STL泛型编程(windows编程技术).doc

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1、第三篇高级编程前两篇分别介绍了VisualC++的MFC编程和VisualC#的.NET编程的基础内容，重点放在用户界面和图形绘制部分。Windows编程技术非常广泛和丰富，许多内容属于高级课题，例如：系统编程、上下文帮助、动态链接库、组件编程、面向方面的编程、服务器端编程、分布式编程、云计算等等。限于篇幅，本书只简单介绍：企业级应用必须的泛型编程、基于多核CPU的并行编程、商业应用所需的数据库编程和应用广泛的网络编程。本篇包含如下4章内容：l第21章STL泛型编程l第22章多线程与多核编程l第

2、23章数据库编程l第24章网络编程第21章STL泛型编程泛型编程（genericprogramming，类属编程）是一种通过模板（template）实现同一算法源代码用于不同数据类型的软件重用方法，广泛用于数据的遍历、查询、排序、添加/删除/复制/合并等操作和处理，是数据库管理和信息系统等企业级应用不可缺少的基础技术。泛型编程理论的最早实现是AlexanderStepanov和DaveMusser于1994年设计和开发出的STL（StandardTemplateLibrary，标准模板库），它成

3、为C++标准（1998年）的一部分。源自C++的Java（1995年）和C#（2000年）语言在创建时，为了简化语法和降低复杂度，都不约而同地抛弃了C++的模板，从而不支持泛型编程。但是事实很快就证明，这样做是犯了一个非常严重的错误。所以Java于2004年9月在JavaSE5.0（JDK1.5）中开始使用（受限的）泛型技术，C#和.NET框架也于2005年11月在2.0版中引入了泛型编程。限于篇幅，本书只讨论标准C++中的STL泛型编程的基本内容。21.1概述面向过程的编程重用函数的目标代码，

4、面向对象的编程重用类和对象的目标代码，泛型编程则重用算法的源代码。传统C++的泛型编程，仅仅局限于简单的模版技术。标准C++引入了容器（container）、迭代器（iterator）、分配器（allocator）和STL等概念和内容，才真正进入泛型编程的广阔天地。21.1.1泛型编程与过程及对象编程泛型编程和面向过程以及面向对象一起，构成混合型程序设计语言C++的三种编程范式（paradigm，范例/范型）。面向过程的编程，可以将常用代码段封装在一个函数中，然后通过函数调用来达到目标代码重用的

5、目的，是最早使用的软件重用方法。面向对象的方法，则可以通过类的继承和对象成员的使用来实现（对象的目标）代码的重用。如果需要编写一个可用于不同数据类型的算法，可以采用的方法有：l面向过程——对源代码进行复制和修改，生成不同数据类型版本的算法函数，调用时需要对数据类型进行手工的判断。l面向对象——可以在一个类中，编写多个同名函数，它们的算法一致，但是所处理数据的类型不同，当然函数的输入参数类型也不同，可通过函数重载来自动调用对应数据类型版本的函数。显然，这两种方法都需编写了多个算法相同的不同函数，不

6、能做到代码重用。它们二者之间的主要差别，只是调用的方便与否。如果采用泛型编程（例如可采用以类型作为参数的传统C++的模板技术），就可以做到源代码级的重用：l泛型编程——编写以类型作为参数的一个模板函数，在调用时再将参数实例化为具体的数据类型。注意，模版的实例化，是在编译阶段完成的，属于静态性质的方法，与C/C++的宏替代方式非常相似，但是却更为安全、更易理解、且更加高效。为了实现一个，在具有不同组织结构（如数组、链表、队列、堆栈等）、含同一类型（如char、int、float、struct或cl

7、ass等）的数据或对象的集合（容器）上的，与具体数据类型无关的参数化通用算法（如排序、检索、复制、合并等）。光有模版是远远不够的，还需要能够表示这种集合的容器、能够在容器中遍历的迭代器、能够为算法和容器实现抽象存储的分配器、能够在不同容器之间进行转换的适配器、以及针对容器中数据集合的各种与具体类型无关的通用算法等。这些正是泛型编程的研究内容，也是STL要实现的目标。21.1.2泛型编程与STL泛型编程是一种面向算法的多态技术，STL是它的一种具体实现。1．泛型编程在计算机科学中，泛型（gener

8、ic，类属）是一种允许一个值取不同数据类型（所谓多态）的技术，强调使用这种技术的编程风格被称为泛型编程。泛型编程研究对软件组件的系统化组织，目标是推出一种针对算法、数据结构和内存分配机制的分类方法，以及其他能够带来高度可重用性、模块化和可用性的软件工具。与针对问题和数据的面向对象的方法不同，泛型编程中强调的是算法。是一类通用的参数化算法，它们对各种数据类型和各种数据结构都能以相同的方式进行工作，从而实现源代码级的软件重用。例如，不管（容器）是数组、队列、链表、还是堆栈，不管里面的元素（类型）是字