# Cpp20-STL-Cookbook-src

**Repository Path**: Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src

## Basic Information

- **Project Name**: Cpp20-STL-Cookbook-src
- **Description**: C++20 STL Cookbook
- **Primary Language**: C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-12-25
- **Last Updated**: 2025-02-05

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 《C++20 STL Cookbook》2023

###  环配置
**Visual Studio Enterprise 2022(64位) 版本 17.4.3**

**CMake 3.8**

**R7 5700U** 八核心十六线程

###  [B站视频讲解](https://www.bilibili.com/video/BV1r8411N75b/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=1992ca910d6cd0582931f6f985dc7fa0)

<br>

- [《C++20 STL Cookbook》2023](#c20-stl-cookbook2023)
		- [环境](#环境)
		- [B站视频讲解](#b站视频讲解)
	- [第一章 C++20的新特性](#第一章-c20的新特性)
		- [1.2格式化文本](#12格式化文本)
		- [1.3使用编译时constexpr `std::vector`和`std::string`](#13使用编译时constexpr-stdvector和stdstring)
		- [1.4安全比较不同类型的整数`cmp_less`](#14安全比较不同类型的整数cmp_less)
		- [1.5三路比较运算符](#15三路比较运算符)
		- [1.6查找特性测试宏](#16查找特性测试宏)
		- [1.7概念(`concept`)和约束(`constraint`)-创建更安全的模板](#17概念concept和约束constraint-创建更安全的模板)
		- [1.8模块](#18模块)
		- [1.9视图](#19视图)
		- [第一章总结](#第一章总结)
	- [第二章 STL的泛型特性](#第二章-stl的泛型特性)
		- [2.2`std::span`类](#22span类)
		- [2.3结构化绑定](#23结构化绑定)
		- [2.4`if`\&`switch`中的初始化](#24ifswitch中的初始化)
		- [2.5模板参数推导（CTAD）](#25模板参数推导ctad)
		- [2.6编译期`if`](#26编译期if)
		- [第二章总结](#第二章总结)
	- [第三章 STL容器](#第三章-stl容器)
		- [3.3使用擦除函数从容器中擦除项](#33使用擦除函数从容器中擦除项)
		- [3.4常数时间内从未排序的向量中删除项](#34常数时间内从未排序的向量中删除项)
		- [3.5安全的访问`std::vector`元素](#35安全的访问stdvector元素)
		- [3.6保持`std::vector`元素的顺序](#36保持stdvector元素的顺序)
		- [3.7高效的将元素插入到`std::map`中](#37高效的将元素插入到stdmap中)
		- [3.8高效的修改`std::map`项的键值](#38高效的修改stdmap项的键值)
		- [3.9自定义键值的`std::unordered_map`](#39自定义键值的stdunordered_map)
		- [3.10使用`std::set`进行输入和筛选](#310使用set进行输入和筛选)
		- [3.11实现简单的RPN计算器与`std::deque`](#311实现简单的rpn计算器与deque)
		- [3.12使用`std::map`的词频计数器](#312使用stdmap的词频计数器)
		- [3.13找出含有相应长句的`std::vector`](#313找出含有相应长句的stdvector)
		- [3.14使用`std::multimap`制作待办事项](#314使用stdmultimap制作待办事项)
		- [第三章总结](#第三章总结)
	- [第四章 兼容迭代器](#第四章-兼容迭代器)
		- [4.3创建可迭代范围](#43创建可迭代范围)
		- [4.4使迭代器与STL迭代器特性兼容](#44使迭代器与stl迭代器特性兼容)
		- [4.5使用迭代器适配器填充STL容器](#45使用迭代器适配器填充stl容器)
		- [4.6创建一个迭代器生成器](#46创建一个迭代器生成器)
		- [4.7反向迭代器的反向适配器](#47反向迭代器的反向适配器)
		- [4.8用哨兵迭代未知长度的对象](#48用哨兵迭代未知长度的对象)
		- [4.9构建zip迭代器适配器](#49构建zip迭代器适配器)
		- [4.10创建随机访问迭代器](#410创建随机访问迭代器)
		- [第四章总结](#第四章总结)
	- [第五章 lambda表达式](#第五章-lambda表达式)
		- [5.3用于作用域可重用代码](#53用于作用域可重用代码)
		- [5.4算法库中作为谓词](#54算法库中作为谓词)
		- [5.5与`std::function`一起作为多态包装器](#55与stdfunction一起作为多态包装器)
		- [5.6用递归连接lambda](#56用递归连接lambda)
		- [5.7将谓词与逻辑连接词连接起来](#57将谓词与逻辑连接词连接起来)
		- [5.8用相同的输入调用多个lambda](#58用相同的输入调用多个lambda)
		- [5.9对跳转表使用映射lambda](#59对跳转表使用映射lambda)
		- [第五章总结](#第五章总结)
	- [第六章 STL算法](#第六章-stl算法)
		- [6.2基于迭代器的复制](#62基于迭代器的复制)
		- [6.3将容器元素连接到以供字符串当中](#63将容器元素连接到以供字符串当中)
		- [6.4`std::sort`排序容器元素](#64stdsort排序容器元素)
		- [6.5`std::transform`修改容器内容](#65stdtransform修改容器内容)
		- [6.6查找特定项](#66查找特定项)
		- [6.7将容器元素限制在`std::clamp`范围内](#67将容器元素限制在stdclamp范围内)
		- [6.8`std::sample`采集样本数据集](#68stdsample采集样本数据集)
		- [6.9生成有序数据序列](#69生成有序数据序列)
		- [6.10合并已排序容器](#610合并已排序容器)
		- [第六章总结](#第六章总结)
	- [第七章 字符串、流和格式化](#第七章-字符串流和格式化)
		- [7.3轻量字符串对象`std::string_view`](#73轻量字符串对象string_view)
		- [7.4连接字符串](#74连接字符串)
		- [7.5转换字符串](#75转换字符串)
		- [7.6使用格式库格式化文本](#76使用格式库格式化文本)
		- [7.7删除字符串的空白](#77删除字符串的空白)
		- [7.8从用户输入中读取字符串](#78从用户输入中读取字符串)
		- [7.9统计文件中的单词数](#79统计文件中的单词数)
		- [7.10使用文件输入初始化复杂结构体](#710使用文件输入初始化复杂结构体)
		- [7.11使用`char_traits`](#711使用char_traits)
		- [7.12用正则表达式解析字符串](#712用正则表达式解析字符串)
		- [第七章总结](#第七章总结)
	- [第八章 实用工具类](#第八章-实用工具类) 
    	- [8.2`std::optional`管理可选值](#82-stdoptional-管理可选值)
    	- [8.3`std::any`保证类型安全](#83any保证类型安全) 
    	- [8.4`std::variant`存储不同的类型](#84-stdvariant-存储不同的类型)
    	- [8.5`std::chrono`的时间事件](#85chrono的时间事件)
    	- [8.6对元组使用折叠表达式](#86对元组使用折叠表达式)
    	- [8.7`std::unique_ptr`管理已分配内存](#87-stdunique_ptr-管理已分配内存)
    	- [8.8`std::shared_ptr`的共享对象](#88-stdshared_ptr-的共享对象)
    	- [8.9对共享对象使用弱指针](#89对共享对象使用弱指针)
    	- [8.10共享管理对象的成员](#810共享管理对象的成员)
    	- [8.11比较随机数引擎](#811比较随机数引擎)
    	- [8.12比较随机数分布发生器](#812比较随机数分布发生器)
    	- [第九章总结](#第九章-并发和并行)
    - [第九章 并发和并行](#第九章-并发和并行)
        - [9.2休眠一定时间](#92休眠一定时间)
        - [9.3`std::thread`实现并发](#93-stdthread-实现并发)
        - [9.4`std::async`实现并发](#94-stdasync-实现并发)
        - [9.5`STL`算法与执行策略](#95stl算法与执行策略)
        - [9.6互斥锁和锁安全的共享数据](#96互斥锁和锁安全的共享数据)
        - [9.7`std::atomic`共享标志和值](#97stdatomic共享标志和值)
        - [9.8`std::call_once`初始化线程](#98stdcall_once初始化线程)
        - [9.9`std::condition_variable`解决生产者-消费者问题](#99stdcondition_variable解决生产者-消费者问题)
        - [9.10实现多个生产者和消费者](#910实现多个生产者和消费者)
    - [第十章 文件系统](#第十章-文件系统)
		- [10.2为`path`类特化`formatter`](#102为path类特化formatter)
		- [10.3使用带有路径的操作函数](#103使用带有路径的操作函数)
		- [10.4列出目录中的文件](#104列出目录中的文件)
		- [10.5使用`grep`实用程序搜索目录和文件](#105使用grep实用程序搜索目录和文件)
		- [10.6使用`regex`和`directory_iterator`重命名文件](#106使用regex和directory_iterator重命名文件)
		- [10.7创建磁盘使用计数器](#107创建磁盘使用计数器)


## 第一章 C++20的新特性
### [1.2格式化文本](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.2%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E5%8C%96%E7%89%B9%E5%8C%96formatter.cpp)

 ```cpp
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string_view>
#include<format>

template < typename... Args>
void print(const std::string_view fmt_str, Args&&... args) {
	auto fmt_args{ std::make_format_args(args...) };
	std::string outstr{ std::vformat(fmt_str, fmt_args) };
	fputs(outstr.c_str(), stdout);
}

struct Frac {
	int a, b;
};

template<>
struct std::formatter<Frac> {
	template<typename ParseContext>
	constexpr auto parse(ParseContext& ctx) {
		return ctx.begin();
	}
	template<typename FormatContext>
	auto format(const Frac& f, FormatContext& ctx)const {
		return std::format_to(ctx.out(), "{0:d}/{1:d}", f.a, f.b);
	}
};

int main() {
	Frac f{ 1,10 };
	print("{}", f);
}
//特化规则参见:	https://zh.cppreference.com/w/cpp/named_req/Formatter
 ```

运行结果:

	1/10

你可以把这个内容分为两个部分:
1. 实现模板函数 **`print`**

使用与`std::format()`函数相同的参数。第一个参数是格式字符串的 `std::string_view` 对象，后面作为参数 的可变参数包。

[`std::make_format_args()`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/format/make_format_args) 函数的作用: *接受参数包并返回一个对象，该对象包含适合格式化的已擦除 类型的值。*

`fmt_str`就是传递的格式化字符串，`fmt_args`是一个保有格式化参数的对象，使用[`std::vformat(fmt_str, fmt_args)`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/format/vformat)即可返回格式化完毕的字符串。我们使用 `fputs()` 将值输出到控制台上 (这比 `cout` 高效得多)。

2. [**`std::formatter`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/format/formatter) 特化

对于自定义，或者说标准没有对其有特化的类型，需要我们自行特化`std::formatter`才可以正确的格式化。

**`parse() `** 函数解析格式字符串，从冒号之后 (若没有冒号，则在开大括号之后) 直到但不包括结 束大括号 (就是指定对象类型的部分)。其接受一个 `ParseContext `对象，**并返回一个迭代器**。这里，可以只返回 `begin()` 迭代器。因为我们的类型不需要新语法，所以无需准备任何东西。 

**`format()`** 函数接受一个 `Frac` 对象和一个 `FormatContext` 对象，**返回结束迭代器**。**`format_to()`** 函数可使这变得很容易，**其可以接受一个迭代器、一个格式字符串和一个参数包**。本例中，参数包是 Frac 类的两个属性，分子和分母。 需要做的就是提供一个简单的格式字符串`“{0}/{1}”`以及分子和分母的值 (0 和 1 表示参数的 位置)。

<br>

### [1.3使用编译时constexpr `std::vector`和`std::string`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.3%E4%BD%BF%E7%94%A8%E7%BC%96%E8%AF%91%E6%97%B6constexpr%20vector%E5%92%8Cstring.cpp)
```cpp
#include<iostream>
#include<vector>
constexpr auto f() {
	std::vector<int>v{ 1,2,3 };
	return v;
}
constexpr auto f2() {
	int* p = new int{ 10 };
	//未delete解除分配
	return *p;
}

int main() {
	constexpr auto n = f().size();//√
	//constexpr auto n2 = f()//error
	//constexpr auto n3 = f2()//error
}

```

`C++20` 允许在新的上下文中使用 [**`constexpr`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/constexpr)，这些语句可以在编译时计算，从而提高了效率(此关键字自`c++11`诞生，一直在增加和改进，我们不再强调)。

<br>

其中包括在 `constexpr` 上下文中使用 [`string`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string) 和 [`vector`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/vector) 对象的能力。所以 **，这些对象本身可能不声 明为 constexpr**，**但可以在编译时上下文中使用。**

```cpp
constexpr void f() {
	constexpr std::string s{ "乐" };
}//错误
constexpr void f() {
	std::string s{ "乐" };
}//正确
```

<br>

也可以在`constexpr`上下文中使用算法:

```cpp
constexpr int use_vector() {
	std::vector<int> vec{ 1, 2, 3, 4, 5 };
	return accumulate(begin(vec), end(vec), 0);
}

int main() {
	constexpr int ret = use_vector();
}
```

<br>

`C++20` 开始，标准 `string` 和 `vector` 类具有`constexpr`限定的构造函数和析构函数，这是可在编译时使用的
前提。所以，分配给 `string` 或 `vector` 对象的内存，也必须在编译时释放。

例如，`constexpr` 函数返回一个 `vector`，编译时不会出错(但是实测 **`gcc msvc clang`** 全部编译错误):
```cpp
constexpr auto f() {
	std::vector<int>v{ 1,2,3 };
	return v;
}

int main() {
	constexpr auto ret = f();//error
}
```

<br>

在编译期间分配和释放了 `vector` 对象，该对象在运行时不可用，理论上可以返回通过编译，实际不可，就算可，你返回了也没有
办法去使用。在运行时使用一些 `vector` 对象的适配 `constexpr` 的方法，比如 `size()`，它是`constexpr`限定的。

```cpp
constexpr auto f() {
	std::vector<int>v{ 1,2,3 };
	return v;
}
int main(){
	constexpr auto n = f();//√
}
```

<br>

### [1.4安全比较不同类型的整数`cmp_less`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.4%E5%AE%89%E5%85%A8%E6%AF%94%E8%BE%83%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E7%9A%84%E6%95%B4%E6%95%B0cmp_less.cpp)

``` cpp
#include<iostream>

template<class T,class U>
constexpr bool cmp_less(T t, U u)noexcept {
	using UT = std::make_unsigned_t<T>;//有符号类型到无符号类型的安全转换。
	using UU = std::make_unsigned_t<U>;
	if constexpr (std::is_signed_v <T> == std::is_signed_v<U>)
		return t < u;
	else if constexpr (std::is_signed_v<T>)
		return t < 0 ? true : UT(t) < u;
	else
		return u < 0 ? false : t < UU(u);
}
int main() {
	std::cout << std::boolalpha << (5u < -1) << '\n';//true
	std::cout << std::boolalpha << ::cmp_less(5u, 1) << '\n';//false
	std::cout << std::boolalpha << ::cmp_less(5u, 2u) << '\n';//false
}

```
`C++20` 在 [**`utility`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/header/utility) 引入了一组[**比较函数**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/intcmp)，他们分别是：

