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C++11QT复习 （十五）

news 来源：原创 2025/8/25 18:44:39

文章目录

    • Day10 标准模板库学习笔记（2025.04.02）
      • 一、函数和数组能否放入 STL 容器？
        • 1. 引用不能直接作为容器元素类型
          • ✅ 推荐做法：使用 `std::reference_wrapper<T>`
        • 2. 函数不能直接作为容器元素类型
        • ✅ 推荐做法一：使用函数指针类型
        • ✅ 推荐做法二：使用 `std::function`
        • 补充知识：函数和数组的“衰变”行为
      • 二、数组能否放入容器？
        • ❌ 直接存放原生数组类型 `T[N]` 不被支持
        • ✅ 推荐做法一：使用数组指针
        • ✅ 推荐做法二（更推荐）：使用 `std::array`
      • 三、测试代码
      • 四、总结
        • 实践建议

Day10 标准模板库学习笔记（2025.04.02）

一、函数和数组能否放入 STL 容器？

1. 引用不能直接作为容器元素类型

C++ 的容器如 std::vector 不支持存储引用类型（例如 int&），因为引用并非对象本身，不能被复制或赋值。

std::vector<int&> rv; // ❌ 编译失败
✅ 推荐做法：使用 std::reference_wrapper<T>

标准库提供了 std::reference_wrapper 类模板，它可以将引用包装为对象，从而实现“间接”存储引用。

#include <functional>
std::vector<std::reference_wrapper<int>> rv1;
rv1.push_back(i); // i 是 int 类型变量

你也可以自定义类似的封装类，但通常没必要：

template <typename T>
class my_reference_wrapper {T& r;
public:my_reference_wrapper(T& i) : r(i) {}
};
2. 函数不能直接作为容器元素类型

函数名本身不是对象，而是函数类型，不能直接作为 std::vector 的元素类型。

std::vector<decltype(add)> fv; // ❌ 编译失败
✅ 推荐做法一：使用函数指针类型

函数名在赋值或传参时会自动“衰变”（decay）为函数指针。

auto f = add;  // 类型为 void(*)()
using func_ptr = decltype(f);std::vector<func_ptr> fv1;
fv1.push_back(add);
fv1.push_back(minus);
✅ 推荐做法二：使用 std::function

std::function 是更通用、灵活的可调用对象封装器，可以容纳函数、函数指针、Lambda 表达式、函数对象等。

std::vector<std::function<void()>> fv2;
fv2.push_back(add);
fv2.push_back(minus);
fv2.push_back([](){});
fv2.push_back(Callable{}); // 假设 Callable 重载了 operator()
补充知识：函数和数组的“衰变”行为

C++ 中，数组和函数在很多场景下都会自动转换为指针类型，这种现象称为“衰变”（decay）。

int array[10];
auto p1 = array;     // int*
auto&& r1 = array;   // 引用仍保留 int[10] 类型

衰变行为可以用 <type_traits> 里的 std::decay_t<T> 模拟：

static_assert(std::is_same_v<decltype(array), std::remove_reference_t<decltype(r1)>>);
static_assert(std::is_same_v<decltype(p1), std::decay_t<decltype(array)>>);

函数也会衰变为函数指针：

static_assert(std::is_same_v<decltype(add), std::remove_reference_t<decltype(function_ref)>>);

二、数组能否放入容器？

❌ 直接存放原生数组类型 T[N] 不被支持
std::vector<int[10]> v;  // 编译失败

因为数组不能被拷贝或赋值。

✅ 推荐做法一：使用数组指针
std::vector<int*> v1;
v1.push_back(array);  // array 是 int[10]

但这种方式存在数组退化为指针的问题，可能引发不安全行为。

✅ 推荐做法二（更推荐）：使用 std::array

std::array 是标准库提供的定长数组类型，兼具 C 数组的性能与 STL 容器的接口。

std::vector<std::array<int, 10>> v2;
v2.push_back(std::to_array(array)); // C++20 提供的安全转换

