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STL简单介绍:6 STL没有诞生的史前时代

更新时间:2015-10-22 21:47:30浏览次数:1+次


// name:example2_1.cpp
// alias:Rubish

#include <stdlib.h>
#include <iostream.h>

int compare(const void *arg1, const void *arg2);

void main(void)
{
	const int max_size = 10;		// 数组允许元素的最大个数
	int num[max_size];			// 整型数组

	// 从标准输入设备读入整数,同时累计输入个数,
	// 直到输入的是非整型数据为止
	int n;
	for (n = 0; cin >> num[n]; n ++);

	// C标准库中的快速排序(quick-sort)函数
	qsort(num, n, sizeof(int), compare);

	// 将排序结果输出到标准输出设备
	for (int i = 0; i < n; i ++)
		cout << num[i] << "\n";
}

// 比较两个数的大小,
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2小,则返回-1
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2大,则返回1
// 如果*(int *)arg1等于*(int *)arg2,则返回0
int compare(const void *arg1, const void *arg2)
{
	return	(*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? -1 :
			(*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0;
}



  这是一个和STL没有丝毫关系的传统风格的C++程序。因为程序的注释已经很详尽了,所以不需要我再做更多的解释。总的说来,这个程序看起来并不十分复杂(本来就没有太多功能)。只是,那个compare函数,看起来有点费劲。指向它的函数指针被作为最后一个实参传入qsort函数,qsort是C程序库stdlib.h中的一个函数。以下是qsort的函数原型:


void qsort(void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );


看起来有点令人作呕,尤其是最后一个参数。大概的意思是,第一个参数指明了要排序的数组(比如:程序中的num),第二个参数给出了数组的大小(qsort没有足够的智力预知你传给它的数组的实际大小),第三个参数给出了数组中每个元素以字节为单位的大小。最后那个长长的家伙,给出了排序时比较元素的方式(还是因为qsort的智商问题)。



以下是某次运行的结果:


输入:0 9 2 1 5

输出:0 1 2 5 9



  有一个问题,这个程序并不像看起来那么健壮(Robust)。如果我们输入的数字个数超过max_size所规定的上限,就会出现数组越界问题。如果你在Visual C++的IDE环境下以控制台方式运行这个程序时,会弹出非法内存访问的错误对话框。


  这个问题很严重,严重到足以使你开始重新审视这个程序的代码。为了弥补程序中的这一缺陷。我们不得不考虑采用如下三种方案中的一种:


    采用大容量的静态数组分配。

    限定输入的数据个数。

    采用动态内存分配。

  第一种方案比较简单,你所做的只是将max_size改大一点,比如:1000或者10000。但是,严格讲这并不能最终解决问题,隐患仍然存在。假如有人足够耐心,还是可以使你的这个经过纠正后的程序崩溃的。此外,分配一个大数组,通常是在浪费空间,因为大多数情况下,数组中的一部分空间并没有被利用。


  再来看看第二种方案,通过在第一个for循环中加入一个限定条件,可以使问题得到解决。比如:for (int n = 0; cin >> num[n] && n < max_size; n ++); 但是这个方案同样不甚理想,尽管不会使程序崩溃,但失去了灵活性,你无法输入更多的数。


  看来只有选择第三种方案了。是的,你可以利用指针,以及动态内存分配妥善的解决上述问题,并且使程序具有良好的灵活性。这需要用到new,delete操作符,或者古老的malloc(),realloc()和free()函数。但是为此,你将牺牲程序的简洁性,使程序代码陡增,代码的处理逻辑也不再像原先看起来那么清晰了。一个compare函数或许就已经令你不耐烦了,更何况要实现这些复杂的处理机制呢?很难保证你不会在处理这个问题的时候出错,很多程序的bug往往就是这样产生的。同时,你还应该感谢stdlib.h,它为你提供了qsort函数,否则,你还需要自己实现排序算法。如果你用的是冒泡法排序,那效率就不会很理想。问题真是越来越让人头疼了!


  关于第一个程序的讨论就到此为止,如果你对第三种方案感兴趣的话,可以尝试着自己编写一个程序,作为思考题。这里就不准备再浪费笔墨去实现这样一个让人不甚愉快的程序了。