- `std::cmp_equal`
- `std::cmp_not_equal`
- `std::cmp_less`
- `std::cmp_greater`
- `std::cmp_less_equal`
- `std::cmp_greater_equal`

<br>

如上述[代码](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/intcmp#.E5.8F.AF.E8.83.BD.E7.9A.84.E5.AE.9E.E7.8E.B0)中的例子一样，它与内建比较运算符不同，**负有符号整数**与**无符号整数**的比较结果始终为小于，且不为等于。

<br>

### [1.5三路比较运算符](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.5%E4%B8%89%E8%B7%AF%E6%AF%94%E8%BE%83%E8%BF%90%E7%AE%97%E7%AC%A6.cpp)
``` cpp
#include<iostream>

struct X {
	int a{};
	double b{};
	char c{};
	friend auto operator<=>(const X&,const X&) = default;
};

struct Y {
	int a = 6;
};

auto operator<=>(const Y& y, const Y& y2)noexcept->int {//自定义
	if (y.a == y2.a)return 0;
	if (y.a > y2.a)return 1;
	if (y.a < y2.a)return -1;
}
auto operator==(const Y& y, const Y& y2)noexcept->bool {
	return y.a == y2.a;
}

int main() {
	X x{ 10,1.2,'*' };
	X x2{ 10,1,'*' };
	x == x2;
	x <= x2;
	x != x2;
	x >= x2;
	Y y{ 1 };
	Y y2{ 2 };
	std::cout << (y <=> y2) << '\n';				//-1
	std::cout << std::boolalpha << (y > y2) << '\n';//false
	std::cout << std::boolalpha << (y < y2) << '\n';//true
	std::cout << std::boolalpha << (y != y2) << '\n';//true
}

//三路比较运算符: https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/operator_comparison
//默认比较: https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/default_comparisons
```

三路比较运算符表达式的形式为`表达式1 <=> 表达式2`该表达式将返回一个对象

若`表达式1 < 表达式2`，则`(表达式1 <=> 表达式2) < 0`

若`表达式1 > 表达式2`，则`(表达式1 <=> 表达式2) > 0`

若`表达式1 == 表达式2`，则`(表达式1 <=> 表达式2) == 0`

每当`<` `>` `<=` `>=` `<=>`被比较且重载决议选择该重载时，`operator<=>`都会被调用

若`operator<=>`是默认版本且`operator==`完全没有被声明，则`operator==`将隐式采用默认版本
```cpp
struct C
{
    int num;
    auto operator<=>(const C& c)const = default;
};

int main()
{
    C c1{1};
    C c2{2};

    std::cout << std::boolalpha << (c1 == c2) << '\n';//隐式调用默认版本
}
```

<br>

### [1.6查找特性测试宏](https://github.com/13870517674/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.6%E6%9F%A5%E6%89%BE%E7%89%B9%E6%80%A7%E6%B5%8B%E8%AF%95%E5%AE%8F.cpp)

``` cpp
#include<iostream>
#include<version>

#ifdef __cpp_lib_three_way_comparison
# include<compare>
#else
# error 没有与之对应的头文件
#endif // __cpp_lib_three_way_comparison

#ifdef __cpp_lib_format
# include<format>
#else
# error 没有与之对应的头文件
#endif // __cpp_lib_three_way_comparison

#if __has_include(<iostream>)//检查能不能找到这个文件，如果能找到这个宏就返回1
#  include <iostream>
#endif

int main() {
	std::cout << __cpp_lib_three_way_comparison << '\n';//为 201907，意味着其在 2019 年 7 月采纳。
	std::cout << __cpp_lib_format << '\n'; //为 202110，意味着其在 2021 年 10 月采纳。
}

//库功能性测试宏: https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/feature_test
//诊断指令: https://zh.cppreference.com/w/cpp/preprocessor/error
```

运行结果：

```
201907
202207
```

除此外，这里我跳转到MSVC上的[`version`](https://en.cppreference.com/w/cpp/header/version)库，我们还可以看到更多的版本宏

```cpp
#define __cpp_lib_jthread                 201911L
#define __cpp_lib_latch                   201907L
#define __cpp_lib_list_remove_return_type 201806L
#define __cpp_lib_math_constants          201907L

#ifdef __cpp_lib_concepts
#define __cpp_lib_move_iterator_concept 202207L
#endif // __cpp_lib_concepts

#define __cpp_lib_polymorphic_allocator   201902L
#define __cpp_lib_remove_cvref            201711L
#define __cpp_lib_semaphore               201907L
#define __cpp_lib_smart_ptr_for_overwrite 202002L

#ifdef __cpp_consteval
#define __cpp_lib_source_location 201907L
#endif // __cpp_consteval

#define __cpp_lib_span             202002L
#define __cpp_lib_ssize            201902L
#define __cpp_lib_starts_ends_with 201711L
#define __cpp_lib_syncbuf          201803L

#ifdef __cpp_lib_concepts
#define __cpp_lib_three_way_comparison 201907L
#endif // __cpp_lib_concepts

#define __cpp_lib_to_address    201711L
#define __cpp_lib_to_array      201907L
#define __cpp_lib_type_identity 201806L
#define __cpp_lib_unwrap_ref    201811L
#endif // _HAS_CXX20
```

当然，你也可以到[`库特性测试宏 (C++20)`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/feature_test)来进行查看

通常，我们使用条件宏增强不同平台下的兼容性：
```cpp
#if defined(__APPLE__)
#define PI 3.14159265358979323846
#elif defined(__linux__)
#define PI 3.141592653589793
#elif defined(_WIN32)
#define PI 3.1415926535897932384626433832795
#endif

#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#define sleep_ms(x) Sleep(x)
#else
#include <chrono>
#include <thread>
#define sleep_ms(x) std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(x))
#endif
```

[`条件宏`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/preprocessor/conditional)至C++23已经有了8种,分别是：

```cpp
#if
#ifdef
#ifndef
#elif
#elifdef  // C++23起
#elifndef // C++23起
#else
#endif
```

<br>

### [1.7概念(`concept`)和约束(`constraint`)-创建更安全的模板](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.7%E6%A6%82%E5%BF%B5(concept)%E5%92%8C%E7%BA%A6%E6%9D%9F(constraint)-%E5%88%9B%E5%BB%BA%E6%9B%B4%E5%AE%89%E5%85%A8%E7%9A%84%E6%A8%A1%E6%9D%BF.cpp)
``` cpp
#include<iostream>

template<std::integral T>
void f(T t) {}

template<class T>
requires std::integral<T> || std::is_pointer_v<T>
struct X {};

template <class T>
requires std::is_integral_v<T>
T n{};

template <class T>
concept love = std::is_integral_v<T> && (std::is_same_v<int, T> || std::is_same_v<uint32_t, T>);

void f2(love auto){}

int main() {
	f(1);            // 1 是 int，约束满足
	f('*');          // '*' 是整数类型(Integer Type)之一，约束满足
	//f(1.2);
	X<int> x;        // int 满足两个约束的析取之一：std::integral<T>，约束满足
	//X<double>x2;
	X<double*> x3;   // double* 满足两个约束的析取之一：std::is_pointer_t<T>，约束满足
	n<int> = 3;
	//n<double>;
	std::cout << n<int> << '\n';
	f2(1);           // 满足合取 std::is_integral_v<T> 和 std::is_same_v<int, T>
	f2(1u);          // 满足合取 std::is_integral_v<T>，std::is_same_v<uint32_t, T>
	//f2(1l);
}

//Requires表达式 https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/requires
//约束与概念 https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/constraints
```
>*约束(Constraint)是对模板形参提出的一种要求，这种要求的具名集合被称为概念(Concept)。每一个概念均为[**谓词**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/named_req/Predicate) ，且在**编译期求值**，并在用作约束时成为模板接口的一部分*。

作为  `C++20` 引入的四大新特性之一：`Concept` ，提出了一种比 *SFINAE* 更好的约束方法，它易于理解和编写，也能在出现问题时给出更可读的编译期报错。概念的定义形式如下：

> **_template_** < <font color=grey><i>模板形参列表</i></font> >
> **_concept_** <font color=grey><i>概念名</i></font> <font color=grey><i>属性</i></font><font color=green>(可选)</font> **=** <font color=grey><i>约束表达式</i></font> **;**

在上述例子中，概念 `love` 的定义就是这样：
```cpp
template <class T>
concept love = std::is_integral_v<T> && (std::is_same_v<int, T> || std::is_same_v<uint32_t, T>);
```

其中，运算符 `&&` 构成两个约束的合取(*Conjunction*)，两个约束均满足时合取满足。`||` 构成的析取(*Disjunction*)则为两者之一满足则析取满足。
<br>
<br>
`requires` 关键字可用于进行多个约束的分开表达，约束之间的关系均为合取，分为以下多种情况：

- 简单约束
```cpp
// 1. 简单约束
template <typename T>
concept Addable = requires(T a, T b)
{
	a + b;    //编译器会检查该表达式是否 "合法"
}
```

- 类型约束
```cpp
template <typename T>
struct tmp
{
	using value = T;
};

template <typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_same_v<T, V>>
struct test {};

template <typename T>
using Ref = T&;

template <typename T>
concept Cpt = requires
{
	typename T::value;    // 检查 T 是否存在成员 T::value
	typename X<T>;        // 检查是否存在模板类 S 的特化 S<T>
	typename Ref<T>;      // 检查是否存在合法别名模板 Ref<T>
}
```

- 复合约束
复合约束用于约束表达式的返回类型。其定义为：

> { <font color=grey><i>表达式</i></font> } **noexcept**<font color=green>(可选)</font> -> <font color=grey><i>类型约束</i></font> **;**

例如：
```cpp
template <typename T>
concept C = requires(T x) {
  {x * 2} -> typename T::inner;    // 表达式 x * 2 的类型可转换为 T::inner
  {x + 3} -> std::same_as<int>;    // 表达式 x + 3 需要满足约束 std::same_as<int>
};
```

<br>
<br>

复合约束的计算顺序为：
- 计算 <font color=grey><i>表达式</i></font> 是否合法
- 如果有 **noexcept** 限定，则 <font color=grey><i>表达式</i></font> 不能抛出异常
- `decltype((expression))` 的类型必须满足 <font color=grey><i>类型约束</i></font>
全满足则结果为 `true` ，否则为 `false`

<br>

### [1.8模块](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.8%E6%A8%A1%E5%9D%97.cpp)

`1.8模块.cpp`

``` cpp
import test;

int main() {
	/*int n[]{
#include"t.txt"
	};
	for (auto i : n) {
		std::cout << i << ' ';
	}*/

	std::cout << mylib::add(1, 2) << '\n';
	//mylib::print("*");
	t();
}

//模块: https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/modules
//编译设置:add_executable (Test1 "src/1.8模块.cpp" "src/test.ixx" "src/test2.ixx")
```

[`test.ixx`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/test.ixx)

```cpp
module;
#define PI 3.14

export module test;
export import<iostream>;
export import test2;

namespace mylib {

	export auto add(std::integral auto a, std::integral auto b) {
		return a + b;
	}

	auto print(auto t) {
		std::cout << t << '\n';
	}
}
```

[`test2.ixx`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/test2.ixx)

```cpp
export module test2;
import<iostream>;

export void t() {
	std::cout << "乐\n";
}
```

[`t.txt`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/t.txt)

```
1,2,3,4,5
```



### [1.9视图](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/1.9%E8%A7%86%E5%9B%BE.cpp)

``` cpp
#include<iostream>
#include<ranges>
#include<vector>
namespace stdv = std::views;
namespace stdr = std::ranges;

void print(stdr::range auto v) {
	for (const auto& i : v)std::cout << i << ' ';
	endl(std::cout);
}

int main() {
	std::vector nums{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	auto ret = nums | stdv::take(5) | stdv::reverse;
	print(ret);
	auto ret2 = nums | stdv::filter([](int i) {return i > 6; });
	print(ret2);
	auto ret3 = nums | stdv::transform([](int i) {return i * i; });
	print(ret3);
	print(nums);//视图是不会改变原来的数据的

	std::vector<std::string>strs{ "🐴","🐭","🥵","🤣" };
	auto ret4 = strs | stdv::reverse;
	print(ret4);

	auto ret5 = nums | stdv::filter([](int i) {return i % 2 != 0; }) | stdv::transform([](int i) {return i * 2; });
	print(ret5);
	
	auto nums_ = stdv::iota(1, 10);
	print(nums_);

	auto rnums = stdv::iota(1) | stdv::take(200);
	print(rnums);

	stdr::copy(strs | stdv::reverse | stdv::drop(2), std::ostream_iterator<std::string>(std::cout," "));
}

//范围库: https://zh.cppreference.com/w/cpp/ranges
```

### 第一章总结
第一章的内容需要细看，很多其实书说的并不全面，比如范围，模块，约束与概念，自己注意去看我们提到的之前讲过的视频，以及这些demo
如果你是初学，最好都自己写一下运行，顺便提一下`print.h`后面我们会经常用到这个头文件，我们其实是一步步补充的，但是我们直接把
这个头文件的内容先放出来吧，有不少的打印模板函数

**`print.h`**
```cpp
#pragma once
#include<format>
#include<iostream>
#include<ranges>
#include<map>

template < typename... Args>
void print(const std::string_view fmt_str, const Args&... args) {
	auto fmt_args{ std::make_format_args(args...) };
	std::string outstr{ std::vformat(fmt_str, fmt_args) };
	fputs(outstr.c_str(), stdout);
}

void print(std::ranges::range auto v){
	print("size: {}  ", v.size());
	print("[ ");
	for (const auto& i : v)print("{} ", i);
	print("]\n");
}

template<class T,class T2>
void print(const std::map<T, T2>& map) {
	print("size: {} ", map.size());
	print("[ ");
	for (auto& [k, v] : map)print("{}:{} ", k, v);
	print("]\n");
}

template<class T, class T2>
void rprint(std::multimap<T, T2>& todo) {
	for (const auto& i : todo | std::views::reverse) {
		print("{}: {}\n", i.first, i.second);
	}
	print("\n");
}

void printc(const std::ranges::range auto& v, std::string_view s = "") {
	if (s.size())print("{}: ", s);
	for (const auto& i : v)print("[{}] ", i);
	print("\n");
}

void printr(const auto& r, std::string_view s = "") {
	auto rbegin = std::rbegin(r);
	auto rend = std::rend(r);
	for (auto it = rbegin; it != rend; ++it) {
		print("{} ", *it);
	}
	print("\n");
}
```

<br>

---
## 第二章 STL的泛型特性
### [2.2span类](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/2.2span%E7%B1%BB.cpp)

```cpp
#include <iostream>
#include <format>
#include <span>
#include <vector>
#include <array>

template < typename... Args>
void print(const std::string_view fmt_str, Args&&... args) {
	auto fmt_args{ std::make_format_args(args...) };
	std::string outstr{ std::vformat(fmt_str, fmt_args) };
	fputs(outstr.c_str(), stdout);
}

template<class T>
void pspan(std::span<T> s) {
	print("number of elemnts: {}\n", s.size());//  返回序列中的元素个数
	print("size of span: {}\n", s.size_bytes());// 返回以字节表示的序列大小
	for (auto i : s) print("{} ", i);
	endl(std::cout);
}

int main() {
	int a[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
	pspan<int>(a);

	std::endl(std::cout);
	std::vector<int> b{1, 2, 3, 4, 5 };
	pspan<int>(b);

	std::endl(std::cout);
	std::array<int, 4> c{ 1, 2, 3, 4 };
	pspan<int>(c);
}