三、测试代码

#include <type_traits>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <array>void add()
{std::cout << "add" << std::endl;
}void minus()
{std::cout << "minus" << std::endl;
}// 普通类定义可以写在函数里，模板类不行
template <typename T>
class my_reference_wrapper
{T& r;
public:my_reference_wrapper(T& i) : r(i) {}
};/*
容器无法容纳引用和函数？
*/
void container_can_not_contain_reference_and_function()
{int i = 1;int& ri = i;int& ri1 = i;// 想把这两个引用放到容器里// 想把上面两个函数 add 和 minus 放到容器里//std::vector<int&> rv; // 编译出错//std::vector<decltype(add)> fv; // 编译出错// 怎么办...// 对于引用，标准库提供了个包装类，把引用藏到自定义类型里std::vector<std::reference_wrapper<int>> rv1;rv1.push_back(ri);rv1.push_back(ri1);// 自己写也可以std::vector<my_reference_wrapper<int>> rv2;rv2.push_back(ri);rv2.push_back(ri1);// 你永远也不需要这么做...// 要么把对象拷贝进容器，要么移动进容器，把引用放进去是做什么？？？// 但是函数对象是确实有放到容器里的需求// 这里只是没写对元素的类型，试着拷贝函数给一个变量，看看变量的类型auto f = add; // f 是个函数指针using func_pointer = decltype(f);// 所以元素可以用函数指针类型std::vector<func_pointer> fv1;fv1.push_back(add);fv1.push_back(minus);// 标准库提供了更好的方案 std::function// 首先指定的还是函数类型，而不是函数指针类型// 其次接收可调用对象，即函数和重载了operator()的类都可以放进容器，包括lambdastd::vector<std::function<decltype(add)>> fv2;fv2.push_back(add);fv2.push_back(minus);class Callable{public:void operator()() {}};fv2.push_back(Callable());fv2.push_back([]() {});// 发生了什么？为什么函数赋值后成了函数指针？// 这里涉及C++比较麻烦的地方，为了保持和C语言的兼容性// 所谓 decay 衰变// C语言有数组和函数，数组和函数在赋值/传参时会自动衰变为指针// 这是C编译器的行为，C++编译器为了兼容C，无奈照搬了，这也导致了C++的类型系统有瑕疵// 模板专家很多时候就是在处理这种奇怪的兼容性问题// 这也是为什么数组名是个指针，而函数自动会转为函数指针的原因int array[10];auto array_decay = array; // 类型衰变为 int*auto&& array_ref = array; // 万能引用可以看到精确类型，其实任何引用都可以auto function_decay = add; // 类型衰变为 void(*)()auto&& function_ref = add; // 万能引用可以看到精确类型，其实任何引用都可以static_assert(std::is_same_v<decltype(array_decay),std::decay_t<decltype(array)>>); // 自动decay和手动调用decay得到一样的类型static_assert(std::is_same_v<decltype(function_decay),std::decay_t<decltype(add)>>); // 自动decay和手动调用decay得到一样的类型static_assert(std::is_same_v<decltype(array),std::remove_reference_t<decltype(array_ref)>>); // 把引用移除就得到原来的类型static_assert(std::is_same_v<decltype(add),std::remove_reference_t<decltype(function_ref)>>); // 把引用移除就得到原来的类型// C数组会衰变，还允许做元素，C++这帮人...std::vector<int[10]> array_array;// 但，怎么塞元素...//array_array.push_back(array); // 编译出错// 完蛋，没法塞进去...// 都不让塞为什么允许C数组做元素啊...// 要么妥协，使用衰变类型，即指针std::vector<int*> array_array1;array_array1.push_back(array);// 要么改成标准库的定长数组std::array，推荐做法std::vector<std::array<int, 10>> array_array2;// 使用 std::to_array 从C数组构造标准库数组array_array2.push_back(std::to_array(array));// 记住// 永远不需要把引用放进容器// 函数放进容器是有需求的，推荐用std::function代替函数指针// 数组放进容器也有需求，推荐用std::array代替指针// 碰到问题先去找标准库的解决方案，不要自己（瞎）实现
}

