿函数(自定义比较规则)
struct Compare {bool operator()(int a, int b) { return a > b; } // 小根堆
};
priority_queue<int, vector<int>, Compare> pq;
- 这是本人的学习笔记不是获利的工具,小作者会一直写下去,希望大家能多多监督我
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- 感谢各位的阅读希望我的文章会对诸君有所帮助