```

运行结果:

```cpp
number of elemnts: 6
size of span: 24
1 2 3 4 5 6
```

[**`std::span`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/span) 在C++20中被引入

它给具有连续对象的序列提供了轻量级的视图，以更加安全的方式对其进行迭代和索引，比如`std::array`、 `std::vector`、原生数组和原生指针。

常用于去包裹原生数组，并提供了更加安全的一系列函数：如`front()`，`begin()`, `size()`, `empty()`等

经典的实现中只有两个成员：

```cpp
private:
	pointer _ptr;//指向元素的指针
	std::size_t _size;//元素个数
```

<br>

### [2.3结构化绑定](https://github.com/13870517674/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/2.3%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%8C%96%E7%BB%91%E5%AE%9A.cpp)

```cpp
#include<iostream>
#include<format>
#include<array>
#include<tuple>
#include<map>

template < typename... Args>
void print(const std::string_view fmt_str, Args&&... args) {
	auto fmt_args{ std::make_format_args(args...) };
	std::string outstr{ std::vformat(fmt_str, fmt_args) };
	fputs(outstr.c_str(), stdout);
}

struct X { int a; double b; std::string str; };

auto f() -> std::tuple<int, int> {
	return { 1,2 };
}

int main() {
	int array[]{ 1,2,3,4,5 };
	std::cout << (*(&array[1])) << std::endl;
	auto& [a, b, c, d, e] = array;// a 是 array[0] 的引用, b 是 array[1] 的引用 ...
	print("{} {} {} {} {}\n", a, b, c, d, e);
	a = 10;
	print("{}\n", array[0]);

	std::array arr{ '*','a','b','&' };
	auto [a_, b_, c_, d_] = arr;// a_ 是 arr.at(0) 的值拷贝, b_ 是 arr.at(1) 的值拷贝 ...
	print("{} {} {} {}\n", a_, b_, c_, d_);

	std::tuple<int, double, std::string>tu{ 10,3.14,"🥵" };
	auto [t1, t2, t3] = tu;// 对 tuple 成员进行绑定，值拷贝
	print("{} {} {}\n", t1, t2, t3);

	X x{ 1,5.2,"🤣" };
	auto [x1, x2, x3] = x;// 对 结构体 数据成员按声明顺序进行绑定，值拷贝
	print("{} {} {}\n", x1, x2, x3);

	const std::array arr2{ 1,2 };
	auto& [c_arr1, c_arr2] = arr2;
	//c_arr1 = 10;//error 常量引用不允许修改

	auto [f1, f2] = f();
	print("{} {}\n", f1, f2);

	std::map<int, std::string>Map{ {1,"*"},{2,"😘"} };
	for (const auto& [m_a, m_b] : Map) {// 对 pair 进行绑定
		print("{} {}\n", m_a, m_b);
	}
}
```

运行结果:

	1 2 3 4 5
	10
	* a b &
	10 3.14 🥵
	1 5.2 🤣
	1 2
	1 *
	2 😘

注意，由于结构化绑定使用自动类型推导，所以类型声明必须使用 `auto`,且使用的变量名在该作用域内唯一，同时保证标识符列表内的标识符（即[a, b, c] 中的变量a,b,c）个数**等于**所指代对象的子元素个数

[Lambda表达式(C++11 起) ](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/lambda)在C++17起才允许捕获结构化绑定的变量

```cpp
struct S { int p{6}, q{7}; };
const auto& [b, d] = S{};
auto l = [b, d] { return b * d; }; // C++17 起合法
assert(l() == 42);
```

<br>

### [2.4`if`&`switch`中的初始化](https://github.com/13870517674/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/2.4if%26switch%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96.cpp)

```cpp
#include<mutex>
#include<thread>
#include<format>

template < typename... Args>
void print(const std::string_view fmt_str, Args&&... args) {
	auto fmt_args{ std::make_format_args(args...) };
	std::string outstr{ std::vformat(fmt_str, fmt_args) };
	fputs(outstr.c_str(), stdout);
}

std::mutex mtx;
bool flag = true;

void ifFunc(int n) {
	if (auto flag = [n]() {return n; }(); flag % 2 == 0) {// C++17起，允许if语句内声明表达式，它可以是这里的lambda表达式
		print("This is a even Number: {}\n", n);
	}
}

void f(int n) {
	if (std::lock_guard lg{ mtx }; flag) {
		print("if_start\t");
		print("{}\t", n);
		print("end\n");
	}
}


void switchFunc() {
	switch (char c = getchar(); c)// C++17起，允许switch语句内声明表达式，它可以是一条语句
	{
	case 'a':
		print("a\n");
		break;
	case 'b':
		print("b\n");
		break;
	case 'c':
		print("c\n");
		break;
	default:
		print("input not a b c\n");
		break;
	}
}

int main() {
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		std::jthread t{ f,i };
		std::jthread t2{ f,i };
	}
	ifFunc(3);
	switchFunc();
}
```

输入：a

可能的运行结果：

```
if_start        0       end
if_start        0       end
if_start        1       end
if_start        1       end
if_start        2       end
if_start        2       end
if_start        3       end
if_start        3       end
if_start        4       end
if_start        4       end
a
```

初始化语句可以是任意**一条**语句，如上面代码中的`lambda语句`，也可以是一条简单声明`int a = 3, b = 3;` 或者是一条结构化绑定的声明，C++23起将支持[`别名声明(C++11起)`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/type_alias)

通过`if & switcht 初始化语句`限制了变量的作用域，避免了与其他变量名发生冲突，并且会自动调用对应的析构函数，确保内存被安全释放（比如上面代码中的[std::lock_guard](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/lock_guard)）

### [2.5模板参数推导（CTAD）](https://github.com/13870517674/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/2.5%E6%A8%A1%E6%9D%BF%E5%8F%82%E6%95%B0%E6%8E%A8%E5%AF%BC.cpp)

```cpp
#include"print.h"

using namespace std::string_literals;

template<class T>
struct X {
	T v{};
	template<class...Args>
	X(Args&&...args) : v{ (args + ...) } {}
};

template<class...Ts>
X(Ts...ts) -> X<std::common_type_t<Ts...>>;//确定所有类型Ts...都能隐式转换到的类型

int main() {
	X x("Hello ", "World🤣"s);
	print("{}\n", x.v);
}
```

运行结果：

```cpp
Hello World🤣
```

在C++17,当我们给定类模板实参时，编译器会对其进行自动类型推导，如上面代码代码中的实例化对象`x`,  而之前为了实现`x对象的实例化，我们可能需要这样写：

```cpp
X<const char*, std::string> x("Hello", "World"s);
```

虽然有了`类模板实参推导`,但该类模板只接收一种类型，所以需要使用[`std::common_type_t`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/types/common_type)来对类模板实参进行一个都可隐式转换的类型的提取

因此，当我们初始化STL容器时，可以省略类型的书写：

```cpp
std::pair p{ 2, 3.14 };// 省略容器元素的类型
std:vector vec{ 1, 2, 3, 4 };
std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater<>());//省略比较器的类型
```

### [2.6编译期`if`](https://github.com/13870517674/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/2.6%E7%BC%96%E8%AF%91%E6%9C%9Fif.cpp)

```cpp
#include"print.h"

template<class T>
auto f(const T& v) {
	if constexpr (std::is_pointer_v<T>)
		print("is pointer\n");
	else
		print("not pointer\n");
}

template<class T,class...Args>
void show(T t, Args&&...args) {
	print("{}\t",t);
	if constexpr (sizeof...(args)) {
		show(args...);
	}
}

int main() {
	int* p{};
	f(p);
	f(1);
	show(5,314, "🤣", '*');
	print("\n");
}
```

运行结果：

```
is pointer
not pointer
5       314     🤣   *
```

[`std::is_pointer`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/types/is_pointer)用于编译器判断参数类型T是否为对象/函数指针

以 [`if constexpr`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/if) 开始的语句被称为 *constexpr if 语句*, 在 *constexpr if* 语句中, 若表达式的值可转换到bool类型的常量表达式，如果值为`true`，舍弃`false`分支（如果存在），反之亦然

被舍弃的分支中的`return 语句`**不参与**函数的返回值类型推导，且可以使用**未定义**的变量（大概是因为他不会被执行到，所以无关紧要）

`sizeof...`在编译期求出参数包的大小，值为0时，被决为`false`

### 第二章总结
第二章内容总体比较简单，并没有什么困难的，重在运用，最好这些demo都自己抄或者写一遍。
加深理解
<br>

---
## 第三章 STL容器
### [3.3使用擦除函数从容器中擦除项](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.3%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%93%A6%E9%99%A4%E5%87%BD%E6%95%B0%E4%BB%8E%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%AD%E6%93%A6%E9%99%A4%E9%A1%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<list>

template<typename Tc,typename Tv>
void remove_value(Tc& c, const Tv& v) {//C++20之前的做法
	auto remove_it = std::remove(c.begin(), c.end(), v);//remove_it是首个需要被删除元素的位置
	c.erase(remove_it, c.end());//删除remove_it到end()这个范围的元素
}

int main() {
	std::vector v{ 1,2,3,4,5 };
	print(v);
	::remove_value(v, 1);
	print(v);
	std::erase(v,5);
	print(v);
	std::erase_if(v, [](int i) {return i % 2 != 0; });
	print(v);

	std::list list{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	std::erase(list, 5);
	std::erase_if(list, [](int i) {return i % 2 == 0; });
	print(list);

	std::map<int, std::string> map{ {1,"🤣"},{2,"🥵"},{3,"🐴"},{4,"🐭"} };
	print(map);
	std::erase_if(map, [](auto& i) {
		const auto& [k, v] = i;
		return v == "🥵";
	});
	print(map);
}
```
**运行结果**   

		size: 5  [ 1 2 3 4 5 ]
		size: 4  [ 2 3 4 5 ]
		size: 3  [ 2 3 4 ]
		size: 2  [ 2 4 ]
		size: 4  [ 1 3 7 9 ]
		size: 4 [ 1:🤣 2:🥵 3:🐴 4:🐭 ]
		size: 3 [ 1:🤣 3:🐴 4:🐭 ]

<br>

**解析**

[**`std::remove`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/io/c/remove)
- 功能: 该函数用于将迭代器中与值匹配的元素移动到末尾,并返回操作完毕后首个与参数值匹配的元素位置   
- 参数 `_First` 需要进行操作的容器的起始位置
- 参数 `_Last`  需要进行操作的容器的截止位置
- 参数 `_Val`	需要操作的值   
- Ps: `std::remove` 提供了可自定义操作规则的 [**`std::remove_if`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/remove)

<br>

[**`std::erase`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/vector/erase2)
- 功能: 删除给定容器中与 `_Value` 匹配的元素
- 参数 `_Cont` 需要被擦除元素的容器
- 参数 `_Value` 需要被擦除的值   
- Ps: 该函数从 `C++20` 起,功能同 remove_value()

<br>

[**`std::erase_if`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/vector/erase2)
- 功能: `std::erase` 的自定义删除规则版本
- 参数 `_Cont` 需要被擦除元素的容器   
- 参数 `_Pred` 当该参数为 `true` 时,擦除对应元素。该参数必须是一个可转换为 `bool` 类型的表达式(此处使用一个`lambda 表达式` 来判断是否擦除)
- Ps: 该函数是 `std::erase` 的改进版本,相较于旧版本只能单一匹配值来进行删除,`std::erase_if`可以实现类似示例中的自定义删除规则

**注意**: `std::erase` 与 `std::erase_if` 会使序列容器迭代器失效

<br>

### [3.4常数时间内从未排序的向量中删除项](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.4%E5%B8%B8%E6%95%B0%E6%97%B6%E9%97%B4%E5%86%85%E4%BB%8E%E6%9C%AA%E6%8E%92%E5%BA%8F%E7%9A%84%E5%90%91%E9%87%8F%E4%B8%AD%E5%88%A0%E9%99%A4%E9%A1%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<ranges>
namespace stdr = std::ranges;

//使用下标的版本
template<typename T>
void quick_delete(T& v, size_t idx) {
	if (idx < v.size()) {
		v[idx] = std::move(v.back());
		v.pop_back();
	}
}
//使用迭代器的版本
template<typename T>
void quick_delete(T& v, typename T::iterator it) {
	if (it < v.end()) {
		*it = std::move(v.back());
		v.pop_back();
	}
}
//若 vector 中项目的顺序不重要，就可以优化这个过程，使其花费 O(1)(常数) 时间
//做法很简单，将传入的要删除的迭代器或索引赋值为末尾元素的值，然后将末尾元素删除，就完成了，但是没有顺序

int main() {
	std::vector v{ 1,2,3,4,5 };
	print(v);
	auto it = stdr::find(v, 3);
	quick_delete(v, it);
	print(v);//顺序不对，正常现象

	quick_delete(v, 2);
	print(v);
}
```

### [3.5安全的访问`std::vector`元素](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.5%E5%AE%89%E5%85%A8%E7%9A%84%E8%AE%BF%E9%97%AEvector%E5%85%83%E7%B4%A0.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>

void test1() {
	std::vector v{ 1,2,3,4,5 };
	v[5] = 2001;//写入非法内存，访问也是越界
	auto& i = v[5];//引用了错误的内存
	print("{}\n", i);//可能发生错误，不保证
}

void test2()try {
	std::vector v{ 1,2,3,4,5 };
	auto& i = v.at(5);// at会进行越界检查，保证了程序的安全
	print("{}\n", i);
}
catch (std::exception& e) {
	print("{}\n", e.what());
}

void test3()try {
	std::vector v{ 1,2,3,4,5 };
	auto& i = v[5];
	print("{}\n", i);
}
catch (std::exception& e) {
	print("{}\n", e.what());
}
int main() {
	//test1();//error
	test2();
	//test3();//error
}
```

### [3.6保持`std::vector`元素的顺序](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.6%E4%BF%9D%E6%8C%81vector%E5%85%83%E7%B4%A0%E7%9A%84%E9%A1%BA%E5%BA%8F.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>
#include<vector>
#include<list>
using Vstr = std::vector<std::string>;
namespace stdr = std::ranges;

void psorted(stdr::range auto&& v) {
	if  (stdr::is_sorted(v))
		print("sorted: ");
	else
		print("unsorted: ");
	print(v);
}

void insert_sorted(Vstr& v, const std::string& s) {
	//lower_bound() 算法查找不小于实参的第一个元素的迭代器
	const auto pos{ stdr::lower_bound(v,s) };
	v.insert(pos, s);//使用 lower_bound() 返回的迭代器在正确的位置插入一个元素
}

template<stdr::range C,typename E>
void insert_sorted(C& c, const E& e) {
	const auto pos{ stdr::lower_bound(c,e) };
	c.insert(pos, e);
}

int main() {
	std::vector<std::string> v{ "2","1","3"};
	psorted(v);//无序

	stdr::sort(v);
	psorted(v);//有序

	//v.emplace_back("0");
	//psorted(v);//无序

	::insert_sorted(v, "0");
	psorted(v);//有序，相比于普通插入的优势
	//用list测试改写泛型的版本
	std::list<int>list{ 1,2,3,4,5 };
	psorted(list);//有序
	::insert_sorted(list, 0);
	psorted(list);//有序
}
```