四、总结

数据类型是否能放入 STL 容器推荐做法
引用 T&❌使用 std::reference_wrapper<T>
函数 void()❌使用 std::function<void()> 或函数指针
数组 T[N]❌使用 std::array<T, N> 或 T*

在这里插入图片描述

实践建议
  • 遇到“不能放入容器”的情况，优先查标准库是否已有合适的封装工具。
  • 避免自己写低质量、重复的封装类，标准库几乎总有更好的方案。
  • 多理解“类型衰变”在函数和数组上的行为，有助于掌握模板编程细节。

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编程日记 2025/8/24 2:04:41

力扣HOT100之链表：19. 删除链表的倒数第 N 个结点

这道题的思路比较简单&#xff0c;直接定义一个虚拟头节点&#xff0c;然后再定义快慢指针&#xff0c;快慢指针在初始状态下都指向虚拟头节点&#xff0c;然后让快指针先走n步&#xff0c;慢指针停在原地&#xff0c;然后快慢指针同步前进&#xff0c;当快指针fast指向最后一个…...

编程日记 2025/8/22 11:06:39

【Django】教程-11-ajax弹窗实现增删改查

【Django】教程-1-安装创建项目目录结构介绍 【Django】教程-2-前端-目录结构介绍 【Django】教程-3-数据库相关介绍 【Django】教程-4-一个增删改查的Demo 【Django】教程-5-ModelForm增删改查规则校验【正则钩子函数】 【Django】教程-6-搜索框-条件查询前后端 【Django】教程…...

编程日记 2025/8/24 18:18:20

大厂算法面试 7 天冲刺：第7天-系统设计与模拟面试实战 —— 架构思维 + Java落地

&#x1f3d7;️ 第7天&#xff1a;系统设计与模拟面试实战 —— 架构思维 Java落地 &#x1f4da; 一、What&#xff1a;系统设计是什么&#xff1f; 系统设计是对一个复杂系统的高可用、高性能、高扩展性架构进行顶层思考和具体实现的过程。 &#x1f527; 涉及核心主题&a…...

编程日记 2025/8/20 7:50:35

面试题汇总06-场景题线上问题排查难点亮点

面试题汇总06-场景题&线上问题排查&难点亮点 【一】场景题【1】订单到期关闭如何实现【2】每天100w次登录请求，4C8G机器如何做JVM调优？（1）问题描述和分析（2）堆内存设置（3）垃圾收集器选择（4）各区大小设置（5）添加必要的日志【3】如果你的业务量突然提升100倍…...

编程日记 2025/8/17 22:18:46

AI训练存储架构革命：存储选型白皮书与万卡集群实战解析

一、引言 在人工智能技术持续高速发展的当下&#xff0c;AI 训练任务对存储系统的依赖愈发关键&#xff0c;而存储系统的选型也变得更为复杂。不同的 AI 训练场景&#xff0c;如机器学习与大模型训练&#xff0c;在模型特性、GPU 使用数量以及数据量带宽等方面的差异&#xff…...

编程日记 2025/8/22 11:36:41

数据结构实验3.1：顺序栈的基本操作与进制转换

文章目录 一&#xff0c;问题描述二&#xff0c;基本要求三&#xff0c;算法分析四&#xff0c;示例代码五&#xff0c;实验操作六&#xff0c;运行效果 一&#xff0c;问题描述 在数据处理中&#xff0c;常常会遇到需要对链接存储的线性表进行操作的情况。本次任务聚焦于将链…...

编程日记 2025/8/19 19:03:40

Docker与VNC的使用

https://hub.docker.com/r/dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc 下载nvc 客户端 https://downloads.realvnc.com/download/file/viewer.files/VNC-Viewer-7.12.0-Windows.exe 服务端 docker pull dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc#下载成功 docker pull dorowu/ubuntu-desktop-l…...

编程日记 2025/8/19 19:24:46