### [3.7高效的将元素插入到`std::map`中](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.7%E9%AB%98%E6%95%88%E7%9A%84%E5%B0%86%E5%85%83%E7%B4%A0%E6%8F%92%E5%85%A5%E5%88%B0map%E4%B8%AD.cpp)
```cpp
#include"print.h"

struct X {
	std::string s;
	X() { print("default construct\n"); }
	X(const char* s) :s{ s } { print("construct\n"); }
	X(const X&) { print("copy construct\n"); }
};
void printm(const std::map<int, X>& map) {
	for (const auto& [k, v] : map) {
		print("[ {}:{} ]", k, v.s);
	}
	print("\n");
}

int main() {
	std::map<int, X>map{};
	map[1] = "🐴";//两个构造的开销，有参和默认
	print("\n");
	//直接转发，只有一个有参构造的开销,这里使用try_emplace和emplace效果完全一样
	map.emplace(2,"🥵");
	map.emplace(3, "🤣");
	printm(map);
	print("\n");

	map.emplace(1, "乐");//添加一个具有重复键的元素
	map.try_emplace(1, "乐");
	printm(map);
}
//重复键元素的问题参见 https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=92300
```

### [3.8高效的修改`std::map`项的键值](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.8%E9%AB%98%E6%95%88%E7%9A%84%E4%BF%AE%E6%94%B9map%E9%A1%B9%E7%9A%84%E9%94%AE%E5%80%BC.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>

template<typename M,typename K>
bool node_swap(M& m, K k1, K k2) {
	//extract 是更换 map 的键而不重分配的唯一方式
	auto node1{ m.extract(k1) };
	auto node2{ m.extract(k2) };
	if (node1.empty() || node2.empty())
		return false;
	std::swap(node1.key(), node2.key());
	m.insert(std::move(node1));
	m.insert(std::move(node2));
	return true;
}

int main() {
	std::map<uint32_t, std::string>maps{
		{1,"🐴"},{2,"🥵"},{3,"🤣"},{4,"🐭"},{5,"😘"}
	};
	print(maps);
	::node_swap(maps, 3, 5);
	print(maps);

	auto node = maps.extract(maps.begin());
	node.key() = 5;
	auto t =maps.insert(std::move(node));
	print(maps);
	if (!t.inserted) {
		print("插入失败 {}\n",t.position->second);
	}
}
```

### [3.9自定义键值的`std::unordered_map`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.9%E8%87%AA%E5%AE%9A%E4%B9%89%E9%94%AE%E5%80%BC%E7%9A%84unordered_map.cpp)

```cpp
#include"print.h"
#include<string>
#include<unordered_map>

struct Coord {
	int x{};
	int y{};
};
auto operator==(const Coord& a, const Coord& b) {//键值需要能比较相等，即equal_to<_KeyTpey>
	return a.x == b.x && a.y == b.y;
}
namespace std {
	template<>
	struct hash<Coord> {//特化哈希类
		size_t operator()(const Coord&a)const {
			return static_cast<size_t>(a.x) + static_cast<size_t>(a.y);
		}
	};
}
template<class T, class T2>
inline void print(const std::unordered_map<T, T2>& map) {
	print("size: {} ", map.size());
	for (auto& [k, v] : map)print("{{{} {}}}:{} ", k.x, k.y, v);
	print("\n");
}
int main() {
	std::unordered_map<Coord, std::string, std::hash<Coord>>map{ {{1,1},"😘"},{{0,0},"🤣"} };
	print(map);
}
```

运行结果:

```
size: 2 {1 1}:😘 {0, 0}:🤣
```

[unordered_map](https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/unordered_map)和`map`一样都是关联式容器,唯一不同的是`unordered_mp`内部不以任何顺序进行排列，而是直接存进桶里面，所以在不需要排序的场景下，`unordered_mp`会比`map`高效一些。

`unordered_map`的定义
```cpp
template<
    class Key,
    class T,
    class Hash = std::hash<Key>,
    class KeyEqual = std::equal_to<Key>,
    class Allocator = std::allocator< std::pair<const Key, T> >
> class unordered_map;
```

`equal_to`在MSVC上的实现
```cpp
_EXPORT_STD template <class _Ty = void>
struct equal_to {
    using _FIRST_ARGUMENT_TYPE_NAME _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS  = _Ty;
    using _SECOND_ARGUMENT_TYPE_NAME _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS = _Ty;
    using _RESULT_TYPE_NAME _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS          = bool;

    _NODISCARD constexpr bool operator()(const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) const
        noexcept(noexcept(_Fake_copy_init<bool>(_Left == _Right))) /* strengthened */ {
        return _Left == _Right;
    }
};
```
~~同样的，你也可以重载`!=`然后指定`KeyEqual = std::not_equal_to<Key>`~~

### [3.10使用`set`进行输入和筛选](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.10%E4%BD%BF%E7%94%A8set%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E8%BE%93%E5%85%A5%E5%92%8C%E7%AD%9B%E9%80%89.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<set>
#include<string>
#include<ranges>

int main() {
	std::set<std::string> sets;//set 容器用于存储键适用于索引关键字

	std::copy(std::istream_iterator<std::string>{std::cin}, {},
		std::inserter(sets, sets.end()));
		
	print(sets);
}
```
[**``std::copy``**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/copy)  用于将数据拷贝到对应容器中
- 参数1 `_First` 需要拷贝的起始迭代器(这里使用``istream``的迭代器来读取输入流字符串)   
- 参数2 `_Last`  拷贝的截止迭代器 (这里使用 `{}` 占位 即拷贝所有输入流中的字符)   
- 参数2 `_Dest`  如何拷贝(这里使用``std::inserter``进行插入)   
 
[**``std::inserter``**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/copy)  将每一组输入的字符串作为 `key` 插入到容器中
- 参数1 `_Cont`	 需要插入数据的容器(这里是sets)   
- 参数2 `_Where` 需要插入的位置(这里始终插入到`sets`的尾部)   

**运行结果**

		输入:  1 12 3 3 3 3 3 ^Z
		输出:  size: 3 [ 1 12 3 ]
 
`set` 容器的 `key` 是不可重复的,如果需要运行重复 `key` 的 `set` 可以使用 `std::multiset`   

`set` 容器内部通过一颗 `R&B树(红黑树)`来存储数据,其对字符串的排序方式是按照 [**字典序**](https://baike.baidu.com/item/%E5%AD%97%E5%85%B8%E5%BA%8F#:~:text=%E5%9C%A8%E6%95%B0%E5%AD%A6%E4%B8%AD%EF%BC%8C%E5%AD%97%E5%85%B8%E6%88%96,%E9%A1%BA%E5%BA%8F%E6%8E%92%E5%88%97%E7%9A%84%E6%96%B9%E6%B3%95%E3%80%82)故输出时 `12` 出现在 `3` 之前

<br>


### [3.11实现简单的RPN计算器与`deque`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.11%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E7%AE%80%E5%8D%95%E7%9A%84RPN%E8%AE%A1%E7%AE%97%E5%99%A8%E4%B8%8Edeque.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<deque>
#include<string>

class RPN {
	std::deque<double>deq_{};
	constexpr static double zero_{ 0.0 };
	constexpr static double inf_{ std::numeric_limits<double>::infinity() };

	bool is_numeric(const std::string str) {
		for (const auto& i:str) {
			if (i != '.' && !std::isdigit(i))
				return false;
		}
		return true;
	}

	std::pair<double, double>pop_get2() {
		if (deq_.size() < 2)return { zero_,zero_ };
		double v1{ deq_.front() };
		deq_.pop_front();
		double v2{ deq_.front() };
		deq_.pop_front();
		return { v2,v1 };
	}

	double optor(const std::string op) {
		std::map<std::string, double(*)(double, double)>opmap{
			{"+",[](double l,double r) {return l + r; }},
			{"-",[](double l,double r) {return l - r; }},
			{"*",[](double l,double r) {return l * r; }},
			{"/",[](double l,double r) {return l / r; }},
			{"^",[](double l,double r) {return std::pow(l,r); }},
			{"%",[](double l,double r) {return std::fmod(l,r); }}
		};
		if (opmap.find(op) == opmap.end())return zero_;
		auto [l, r] = pop_get2();
		if (op == "/" && r == zero_)deq_.push_front(inf_);
		else deq_.push_front(opmap.at(op)(l, r));
		return deq_.front();
	}

public:
	double op(const std::string& s) {
		if (is_numeric(s)) {
			double v{ std::stod(s) };
			deq_.push_front(v);
			return v;
		}
		else return optor(s);
	}

	void clear() {
		deq_.clear();
	}

	std::string get_stack_string()const {
		std::string s{};
		for (const auto& v : deq_) {
			s += std::format("{} ", v);
		}
		return s;
	}
};

int main() {
	RPN rpn;
	for (std::string o{}; std::cin >> o;) {
		rpn.op(o);
		auto stack_str{ rpn.get_stack_string() };
		print("{}: {}\n", o, stack_str);
	}
}
```

### [3.12使用`std::map`的词频计数器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.12%E4%BD%BF%E7%94%A8map%E7%9A%84%E8%AF%8D%E9%A2%91%E8%AE%A1%E6%95%B0%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<ranges>
#include<regex>
#include<vector>

namespace stdr = std::ranges;
namespace regex_constants = std::regex_constants;
namespace bw { constexpr const char* re{ "(\\w+)" }; }

int main() {
	std::map<std::string, int>wordmap{};
	std::vector<std::pair<std::string, int>>wordvec{};
	std::regex word_re(bw::re);
	size_t total_words{};

	for (std::string s{}; std::cin >> s;) {
		auto words_begin{ std::sregex_iterator(s.begin(),s.end(),word_re) };
		auto words_end{ std::sregex_iterator() };
		for (auto r_it{ words_begin }; r_it != words_end; ++r_it) {
			std::smatch match{ *r_it };//字符串匹配类
			auto word_str{ match.str() };//得到输入的单词
			stdr::transform(word_str, word_str.begin(), [](uint8_t c) {return tolower(c); });//将字母全部大写
			auto [map_it, result] = wordmap.try_emplace(word_str, 0);//插入到map中，map的键不会有重复，自动去重
			auto& [w, count] = *map_it;
			++total_words;
			++count;//增加单词计数
		}
	}
	auto unique_words = wordmap.size();
	wordvec.reserve(unique_words);
	stdr::move(wordmap, std::back_inserter(wordvec));
	stdr::sort(wordvec, [](const auto& a, const auto& b) {
		return (a.second != b.second) ? (a.second > b.second) : (a.first < b.first);
	});

	print("unique word count: {}\n", total_words);//总共的单词个数
	print("unqiue word count: {}\n", unique_words);//去除重复之后的
	for (int limit{ 20 }; auto & [w, count]:wordvec) {
		print("{}: {}\n", count, w);
		//if (--limit == 0)break;
	}
}
```

### [3.13找出含有相应长句的`std::vector`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.13%E6%89%BE%E5%87%BA%E5%90%AB%E6%9C%89%E7%9B%B8%E5%BA%94%E9%95%BF%E5%8F%A5%E7%9A%84vector.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string_view>
#include<vector>
#include<ranges>
namespace stdr = std::ranges;

bool is_eos(const std::string_view& str) {
	constexpr const char* end_punct{ ".!?" };
	for (auto c : str) {
		if (strchr(end_punct, c) != nullptr)
			return true;
	}
	return false;
}

int main() {
	std::vector<std::vector<std::string>>vv_sentences{ std::vector<std::string>{} };
	for (std::string s{}; std::cin >> s;) {
		vv_sentences.back().emplace_back(s);
		if (is_eos(s)) {
			vv_sentences.emplace_back(std::vector<std::string>{});
		}
	}

	if (vv_sentences.back().empty())vv_sentences.pop_back();
	stdr::sort(vv_sentences, [](const auto& l, const auto& r) {
		return l.size() > r.size();
	});

	for (const auto& v : vv_sentences) {
		size_t size = v.size();
		print("{}: ", size);
		for (const auto& s : v) {
			print("{} ", s);
		}
		print("\n");
	}
	print("\n");
}
```
[std::ranges::sort](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/ranges/sort)和`std::sort`类似，只是我们可以省略排序的范围了

[strchr](https://zh.cppreference.com/w/c/string/byte/strchr)函数是C库下的函数，在标头 `<string.h>` 中定义为：`char *strchr( const char *str, int ch )`，用于从str中查找ch字符首次出现的位置，若未找到则返回`NULL`
### [3.14使用`std::multimap`制作待办事项](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/3.14%E4%BD%BF%E7%94%A8multimap%E5%88%B6%E4%BD%9C%E5%BE%85%E5%8A%9E%E4%BA%8B%E9%A1%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<map>

int main() {
	std::multimap<int, std::string>todo{
		{1,"🤣"},
		{1,"🥵"},
		{3,"🐴"},
		{4,"c"}
	};
	rprint(todo);
}
```
运行结果：
```
😘
🐴
🥵
🤣
```

`std::multimap`允许存在多个同名的键，默认对键值进行升序排列，你也可以自己指定排序的方式，同时，它还支持迭代，所以，在大多数场景下，`std::multimap`有着`priority_queue`更灵活的特性。而且，因为其支持迭代且有序，所以你也可以使用`lower_bound` 和`upper_bound`来对键值进行查找

### 第三章总结
第三章内容较多，需要对STL容器有一定的了解，建议每一个demo都自己写完理解意义后再往下阅读。

---

<br>

## 第四章 兼容迭代器
### [4.3创建可迭代范围](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.3%E5%88%9B%E5%BB%BA%E5%8F%AF%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E8%8C%83%E5%9B%B4.cpp)
```cpp
#include"print.h"

template<class T>
class Seq {
	T _star{};
	T _end{};
public:
	Seq(T star, T end) :_star(star), _end(end) {}
	struct iterator {
		T value{};
		explicit iterator(T v) :value(v) {}
		iterator& operator++() {
			value++;
			return *this;
		}
		T operator*() {
			return value;
		}
		bool operator!=(const iterator& l) {
			return this->value != l.value;
		}
	};
	iterator begin() {
		return iterator{ _star };
	}
	iterator end() {
		return iterator{ _end };
	}
};

template<class T,size_t size>
struct X {
	T array[size]{};
	T* begin() {
		return array;
	}
	T* end() {
		return array + size;
	}
};

int main() {
	Seq<int>v{ 1,10 };
	for (auto i : v) {
		print("{} ", i);
	}
	print("\n");

	X<int, 10>x{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (auto i : x) {
		print("{} ", i);
	}
}
```
欲让类支持[range-for ](https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/range-for)循环，需是定义了 `begin` 和 `end` 成员函数或自由函数(也就是非成员函数)的对象，在`Seq`类中，我们已经定义了`begin`和`end`函数，他们都返回一个`iterator`类。当然，这样是不够的，如普通的循环一般，`iterator`对象需支持`++`和`!=` ，才能正确的被循环使用（迭代器循环：`for(T::iterator it{obj.begin()}; it != obj.end(); it ++)`）

而`X`类里面所迭代的对象是指针，指针本身是支持判等和自增操作的，所以不需要再去实现。

### [4.4使迭代器与STL迭代器特性兼容](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.4%E4%BD%BF%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E4%B8%8ESTL%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E7%89%B9%E6%80%A7%E5%85%BC%E5%AE%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"

template<class T>
class Seq {
	T _star{};
	T _end{};
public:
	Seq(T star, T end) :_star(star), _end(end) {}
	struct iterator {
		T value{};

		using value_type        = std::remove_cv_t<T>;
		using difference_type   = std::ptrdiff_t;
		using pointer           = const T*;
		using reference         = const T&;

		explicit iterator(T v=0) :value(v) {}
		iterator& operator++() {
			value++;
			return *this;
		}
		iterator operator++(int) {
			auto t{ *this };
			++ *this;
			return t;
		}
		T operator*()const {
			return value;
		}
		bool operator!=(const iterator& l)const noexcept{
			return this->value != l.value;
		}
		bool operator==(const iterator& l)const noexcept {
			return this->value == l.value;
		}
	};
	iterator begin()const {
		return iterator{ _star };
	}
	iterator end()const {
		return iterator{ _end };
	}
};

template<class T>
requires std::forward_iterator<typename T::iterator>
void printc(const T& r) {
	for (const auto& i : r) {
		print("{} ", i);
	}
	print("\n");
}

int main() {
	Seq<int>r{ 100,110 };
	//auto [min_it, max_it] = std::minmax_element(r.begin(), r.end());
	auto [min_it, max_it] = std::ranges::minmax_element(r);
	print("max:{} min:{}\n", max_it.value, min_it.value);
	printc(r);
	static_assert(std::ranges::forward_range<Seq<int>>);
}
```

### [4.5使用迭代器适配器填充STL容器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.5%E4%BD%BF%E7%94%A8%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8%E5%A1%AB%E5%85%85STL%E5%AE%B9%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>
#include<deque>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<sstream>

inline void printc(const std::ranges::range auto& v,std::string_view s="") {
	if (s.size())print("{}: ", s);
	print("size: {}  ", v.size());
	print("[ ");
	for (const auto& i : v)print("{} ", i);
	print("]\n");
}

int main() {
	std::deque<int>d1{ 1,2,3,4,5 };
	std::deque<int>d2(d1.size());
	std::copy(d1.begin(), d1.end(), d2.begin());
	printc(d2, "d2 after copy");

	std::copy(d1.begin(), d1.end(), std::back_inserter(d2));
	printc(d2, "d2 after back_inserter");

	std::deque<int>d3{ 47,73,114,138,54 };
	std::copy(d3.begin(), d3.end(), std::front_inserter(d2));
	printc(d2, "d2 after front_inserter");

	auto it2{ d2.begin() + 2 };
	std::copy(d1.begin(), d1.end(), std::inserter(d2, it2));
	printc(d2, "d2 after minddle insert");

	print("ostream_iterator:");
	std::copy(d1.begin(), d1.end(), std::ostream_iterator<int>{std::cout," "});
	print("\n");
	
	/*std::vector<std::string>vs{};
	std::copy(std::istream_iterator<std::string>(std::cin), {}, std::back_inserter(vs));
	printc(vs, "vs2");*/

	/*std::vector<int> V(std::istream_iterator<int>(std::cin), {});
	printc(V, "V");*/

	for (auto it = std::istream_iterator<std::string>(std::cin);
		it != std::istream_iterator<std::string>{}; ++it) {
		print("{} ", *it);
	}
}
```

### [4.6创建一个迭代器生成器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.6%E5%88%9B%E5%BB%BA%E4%B8%80%E4%B8%AA%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E7%94%9F%E6%88%90%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"

class fib_generator {
	using fib_t = unsigned long;
	fib_t stop_{};
	fib_t count_{ 0 };
	fib_t a_{ 0 };
	fib_t b_{ 1 };
	constexpr void do_fib() {
		const fib_t old_d = b_;
		b_ += a_;
		a_ = old_d;
	}
public:
	using iterator_concept = std::forward_iterator_tag;
	using iterator_category = std::forward_iterator_tag;
	using value_type = std::remove_cv_t<fib_t>;
	using difference_type = std::ptrdiff_t;
	using pointer = const fib_t*;
	using reference = const fib_t&;

	explicit fib_generator(fib_t stop = 0) :stop_{ stop } {}

	fib_t operator*()const { return b_; }
	constexpr fib_generator& operator++() {
		do_fib();
		++count_;
		return *this;
	}
	fib_generator operator++(int) {
		auto tmp{ *this };
		++* this;
		return tmp;
	}
	bool operator==(const fib_generator& o)const {
		return count_ == o.count_;
	}
	const fib_generator& begin()const { return *this; }
	const fib_generator end()const {
		auto sentinel = fib_generator();
		sentinel.count_ = stop_;
		return sentinel;
	}
	fib_t size() { return stop_; }
};

int main() {
	printc(fib_generator(10));
	fib_generator fib(10);
	auto x = std::ranges::views::transform(fib, [](auto x) {return x * x; });
	printc(x, "squared:");
}
```

### [4.7反向迭代器的反向适配器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.7%E5%8F%8D%E5%90%91%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%8F%8D%E5%90%91%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>
#include<vector>

void printr(const auto& r, std::string_view s = "") {
	auto rbegin = std::rbegin(r);
	auto rend = std::rend(r);
	for (auto it = rbegin; it != rend; ++it) {
		print("{} ", *it);
	}
	print("\n");
}

int main() {
	int array[]{ 1,2,3,4,5 };
	printc(array, "c-array");
	auto it = std::begin(array);
	auto it_end = std::end(array);
	while (it != it_end) {
		print("{} ", *it++);
	}
	print("\n");

	auto it2 = std::rbegin(array);
	auto it_end2 = std::rend(array);
	while (it2 != it_end2) {
		print("{} ", *it2++);
	}
	print("\n");

	printr(array, "rev c-array");

	std::vector<int>v{ 1,2,3,4,5 };
	printc(v, "vector");
	printr(v, "rev vector");
}
```

### [4.8用哨兵迭代未知长度的对象](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.8%E7%94%A8%E5%93%A8%E5%85%B5%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E6%9C%AA%E7%9F%A5%E9%95%BF%E5%BA%A6%E7%9A%84%E5%AF%B9%E8%B1%A1.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>

class cstr_it {
	const char* s{};
	static constexpr const char nullchar = '\0';
public:
	explicit cstr_it(const char* str) :s{ str } {}
	char operator*()const { return *s; }
	cstr_it& operator++() {
		++s;
		return *this;
	}
	bool operator!=(const char)const {
		return s != nullptr && *s != nullchar;
	}
	cstr_it begin()const { return *this; }
	const char end()const { return nullchar; }
};

void print_cstr(const char* s) {
	print("{}: ", s);
	for (char c : cstr_it(s)) {
		print("{:02x} ", c);
	}
	print("\n");
}

int main() {
	const char carray[]{ "array" };
	print_cstr(carray);
	const char* cstr{ "c-string" };
	print_cstr(cstr);
}
```

### [4.9构建zip迭代器适配器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.9%E6%9E%84%E5%BB%BAzip%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E9%80%82%E9%85%8D%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<string>

template<typename T>
class zip_iterator {
	using val_t = typename T::value_type;
	using ret_t = std::pair<val_t, val_t>;
	using it_t = typename T::iterator;

	it_t ita_{};
	it_t itb_{};
	it_t ita_begin_{};
	it_t itb_begin_{};
	it_t ita_end_{};
	it_t itb_end_{};
	zip_iterator(it_t ita, it_t itb) :ita_{ ita }, itb_{ itb } {}//用作begin和end返回的迭代器构造函数

public:
	using value_type = std::pair<val_t, val_t>;
	using difference_type = long int;
	using pointer = const val_t*;
	using reference = const val_t&;

	zip_iterator(T& a, T& b) :
		ita_{ a.begin() }, itb_{ b.begin() }, ita_begin_{ ita_ }, itb_begin_{ itb_ }, ita_end_{ a.end() }, itb_end_{ b.end() } {}
	zip_iterator& operator++() {
		++ita_;
		++itb_;
		return *this;
	}
	bool operator==(const zip_iterator& o)const { return ita_ == o.ita_ || itb_ == o.itb_; }
	bool operator!=(const zip_iterator& o)const { return !operator==(o); }
	ret_t operator*()const {return { *ita_,*itb_ };}
	zip_iterator begin()const { return { ita_begin_,itb_begin_ }; }
	zip_iterator end()const { return { ita_end_,itb_end_ }; }
};

int main() {
	std::vector<std::string>vec_a{ "Bob","John","Joni","?" };
	std::vector<std::string>vec_b{ "Dylan","Williams","Mitchell" };

	printc(vec_a, "vec_a: ");
	printc(vec_b, "vec_b: ");

	print("zipped: ");
	for (const auto& [a, b] : zip_iterator{ vec_a, vec_b }) {
		print("[{}, {}] ", a, b);
	}
	print("\n");

	std::map<std::string, std::string>name_map{};
	for (auto [a, b] : zip_iterator{ vec_a,vec_b }) {//插入到map中
		name_map.emplace(a, b);
	}
	print(name_map);//打印

}
```

### [4.10创建随机访问迭代器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/4.10%E5%88%9B%E5%BB%BA%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E8%AE%BF%E9%97%AE%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>
#include<vector>

template<typename T>
class Container {

	class iterator {

		T* ptr_;
	public:
		using iterator_concept = std::contiguous_iterator_tag;
		using iterator_category = std::contiguous_iterator_tag;
		using value_type = std::remove_cv_t<T>;
		using difference_type = std::ptrdiff_t;
		using pointer = const T*;
		using reference = const T&;

		iterator(T* ptr_ = nullptr) :ptr_{ ptr_ } {}

		const auto operator<=>(const iterator& o)const {
			ptr_ <=> o.ptr_;
		}

		iterator operator+(size_t size)const {
			return { ptr_ + size };
		}

		friend const iterator operator+(size_t size, const iterator& o) {
			return { o.ptr_ + size };
		}

		const iterator operator-(size_t size)const {
			return{ ptr_ - size };
		}

		const size_t operator-(const iterator& o)const {
			return  ptr_ - o.ptr_ ;
		}

		iterator& operator++() {
			++ptr_;
			return *this;
		}

		iterator operator++(int) {
			auto tmp{ *this };
			++* this;
			return tmp;
		}

		iterator& operator--() {
			--ptr_;
			return *this;
		}

		iterator operator--(int) {
			auto tmp{ *this };
			--* this;
			return tmp;
		}

		iterator& operator+=(size_t size)const {
			ptr_ += size;
			return *this;
		}

		iterator& operator-=(size_t size)const {
			ptr_ -= size;
			return *this;
		}

		const reference operator[](size_t size)const {
			return ptr_[size];
		}

		const bool operator==(const iterator& o)const {
			return ptr_ == o.ptr_;
		}

		bool operator!=(const iterator& o)const {
			return ptr_ != o.ptr_;
		}

		reference operator*()const {
			return *ptr_;
		}

		T* operator->()const {
			return ptr_;
		}

	};

	size_t n_elements_{};
	std::unique_ptr<T[]>c_{};
public:
	Container(std::initializer_list<T>l) :n_elements_{ l.size() }, c_{ std::make_unique<T[]>(n_elements_) }
	{
		for (size_t index{}; auto e : l) {
			c_[index++] = e;
		}
	}

	Container(size_t sz) :n_elements_{ sz }, c_{ std::make_unique<T[]>(n_elements_) } {}

	size_t size()const {
		return n_elements_;
	}

	const T& operator[](size_t index)const {
		return c_[index];
	}

	const T& at(size_t index)const {
		return index < n_elements_ ? c_[index] : throw std::out_of_range{ "Container::at(): index out of range" };
	}

	bool empty() const {
		return (n_elements_ == 0);
	}

	iterator begin()const { return { c_.get() }; }
	iterator end()const { return { c_.get() + n_elements_ }; }
};

template<typename T>
Container(std::initializer_list<T>l) -> Container<T>;

struct X {
	int x;
};

int main() {
	Container v{1,2,3,4,5};
	for (const auto& i : v) {
		print("{} ", i);
	}
	print("\n");

	Container<X>v3{ {1},{2} };
	auto ret2 = v3.begin();
	ret2->x;
	print("{}\n", std::ranges::forward_range<Container<int>>);
	print("{}\n", std::ranges::range<Container<int>>);
	print("{}\n", std::ranges::viewable_range<Container<int>>);
	print("{}\n", std::bidirectional_iterator<Container<int>>);

	for (const auto& i : v | std::views::reverse) {
		print("{} ", i);
	}
	
}
```
### 第四章总结
关于这个迭代器的内容，书上这些demo总的来说还是可以的，值得慢慢看，最好都是自己照着写一遍就行。

---

<br>

## 第五章 lambda表达式
### [5.3用于作用域可重用代码](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.3%E7%94%A8%E4%BA%8E%E4%BD%9C%E7%94%A8%E5%9F%9F%E5%8F%AF%E9%87%8D%E7%94%A8%E4%BB%A3%E7%A0%81.cpp)
```cpp
#include"print.h"

int main() {
	auto one = []() {return "one"; };
	auto two = [] {return "two"; };
	print("{} {}\n", one(), two());

	auto p = [](auto f) {//泛型lambda，C++20之前只能使用这种方式
		print("{}\n", f()); 
	};
	p([] {return "乐"; });

	auto p2 = []<typename T>(T&& f) { print("{}\n", f()); };
	p2(one);
	p2(std::move(one));

	[] <typename T>(T&& f) { print("{}\n", f()); }(two);

	int num{};
	auto p3 = [num]()mutable {num++; };
	for (auto i = 0; i < 5; i++)p3();

	print("{}\n", num);

	auto p4 = [&]()mutable {num++; };
	print("{}\n", sizeof(p4));

	constexpr int n = []()constexpr {return 10 * 10; }();

	auto p5 = []()->int {return 10; };
}
```

### [5.4算法库中作为谓词](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.4%E7%AE%97%E6%B3%95%E5%BA%93%E4%B8%AD%E4%BD%9C%E4%B8%BA%E8%B0%93%E8%AF%8D.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>

bool is_div4(int i) {
	return i % 4 == 0;
}

struct is_div4_ {
	bool operator()(int i) {
		return i % 4 == 0;
	}
};

auto is_div_by(int divisor) {
	return [=](int i) {return i % divisor == 0; };
}

int main() {
	std::vector v{ 1,2,3,4,44,8,10 };
	auto count1 =std::count_if(v.begin(), v.end(), is_div4);
	auto count2 = std::count_if(v.begin(), v.end(), is_div4_{});
	print("{} {}\n", count1, count2);
	auto count3 = std::count_if(v.begin(), v.end(), [](int i) {return i % 4 == 0; });
	print("{}\n", count3);

	for (int i : {3, 4, 5}) {
		auto count = std::ranges::count_if(v, is_div_by(i));
		print("{} ", count);
	}

	//不带捕获的lambda表达式可以有转换函数，隐式转换到对应的函数指针
	int(*p)(int) = [](int a) {return a; };
	print("{}\n", p(10));
}
```

### [5.5与`std::function`一起作为多态包装器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.5%E4%B8%8Efunction%E4%B8%80%E8%B5%B7%E4%BD%9C%E4%B8%BA%E5%A4%9A%E6%80%81%E5%8C%85%E8%A3%85%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<functional>
#include<list>
#include<deque>

void hello() {
	print("hello\n");
}

struct Hello_ {
	void greeting() {
		print("hello\n");
	}
};

int main() {
	std::deque<int>d;
	std::list<int>l;
	std::vector<int>v;

	auto print_c = [](const auto& c) {
		for (const auto& i : c)print("{} ", i);
		print("\n");
	};
	auto push_c = [](auto& container) {
		return [&container](auto value) {
			container.push_back(value);
		};
	};
	const std::vector<std::function<void(int)>>consumers{ push_c(d),push_c(l),push_c(v) };
	//consumers[0](10);
	//print_c(d);
	for (auto& i : consumers) {
		for (size_t j = 0; j < 10; j++) {
			i(j);
		}
	}
	print_c(d);
	print_c(l);
	print_c(v);

	std::function f{ hello };
	f();
	Hello_ h;
	std::function<void(void)>ff{ std::bind(&Hello_::greeting,&h) };
	ff();
	std::bind(&Hello_::greeting, &h)();
}
```

### [5.6用递归连接lambda](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.6%E7%94%A8%E9%80%92%E5%BD%92%E8%BF%9E%E6%8E%A5lambda.cpp)
```cpp
#include"print.h"
template <typename F, typename ...Ts>
auto concat(F t, Ts ...ts){
	if constexpr (sizeof...(ts) > 0) {
		return [=](auto ...parameters) {
			return t(concat(ts...)(parameters...));
		};
	}
	else {
		return t;
	}
}
int main() {
	auto twice = [](auto i) {return i * 2; };
	auto thrice = [](auto i) {return i * 3; };
	auto combined = concat(thrice, twice, std::plus<int>{});
	print("{} \n", combined(2, 3));
}
```
`concat`较为复杂，所以先看传入一个参数时的情况。
```cpp
auto combined = concat(std::plus<int>{});
print("{} \n", combined(2, 3));
```
因为只有一个参数`t`，`sizeof...(ts) > 0`求值结果为`flase`，所以函数直接返回传入的参数，即`plus<int>`对象。
`concat`返回值初始化`combined`，`combined(2, 3)`的结果是5。<br>
再来看传入两个参数时的情况。
```cpp
auto combined = concat(twice, std::plus<int>{});
```
为了便于理解，不妨手动实例化`concat`模板：
```cpp
//针对 concat(twice, std::plus<int>{}) 实例化后的伪代码，假设 twice_type 是 twice 的类型
int concat(twice_type t, std::plus<int> ts){
	if constexpr (1 > 0) {
		return [=](auto ...parameters) {
			return t(concat(ts)(parameters...));
		};
	}
	else {
		return t;
	}
}
```
这时`sizeof...(ts) > 0`求值为`true`，`concat`返回一个 lambda 表达式。这个 lambda 又返回了`twice`
和`plus<int>`复合调用。这是因为`concat(std::plus<int>{})`正是一个参数时的情况，返回值是`std::plus<int>{}`。
`combined`被这个由`twice`和`plus<int>`复合调用的lambda表达式初始化，`combined(2, 3)`结果是10。<br>
结合以上两个例子，可以知道`concat`的作用就是将多个函数(可调用对象)进行连接调用，后一个函数的返回值作为前一个函数的参数，
最后一个函数的参数是由新生成函数的参数传入。这类似于数学函数的复合<br>
$$ (f \circ g \circ h)(x) = f(g(h(x))) $$<br>
最后来看书中三个参数的情况。`concat`递归的复合`thrice`、`twice`、`std::plus<int>{}`三个可调用对象，
并用lambda包装后返回并初始化`combined`，所以`combined(2, 3)`的结果是30。<br>

<br>

### [5.7将谓词与逻辑连接词连接起来](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.7%E5%B0%86%E8%B0%93%E8%AF%8D%E4%B8%8E%E9%80%BB%E8%BE%91%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E8%AF%8D%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E8%B5%B7%E6%9D%A5.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include <functional>

static bool begins_with_a(const std::string& s)
{
	return s.find("a") == 0;
}
static bool ends_with_b(const std::string& s)
{
	return s.rfind("b") == s.length() - 1;
}

template <typename A, typename B, typename F>
auto combine(F binary_func, A a, B b) {
	return [=](auto param) {
		return binary_func(a(param), b(param));
	};
}

int main() {
	auto a_xxx_b{ combine(std::logical_and<int>{},begins_with_a, ends_with_b) };

	std::copy_if(std::istream_iterator<std::string>{std::cin}, {},
		std::ostream_iterator<std::string>{std::cout, ", "}, a_xxx_b);
	std::cout << '\n';
}
```

### [5.8用相同的输入调用多个lambda](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.8%E7%94%A8%E7%9B%B8%E5%90%8C%E7%9A%84%E8%BE%93%E5%85%A5%E8%B0%83%E7%94%A8%E5%A4%9A%E4%B8%AAlambda.cpp)
```cpp
#include"print.h"

auto braces(const char a, const char b) {
	return [a, b](const auto v) {
		print("{}{}{} ", a, v, b);
	};
}

int main() {
	auto a = braces('(', ')');
	auto b = braces('[', ']');
	auto c = braces('{', '}');
	auto d = braces('|', '|');
	for (int i : {1, 2, 3, 4, 5}) {
		for (auto x : { a,b,c,d }) {
			x(i);
		}
		print("\n");
	}
}
```

### [5.9对跳转表使用映射lambda](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/5.9%E5%AF%B9%E8%B7%B3%E8%BD%AC%E8%A1%A8%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%98%A0%E5%B0%84lambda.cpp)
```cpp
#include"print.h"

const char prompt(const char* p) {
    std::string r;
    print("{} > ", p);
    std::getline(std::cin, r, '\n');

    if (r.size() < 1) return '\0';//如果走这个分支，就是直接下一个循环
    if (r.size() > 1) {
        print("响应时间过长\n");
        return '\0';
    }
    return toupper(r[0]);
}

int main() {
    using jumpfunc = void(*)();

    std::map<const char, jumpfunc> jumpmap{
        { 'A', [] { print("func A\n"); } },
        { 'B', [] { print("func B\n"); } },
        { 'C', [] { print("func C\n"); } },
        { 'D', [] { print("func D\n"); } },
        { 'X', [] { print("Bye!\n"); } }
    };

    char select{};
    while (select != 'X') {
        if ((select = prompt("select A/B/C/D/X"))) {
            auto it = jumpmap.find(select);
            if (it != jumpmap.end()) it->second();
            else print("没有对应的选项！\n");
        }
    }
}
```

### 第五章总结
关于lambda的一些概念，书上描述的是有问题的，不要被误导，视频也提到了。其他的一些demo什么的没问题，都写写。

---

<br>

## 第六章 STL算法
### [6.2基于迭代器的复制](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.2%E5%9F%BA%E4%BA%8E%E8%BF%AD%E4%BB%A3%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%A4%8D%E5%88%B6.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
namespace stdr = std::ranges;

int main() {
	std::vector<std::string>v1{ "alpha","beta","gamma","delta","epsilon" };
	printc(v1,"v1");
	std::vector<std::string>v2(v1.size());
	std::copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
	printc(v2, "v2");

	std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v2));
	printc(v2, "v2");

	std::vector<std::string>v3{};
	std::copy_n(v1.begin(), 3, std::back_inserter(v3));
	printc(v3, "v3");

	std::vector<std::string>v4{};
	/*std::copy_if(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v4), [](auto& s) {
		return s.size() > 4;
	});*/
	stdr::copy_if(v1,std::back_inserter(v4), [](auto& s) {
		return s.size() > 4;
		});
	printc(v4, "v4");

	stdr::copy(v1, std::ostream_iterator<std::string>{std::cout, " "});
	print("\n");

	stdr::move(v1, v2.begin());
	printc(v1, "after move: v1");
	printc(v2, "after move: v2");
}
```

### [6.3将容器元素连接到以供字符串当中](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.3%E5%B0%86%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%83%E7%B4%A0%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E5%88%B0%E4%BB%A5%E4%BE%9B%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E5%BD%93%E4%B8%AD.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<sstream>
#include<list>
#include<numbers>

namespace bw {
	template<typename T>
	std::ostream& join(T it, T end_it, std::ostream& o, std::string_view sep = "") {
		if (it != end_it)o << *it++;
		while (it != end_it)o << sep << *it++;
		return o;
	}

	template<typename I>
	std::string join(I it, I end_it, std::string_view sep = "") {
		std::ostringstream ostr;
		join(it, end_it, ostr, sep);
		return ostr.str();
	}

	std::string join(const auto& c, std::string_view sep = "") {
		return join(std::begin(c), std::end(c), sep);
	}
}

int main() {
	std::vector<std::string>greek{ "alpha","beta","gamma",
		"delta","epsilon" };
	for (const auto& c : greek) std::cout << c << ",";
	print("\n");
	auto greek_view = greek | std::views::join;
	for (const auto& c : greek_view) std::cout << c;
	print("\n");

	bw::join(greek.begin(), greek.end(), std::cout, ", ") << '\n';

	auto s = bw::join(greek.begin(), greek.end(), ", ");
	print("{}\n", s);

	auto s2 = bw::join(greek, ", ");
	print("{}\n", s2);

	std::list<double>list{ std::numbers::pi,std::numbers::e,std::numbers::sqrt2 };
	print("{}\n", bw::join(list, ": "));
}
```

### [6.4`std::sort`排序容器元素](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.4sort%E6%8E%92%E5%BA%8F%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%83%E7%B4%A0.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<random>

void check_sorted(auto& c) {
	if (!std::is_sorted(c.begin(), c.end()))print("un");
	print("sorted: ");
}

void printc_(const auto& c) {
	check_sorted(c);
	for (auto& e : c)print("{} ", e);
	print("\n");
}

void randomize(auto& c) {
	static std::random_device rd;
	static std::default_random_engine rng(rd());
	std::shuffle(c.begin(), c.end(), rng);
}

struct things {
	std::string s_;
	int i_;
	std::string str()const {
		return std::format("({}, {})", s_, i_);
	}
};

void print_things(const auto& c) {
	for (auto& v : c)print("{} ", v.str());
	print("\n");
}

int main() {
	std::vector<int>v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printc_(v);

	for (int i{ 3 }; i; i--) {
		randomize(v);
		printc_(v);
	}
	std::sort(v.begin(), v.end());
	printc_(v);

	print("partial_sort:\n");
	randomize(v);
	auto middle{ v.begin() + (v.size() / 2) };
	std::partial_sort(v.begin(), middle, v.end());
	printc_(v);

	std::partition(v.begin(), v.end(), [](int i) {return i > 5; });
	printc_(v);

	std::vector<things>vthings{ {"🐴",1},{"😘",2},{"🤣",3},{"🥵",4},{"🤡",5} };
	std::sort(vthings.begin(), vthings.end(),
		[](const things& lhs, const things& rhs) {
			return lhs.i_ > rhs.i_;
	});

	print_things(vthings);
}
```

### [6.5`std::transform`修改容器内容](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.5transform%E4%BF%AE%E6%94%B9%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%86%85%E5%AE%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>

std::string str_lower(const std::string& s) {
	std::string outstr{};
	for (const char& c : s) {
		outstr += tolower(c);
	}
	return outstr;
}

int main() {
	std::vector<int>v1{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	std::vector<int>v2;
	printc(v1, "v1");
	std::transform(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v2), [](int x) {return x * x; });
	printc(v2, "v2");

	std::vector<std::string>vstr1{ "Aaa","Bbb","Ccc","DDD" };
	std::vector<std::string>vstr2;
	printc(vstr1, "vstr1");
	print("str_lower:\n");
	std::transform(vstr1.begin(), vstr1.end(), std::back_inserter(vstr2),
		[](std::string& x) {return str_lower(x); });
	printc(vstr2, "vstr2");

	print("ranges sequares:\n");
	auto view1 = std::views::transform(v1, [](int x) {return x * x; });
	printc(view1, "view1");

	v2.clear();
	std::ranges::transform(v1, std::back_inserter(v2), [](int x) {return x * x; });
	printc(v2, "v2");
}
```

<br>

### [6.6查找特定项](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.6%E6%9F%A5%E6%89%BE%E7%89%B9%E5%AE%9A%E9%A1%B9.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<algorithm>

struct City {
	std::string name{};
	unsigned pop{};
	bool operator==(const City& o)const {
		return name == o.name;
	}
	std::string str()const {
		return std::format("[{}, {}]", name, pop);
	}
};

int main() {
	const std::vector<int>v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	auto it1 = std::find(v.begin(), v.end(), 7);
	if (it1 != v.end())print("found: {}\n", *it1);
	else print("not found:\n");

	const std::vector<City>c{
		{"London",8425622},
		{"Berlin",3566791},
		{"Tokyo",37435191},
		{"Cairo",20485965}
	};
	auto it2 = std::find(c.begin(), c.end(), City{ "Berlin" });
	if (it2 != c.end())print("found: {}\n", it2->str());
	else print("not found:\n");

	auto it3 = std::find_if(begin(c), end(c), [](const City& item) {
		return item.pop > 20000000;
	});
	if (it3 != c.end())print("found: {}\n", it3->str());
	else print("not found:\n");

	auto vwl = std::views::filter(c, [](const City& item) {
		return item.pop > 20000000;
	});
	for (const City& e : vwl)print("{}\n", e.str());
}
```

这个内容大概四个部分
1. 使用[**`std::find`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/find)查找标量元素
2. 使用`std::find`查找自定义类型元素(需要重载`operator==`)
3. 使用 **`std::find_if`** 查找自定义类型符合谓词要求的元素
4. 使用 [**`std::views::filter`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/ranges/filter_view) 返回符合谓词要求的视图，可以像普通容器一样遍历

`std::find`或`std::find_if`的返回值是**迭代器**，如果没有查找到，则返回`end()`。

<br>

### [6.7将容器元素限制在`std::clamp`范围内](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.7%E5%B0%86%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%83%E7%B4%A0%E9%99%90%E5%88%B6%E5%9C%A8clamp%E8%8C%83%E5%9B%B4%E5%86%85.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<list>

constexpr int ilow{ 0 };
constexpr int ihigh{ 500 };

void printc_(const std::ranges::range auto& v, std::string_view s = "") {
	for (const auto& i : v)print("{:>5} ", i);
	print("\n");
}

int main() {
	auto il = { 0,-12,2001,4,5,-14,100,200 };
	std::vector<int>voi{ il };
	print("vector voi before:\n");
	printc_(voi);

	print("vector voi after:\n");
	for (auto& e : voi)e = std::clamp(e, ilow, ihigh);
	printc_(voi);

	print("list loi before:\n");
	std::list<int>loi{ il };
	printc_(loi);
	std::transform(loi.begin(), loi.end(), loi.begin(), [](auto e) {
		return std::clamp(e, ilow, ihigh);
	});
	print("list loi after:\n");
	printc_(loi);
}
```
运行结果:

	vector voi before:
	0   -12  2001     4     5   -14   100   200
	vector voi after:
	0     0   500     4     5     0   100   200
	list loi before:
	0   -12  2001     4     5   -14   100   200
	list loi after:
	0     0   500     4     5     0   100   200
[**`std::clamp`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/clamp) 的作用非常单纯，就是限制元素的范围
```cpp
std::cout << std::clamp(-10, 0, 100) << '\n';//0
std::cout << std::clamp(200, 0, 100) << '\n';//100
```

<br>

### [6.8`std::sample`采集样本数据集](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.8sample%E9%87%87%E9%9B%86%E6%A0%B7%E6%9C%AC%E6%95%B0%E6%8D%AE%E9%9B%86.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<random>
#include<array>

int iround(const double& d) {
	return static_cast<int>(std::round(d));//四舍五入返回double，进行显式类型转换
}

int main() {
	constexpr size_t n_data{ 200000 };//数据大小
	constexpr size_t n_samples{ 500 };//样本容器大小
	constexpr int mean{ 0 };//均值
	constexpr size_t dev{ 3 };//方差
	
	std::random_device rd;//提供对硬件随机数生成器的访问
	std::mt19937 rng{ rd() };//随机数生成器
	std::normal_distribution<>dist{ mean,dev };//正态分布的两个参数 均值与方差
	std::array<int, n_data>data{};
	for (auto& e : data)e = iround(dist(rng));

	std::array<int, n_samples>samples{};
	std::sample(data.begin(), data.end(), samples.begin(), n_samples, rng);

	std::map<int, size_t> hist{};
	for (const int i : samples) ++hist[i];

	constexpr size_t scale{ 3 };
	print("{:>3} {:>5} {:<}/{}\n", "n", "count", "graph", "scale");
	for (const auto& [value, count] : hist) {
		print("{:>3} ({:>3}) {}\n", value, count, std::string(count , '*'));
	}
}
```

运行结果:

	  n count graph/scale
	-11 (  1) *
	-10 (  1) *
	 -9 (  1) *
	 -8 (  1) *
	 -7 (  5) *****
	 -6 (  9) *********
	 -5 ( 11) ***********
	 -4 ( 30) ******************************
	 -3 ( 35) ***********************************
	 -2 ( 62) **************************************************************
	 -1 ( 70) **********************************************************************
	  0 ( 56) ********************************************************
	  1 ( 60) ************************************************************
	  2 ( 59) ***********************************************************
	  3 ( 34) **********************************
	  4 ( 29) *****************************
	  5 ( 19) *******************
	  6 ( 10) **********
	  7 (  5) *****
	  8 (  2) **

这个内容我们慢慢看。首先看函数`iround`，它的作用十分简单，因为标准库没有给我们提供返回`int`的四舍五入的函数，所以自己稍微包装一下，在里面使用`static_cast<int>`转换后再返回，看着会舒服点。

进入`main`函数，我们定义了几个 **`constexpr`** 的常量，作用也都有注释:**数据大小、样本容器大小、均值、方差**。

下面两行代码就是之前在 **[6.4sort排序容器元素](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.4sort%E6%8E%92%E5%BA%8F%E5%AE%B9%E5%99%A8%E5%85%83%E7%B4%A0.cpp)** 提起过的内容，随机数。

[`std::normal_distribution<>dist{ mean,dev };`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/normal_distribution)需要注意，这个正态分布算本节重点，接受两个参数**均值与方差**，你可以简单理解我我们这节使用的随机数将以正态分布的方式随机，并且我们会将它的值打印出来直方图。

后面自然而然的就是为`std::array`对象遍历元素赋值按照正态分布的随机值了。

然后我们就要开始抽取样本了: 此时就要再创造一个数组对象，然后使用[**`std::sample`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/sample)算法，前面两个参数是被抽取样本的范围，第三个参数是写入样本的输出迭代器，第四个参数是要抽取样本数`n_samples`，第五个参数是用作随机源的随机数生成器`rng`

后面就是简简单单的遍历一下容器映射到`map`中，对其进行打印即可

<br>

### [6.9生成有序数据序列](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.9%E7%94%9F%E6%88%90%E6%9C%89%E5%BA%8F%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%8F%E5%88%97.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<algorithm>

int main() {
	std::vector<std::string>vs{ "dog","cat","velociraptor" };   
	std::sort(vs.begin(), vs.end());
	do {
		printc(vs);
	} while (std::next_permutation(vs.begin(), vs.end()));

	std::vector<int>v{ 1,2,3 };
	do
	{
		printc(v);
	} while (std::next_permutation(v.begin(),v.end()));
	
	print("从大到小:\n");
	std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater<int>{});
	do
	{
		printc(v);
	} while (std::next_permutation(v.begin(), v.end()));
}
```

运行结果:

	[cat] [dog] [velociraptor]
	[cat] [velociraptor] [dog]
	[dog] [cat] [velociraptor]
	[dog] [velociraptor] [cat]
	[velociraptor] [cat] [dog]
	[velociraptor] [dog] [cat]
	[1] [2] [3]
	[1] [3] [2]
	[2] [1] [3]
	[2] [3] [1]
	[3] [1] [2]
	[3] [2] [1]
	从大到小:
	[3] [2] [1]

这个例子应该是非常的简短了，我们看到，先是创建了一个`std::vector<std::string>`的对象并且初始化，然后先对其进行默认的降序排序。

进入`do while`它的条件语句里是执行 [**`std::next_permutation`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/next_permutation)，若新排列按字典序大于旧者则为 **true** 。若抵达最后重排并重置范围为首个排列则为 **false**。我们可以看数字的这个，它一开始是`1 2 3 `重新排列后是 `1 3 2 `按照字典序，肯定是大于旧的，所以返回`true`，循环会继续,直到`3 2 1`它是按照首个排列的，也就是从大到小，所以是 **false**，循环结束。

其实我们看最后一段代码可以发现，它直接打印了一次`[3] [2] [1]`就结束了，因为这三个元素的最后一个字符是字典顺序的最后一个

<br>

### [6.10合并已排序容器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/6.9%E7%94%9F%E6%88%90%E6%9C%89%E5%BA%8F%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%8F%E5%88%97.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<vector>
#include<algorithm>

int main() {
	std::vector<std::string>vs1{ "dog","cat","veloiraptor" };
	std::vector<std::string>vs2{ "kirk","sulu","spock" };
	std::vector<std::string>dest{};
	printc(vs1, "vs1");
	printc(vs2, "vs2");

	std::ranges::sort(vs1);
	std::ranges::sort(vs2);
	printc(vs1, "vs1");
	printc(vs2, "vs2");

	std::merge(vs1.begin(), vs1.end(), vs2.begin(), vs2.end(), std::back_inserter(dest));
	printc(dest, "dest");
}

```

运行结果:

	vs1: [dog] [cat] [veloiraptor]
	vs2: [kirk] [sulu] [spock]
	vs1: [cat] [dog] [veloiraptor]
	vs2: [kirk] [spock] [sulu]
	dest: [cat] [dog] [kirk] [spock] [sulu] [veloiraptor]

[**`std::merge`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/algorithm/merge)算法接受两个已排序的序列，并创建第三个已合并并排序的序列

前面四个参数表示两个输入范围，第五个参数表示结果序列发送的输出迭代器

### 第六章总结
第六章的内容普遍比较简短简单，都是一些库的使用，如果你是第一次见，那最好还是自己写一下多用用

---

<br>

## 第七章 字符串、流和格式化

STL 字符串类是一个功能强大的全功能工具，用于存储、操作和显示基于字符的数据。在高级脚本语言中，可以找到的许多字符串相关的便利、快速和敏捷的功能。

**`std::string`** 类基于 [**`std::basic_string`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string)，这是一个连续的容器类，可以用字符类型实例化。其类签名是这样

```cpp
template <class _Elem, class _Traits = char_traits<_Elem>, class _Alloc = allocator<_Elem>>
class basic_string
```
`Trait` 和 `Allocator` 模板参数通常保留默认值。

`basic_string` 的底层存储是一个连续的 CharT 序列，可以通过 `data()` 成员函数访问:
```cpp
#include<string>
#include<iostream>

int main() {
	const std::basic_string<char>s{ "hello" };
	const char* sdata = s.data();
	for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){
		std::cout << sdata[i] << ' ';
	}
	std::cout << '\n';
}
```

运行结果:

	h e l l o

`data()` 成员函数返回一个指向底层字符数组的 `CharT*`。从 C++11 起，data() 返回的数组以空结
束，使得 `data()` **等价于** `c_str()`。

`basic_string` 类包含许多在其他连续存储类中可以找到的方法，包括 `insert()`、`erase()`、`push_back()`、
`pop_back()` 等，这些方法可以操作底层的 CharT 数组。

`std::string` 是 `std::basic_string<char>` 类型的别名:

```cpp
using string  = basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char>>;
```

<br>

### [7.3轻量字符串对象`string_view`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.3%E8%BD%BB%E9%87%8F%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E5%AF%B9%E8%B1%A1string_view.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string>
using namespace std::literals;

std::string_view sv() {
	const char text[]{ "hello" };
	std::string_view greeting{ text };
	return greeting;
}

void f(const std::string& str) {

}
void f2(std::string_view str) {

}

int main() {
	char str[10]{ "hello" };
	std::string str2{ str };
	print("{}\n", str2);
	str[0] = 'a';
	print("{}\n", str2);

	std::string_view sview{ str };
	print("{}\n", sview);
	str[0] = 'b';
	print("{}\n", sview);

	auto t = sv();
	print("{}\n", t);

	print("{}\n", "hello"sv.substr(1,4));

	constexpr std::string_view str3{ "哈哈" };
	//constexpr std::string str4{ "哈哈" };//error

	print("{}\n", str3);

	std::string str4{ "1" };
	const std::string str5{ "1" };
	f(str4);
	f(str5);
	f("1");//开销大，需要构造临时的std::string对象

	f2("1");
	f2(str4);
	f2(str5);
}
```

[**`std::string_view`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string_view)是C++17添加的一个字符串视图类，它的构成和原理也十分简单

它的构造函数只是把自己的数据成员`const pointer`以及`size`初始化而已，这是通常的实现，也就是自己不存储任何数据，副本，只是**视图**，依靠指针进行一切访问操作，不提供修改操作

<br>

### [7.4连接字符串](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.4%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<sstream>
#include<ostream>
#include<chrono>
using std::chrono::high_resolution_clock;
using std::chrono::duration;

void timer(auto(f)()->std::string) {
	auto t1 = high_resolution_clock::now();
	std::string s{ f() };
	auto t2 = high_resolution_clock::now();
	duration<double, std::milli>ms = t2 - t1;
	print("{}", s);
	print("duration: {} ms\n", ms.count());
}

std::string concat_string() {
	print("concat_string\n");
	std::string a{ "a" };
	std::string b{ "b" };
	long n{};
	while (++n) {
		std::string x{};
		x += a + ", " + b + "\n";
		if (n >= 10000000)return x;
	}
	return "error\n";
}

std::string append_string() {
	print("append_string\n");
	std::string a{ "a" };
	std::string b{ "b" };
	long n{};
	while (++n) {
		std::string x{};
		x.append(a);
		x.append(", ");
		x.append(b);
		x.append("\n");
		if (n >= 10000000)return x;
	}
	return "error\n";
}

std::string concat_ostringstream() {
	print("ostringstream\n");
	std::string a{ "a" };
	std::string b{ "b" };
	long n{};
	while (++n) {
		std::stringstream x{};
		x << a << ", " << b << "\n";
		if (n >= 10000000)return x.str();
	}
	return "error\n";
}

std::string concat_format() {
	print("append_format\n");
	std::string a{ "a" };
	std::string b{ "b" };
	long n{};
	while (++n) {
		std::string x{};
		x += std::format("{}, {}\n", a, b);
		if (n >= 10000000)return x;
	}
	return "error\n";
}

int main() {
	timer(append_string);
	timer(concat_string);
	timer(concat_ostringstream);
	timer(concat_format);
}
```

运行结果:

	append_string
	a, b
	duration: 5285.7537 ms
	concat_string
	a, b
	duration: 19286.9228 ms
	ostringstream
	a, b
	duration: 21790.0884 ms
	append_format
	a, b
	duration: 29601.7629 ms

<br>

### [7.5转换字符串](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.5%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2.cpp)
```cpp
#include"print.h"

char char_upper(const char& c) {
	return static_cast<char>(std::toupper(c));
}
char char_lower(const char& c) {
	return static_cast<char>(std::tolower(c));
}
char rot13(const char& x) {
	auto rot13a = [](char x, char a)->char {
		return a + (x - a + 13) % 26;
	};
	if (x >= 'A' && x <= 'Z')return rot13a(x, 'A');
	if (x >= 'a' && x <= 'z')return rot13a(x, 'a');
	return x;
}
std::string title_case(std::string& s) {
	auto begin{ s.begin() };
	auto end{ s.end() };
	*begin++ = char_upper(*begin);
	bool space_flag{ false };
	for (auto it{ begin }; it != end; ++it) {
		if (*it == ' ')space_flag = true;
		else {
			if (space_flag)*it = char_upper(*it);
			space_flag = false;
		}
	}
	return s;
}

int main() {
	std::string s{ "hello jimi\n" };
	print("{}", s);
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_upper);
	print("{}", s);
	for (auto& c : s)c = rot13(c);
	print("{}", s);
	for (auto& c : s)c = rot13(char_lower(c));
	print("{}", s);

	title_case(s);
	print("{}", s);
}
```

运行结果:

	hello jimi
	HELLO JIMI
	URYYB WVZV
	hello jimi
	Hello Jimi

<br>

### [7.6使用格式库格式化文本](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.6%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E5%BA%93%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E5%8C%96%E6%96%87%E6%9C%AC.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<numbers>
#include<vector>
#include<algorithm>

template<typename T>
struct Frac {
	T n;
	T d;
};
template<typename T>//十分简略，不支持很多操作
struct std::formatter<Frac<T>> {
	template<typename ParseContext>
	constexpr auto parse(ParseContext& ctx) {
		return ctx.begin();
	}
	template<typename FormatContext>
	constexpr auto format(const Frac<T>& f, FormatContext& ctx)const {
		return std::format_to(ctx.out(), "{0:d}/{1:d}", f.n, f.d);
	}
};

template<typename T>
struct Frac2 {
	T n;
	T d;
};
template<typename T>
struct std::formatter<Frac2<T>> {
	constexpr auto parse(auto& ctx) {
		m_fmt[m_buffer_len++] = '{';
		auto iter = ctx.begin();
		if (iter == ctx.end() || *iter == '}') {
			m_fmt[m_buffer_len++] = '}';
			return iter;
		}
		m_fmt[m_buffer_len++] = ':';
		for (; iter != ctx.end() && *iter != '}'; ++iter)
			m_fmt[m_buffer_len++] = *iter;
		m_fmt[m_buffer_len++] = '}';
		return iter;
	}
	constexpr auto format(const Frac2<T>& f, auto& ctx) {
		std::string fmt{};
		fmt += m_fmt, fmt += "/", fmt += m_fmt;
		auto iter = std::vformat_to(ctx.out(), fmt, std::make_format_args(f.n,f.d));
		return iter;
	}
private:
	char m_fmt[16]{};
	size_t m_buffer_len = 0;
};

int main() {
	const int a{ 47 };
	const char* human{ "earthlings" };
	const std::string_view alien{ "vulacans" };
	const double df_pi{ std::numbers::pi };
	const int inta{ 47 };

	print("Hex: {0:x} Octal: {0:o} Decunak {0:d}\n", a);
	print("Hello {1} we are {0}\n", human, alien);

	print("π is {}\n", df_pi);
	print("π is {:.5}\n", df_pi);

	print("inta is [{:10}]\n", inta);
	print("inta is [{:<10}]\n", inta);
	print("inta is [{:>10}]\n", inta);

	print("inta is [{:*<10}]\n", inta);
	print("inta is [{:0>10}]\n", inta);

	print("inta is [{:^10}]\n", inta);
	print("inta is [{:_^10}]\n", inta);

	print("{:>8}: [{:04x}]\n", "Hex", inta);
	print("{:>8}: [{:4o}]\n", "Octal", inta);
	print("{:>8}: [{:4d}]\n", "Decimal", inta);

	Frac<long>n{ 3,5 };
	print("{}\n", n);
	//print("{:0x}\n", n);//error，因为我们的特化过于简单
	Frac2<long>n2{ 10,5 };
	print("{:0x}\n", n2);

	int array[] = { 1,2,3,4,5,6 };
	std::vector v = { 122, 1222, 1222 };
	print("{:0x}\n", v);
	print("{:0x}\n", array);
}
```

运行结果:

	Hex: 2f Octal: 57 Decunak 47
	Hello vulacans we are earthlings
	π is 3.141592653589793
	π is 3.1416
	inta is [        47]
	inta is [47        ]
	inta is [        47]
	inta is [47********]
	inta is [0000000047]
	inta is [    47    ]
	inta is [____47____]
	     Hex: [002f]
	   Octal: [  57]
	 Decimal: [  47]
	3/5
	a/5
	[7a, 4c6, 4c6]
	[1, 2, 3, 4, 5, 6]

我相信你也注意到了，这一块的内容不少是在`1.2`讲过，书上唯一重新弄的也就是这个特化，不再是普通类类型，而是**模板类**，这是一个偏特化，但是如果只是这样，那也就不值得讲什么了。

我们修改了[**`print.h`**](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/print.h)头文件，往里面添加了一个偏特化，并且我们写了一个`Frac2`的对`std::formatter`的特化，这个特化就不是第一个能比的了，它能够使用正常的格式化，写法也更加标准。

在阅读完这个特化的实现后，你可以进一步参考下面这个为任意`ranges`提供的特化：
```cpp
#include <ranges>
#include <format>
#include <string>
#include <string_view>
#include <array>
#include <iostream>
#include<algorithm>

// 一个range里面一般都是在表达上相同的元素。
// 因此，我们这里可以这样设计：
// 用户只需提供一个格式化占位符{}，对range的所有元素均如此格式化

template <std::ranges::range Ranges, typename CharT> //使用STL提供的range具名要求限制参数
struct std::formatter<Ranges, CharT> {
private:
    using fmt_str_t = std::basic_string<CharT>; //对应CharT的字符串类型
    using fmt_str_v_t = std::basic_string_view<CharT>; //对应CharT的字符串视图类型
    fmt_str_t m_fmt; // 用一个string来保存占位符
public:
    constexpr auto parse(auto& context) {
        // format执行中，会先使用parse来分析格式化字符串，也即format的第一个参数
        // 一般而言，context可以看作一个字符串
        // context的开始位置是对应于当前格式化占位符的"{N:"的下一个位置

        // 找到右大括号的位置
        // 这可能找到个end(context)，但是并不需要做特殊判断，在下一步就可以看到原因
        auto rbra = std::find_if(
            std::begin(context), 
            std::end(context), 
            [](auto v) {return v == '}'; });

        // 我们需要把格式化占位符中间的东西放到"{:"和"}"中间去
        // 所以构造了三个string_view，中间那个就是format的参数提供给我们的东西
        // 如果rbra是end(context)，则刚好得到最后一段的字符串视图
        // 使用std::views::join把这三个string_view拼成一个连续的视图
        auto fmt_view = std::array<fmt_str_v_t, 3>{ "{:", { std::begin(context), rbra }, "}" } 
            | std::views::join;

        // 用上述的视图构造一个字符串，并替换掉原来的m_fmt
        m_fmt = fmt_str_t(std::begin(fmt_view), std::end(fmt_view));
        // 在C++23有std::ranges::to，就可以把上面两行直接合并在一起，省去了声明fmt_view

        // rbra正好可以作为parse的返回值
        return rbra;
    }

    constexpr auto format(const Ranges& rg, auto& context) const {
        // 按照某种“数组”的惯例，这里先输出一个'['，
        // 主要的目的是得到这个输出迭代器，方便后面的操作
        auto iter = std::format_to(context.out(), "{}", '[');

        bool is_first = true;

        // 这里用ranges::for_each来遍历range，你当然可以选择std::for_each，或者range-base-for
        std::ranges::for_each(rg, [&](const auto& v) {
            // 除了第一个元素，先写好分隔符，这里是", "
            if (is_first) { is_first = false; }
            else { iter = ',', iter = ' '; }

            // 用vformat_to，按照我们准备好的占位符来输出
            iter = std::vformat_to(context.out(), m_fmt, std::make_format_args(v));
        });

        // 输出“数组”结尾的']'
        iter = ']';

        // 返回结尾
        return iter;
    }
};

int main() {
    std::cout << std::format("{1:+06d}\n{1: >+8d}\n{0:}",
        std::views::iota(0) | std::views::take(5),
        std::views::iota(10) | std::views::take(5) | std::views::transform([](auto v) {return v * v; }));
}
```

运行结果:
```
[+00100, +00121, +00144, +00169, +00196]
[    +100,     +121,     +144,     +169,     +196]
[0, 1, 2, 3, 4]
```

后文是一个针对元组的std::formatter特化
```cpp
#include <ranges>
#include <format>
#include <string>
#include <string_view>
#include <tuple>
#include <vector>
#include <array>
#include <iostream>
#include<algorithm>

// 设计一个用于限制模板参数的概念
template<typename T>
concept Tuple = requires (T v) {
    [] <typename... T2>(const std::tuple<T2...>&tup) {}(v);
};

// tuple里会有数个差异很大的元素，用户可能会对各个元素有不同的格式化想法
// 因此这里可以提供不同的占位符，这些占位符使用format标准占位符（但是没有左右的{}）
// 这些占位符互相之间使用逗号','分隔
// 用户也可以不为某个元素提供占位符，或者提供空的占位符，这时会如同使用了'{}'作为format占位符一般
template<Tuple TupleType, typename CharT>
struct std::formatter<TupleType, CharT> {
private:
    using fmt_str_t = std::basic_string<CharT>; //对应CharT的字符串类型
    using fmt_str_v_t = std::basic_string_view<CharT>; //对应CharT的字符串视图类型
    std::vector<fmt_str_t> m_fmt; // 用多个string来保存占位符
public:
    constexpr auto parse(auto& context) {
        const auto separator = ',';
        // 与前面的ranges特化相同，不过这次有很多个占位符了，就得进行一些分割处理
        auto ictx = std::begin(context);
        auto ectx = std::end(context);
        while (true) {
            //找到下一个'}'或者','，其他方面与上面相同
            auto rbra = std::find_if(ictx, ectx, [](auto v) {return v == '}' || v == separator; });
            auto viewt = std::array<fmt_str_v_t,3>{ "{:", {ictx, rbra}, "}" } | std::views::join;
            m_fmt.push_back(fmt_str_t(std::begin(viewt), std::end(viewt)));

            // 如果找到的是逗号，则需要继续找。注意不能对end(context)解引用。
            if (rbra != ectx && *rbra == separator) ictx = rbra + 1;
            else return rbra;
        }
    }
    constexpr auto format(const TupleType& rg, auto& ctx) const {
        // 按照某种“元组”的习惯，输出一个'<'作为元组的开始
        auto iter = std::format_to(ctx.out(), "{}", '<');
        const auto empty = std::string{ "{}" };

        [&] <size_t... I, size_t sz = sizeof...(I)>(std::index_sequence<I...>) {
            // 使用index_sequence和decoy数组来展开元组
            // index_sequence和decoy数组在编译结果里会被很容易地优化掉

            // decoy数组是一种对参数包应用函数的惯例方法，下面是一个示例：
            // auto decoy = {[]{ /* 执行调用 */ return 0;}(Pack)...};
            // 也可以把这里的lambda改成逗号表达式，像这样
            // auto decoy = {(/* 执行调用 */, 0)...};

            // 在C++23里提供的deducing this可以实现lambda表达式的递归
            // 如此可以用lambda递归来解包，无需专门声明函数来递归
            // 这样就不会有index_sequence和decoy这样仿佛没穿内裤的冒险体验
            auto decoy = { ([&](auto) {
                iter = std::vformat_to(ctx.out(),
                    // 对于超出格式化占位符的部分，使用"{}"
                    {I < m_fmt.size() ? m_fmt[I] : empty}, 
                    std::make_format_args(std::get<I>(rg)));
                // 除了最后一个元素，在后面添加分隔符
                if constexpr (I < sz - 1) { iter = ',', iter = ' '; }
            return 0; }(I)) ... };
        }(std::make_index_sequence<std::tuple_size_v<TupleType>>());

        // 加上元组结尾
        iter = '>';
        return iter;
    }
};

int main() {
    std::cout << std::format("{1:}\n{0:,,.5f}\n{0:06d,,}",
        std::make_tuple(1, "test", 3.14f, "hello world"),
        std::make_tuple(1, 3.14));
}
```

运行结果:
```
<1, 3.14>
<1, test, 3.14000, hello world>
<000001, test, 3.14, hello world>
```


<br>

### [7.7删除字符串的空白](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.7%E5%88%A0%E9%99%A4%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E7%9A%84%E7%A9%BA%E7%99%BD.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<ranges>

std::string trimstr(const std::string& s) {
	constexpr const char* whitespace{ " \t\r\n\v\f" };
	if (s.empty())return s;
	const auto first{ s.find_first_not_of(whitespace) };
	if (first == std::string::npos)return{};
	const auto last{ s.find_last_not_of(whitespace) };
	return s.substr(first, (last - first + 1));
}

int main() {
	std::string s{ " \t ten-thumbed input \t  \n \t" };
	print("[{}]\n", s);
	print("[{}]\n", trimstr(s));
}
```

运行结果:

	[        ten-thumbed input
	        ]
	[ten-thumbed input]

<br>

### [7.8从用户输入中读取字符串](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.8%E4%BB%8E%E7%94%A8%E6%88%B7%E8%BE%93%E5%85%A5%E4%B8%AD%E8%AF%BB%E5%8F%96%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<sstream>

bool prompt(std::string_view s, std::string_view s2 = "") {
	if (s2.size())std::cout<<format("{} ({}): ", s, s2);
	else std::cout<<format("{}: ", s);
	std::cout.flush();
	return true;
}
void clearistream() {
	std::string s{};
	std::cin.clear();
	std::getline(std::cin, s);
}
std::string trimstr(const std::string& s) {
	constexpr const char* whitespace{ " \t\r\n\v\f" };
	if (s.empty())return s;
	const auto first{ s.find_first_not_of(whitespace) };
	if (first == std::string::npos)return{};
	const auto last{ s.find_last_not_of(whitespace) };
	return s.substr(first, (last - first + 1));
}

int main() {
	constexpr size_t MAXLINE{ 1024 };
	char s[MAXLINE]{};
	std::string line{};
	std::string word{};
	const char* pl{ "Words here" };
	const char* pla{ "More words here" };
	const char* p2{ "Please enter two numbers" };
	const char* p3{ "Comma=separated words" };

	prompt(pl);
	std::cin.getline(s, MAXLINE, '\n');
	std::cout << s << '\n';

	prompt(pla, "pla");
	std::getline(std::cin, line, '\n');
	std::cout << line << '\n';

	double a{};
	double b{};
	for (prompt(p2); !(std::cin >> a >> b); prompt(p2)) {
		std::cout << "not numeric\n";
		clearistream();
	}
	std::cout << std::format("You netered {} and {}\n", a, b);
	std::cin.get();

	line.clear();
	prompt(p3);
	while (line.empty())std::getline(std::cin, line);
	std::stringstream ss(line);
	while (std::getline(ss, word, ',')) {
		if (word.empty())continue;
		std::cout << std::format("word: [{}]\n", trimstr(word));
	}
}
```

运行结果:

	Words here: 1
	1
	More words here (pla): 2
	2
	Please enter two numbers: a b
	not numeric
	Please enter two numbers: 4 5
	You netered 4 and 5
	Comma=separated words:

	this, that, other
	word: [this]
	word: [that]
	word: [other]

<br>

### [7.9统计文件中的单词数](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.9%E7%BB%9F%E8%AE%A1%E6%96%87%E4%BB%B6%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%8D%95%E8%AF%8D%E6%95%B0.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<fstream>
#include<filesystem>

size_t wordcount(auto& is) {
	using it_t = std::istream_iterator<std::string>;
	return std::distance(it_t{ is }, {});
}

int main() {
	const char* fn{ "E:/自制视频教程/《C++20 STL Cookbook》2023/src/src/the-raven.txt" };
	std::ifstream infile{ fn,std::ios_base::in };
	size_t wc{ wordcount(infile) };
	print("There are {} words in the file.\n", wc);
	print("size: {}\n", std::filesystem::file_size(fn));
}
```

运行结果:

	There are 1068 words in the file.
	size: 6710

这段代码简直太简单了，十分简短，[**`std::istream_iterator`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/iterator/istream_iterator)流对象可以使用[**`std::distance`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/iterator/distance)获得两个迭代器的距离，后面的`{}`就不再强调了，介绍过很多次了，使用`std::ifstream`进行构造，巧妙的获得元素个数，实际上这是指空格+1，也就是单词数，因为一个空格就算作分隔。

<br>

### [7.10使用文件输入初始化复杂结构体]()
```cpp
#include"print.h"
#include<fstream>

struct City {
	std::string name;
	unsigned long population;
	double latitude;
	double longitude;
};

std::istream& operator>>(std::istream& in, City& c) {
	in >> std::ws;
	std::getline(in, c.name);
	in >> c.population >> c.latitude >> c.longitude;
	return in;
}
std::string make_commas(const unsigned long num) {//把数字串中间添加逗号，三位一个逗号分隔
	std::string s{ std::to_string(num) };
	for (int l = s.length() - 3; l > 0; l -= 3)
		s.insert(l, ",");
	return s;
}

int main() {
	constexpr const char* fn{ "E:/自制视频教程/《C++20 STL Cookbook》2023/src/src/cities.txt" };
	std::vector<City>cities;
	std::ifstream infile(fn, std::ios_base::in);
	if (!infile.is_open()) {
		print("failed to open file {}\n", fn);
		return 1;
	}
	for (City c{}; infile >> c;)cities.emplace_back(c);

	for (const auto& [name, pop, lat, lon] : cities) {
		print("{:.<15} pop {:<15} coords {}, {}\n", name, make_commas(pop), lat, lon);
	}
}
```

运行结果:

	Las Vegas...... pop 661,903         coords 36.1699, -115.1398
	New York City.. pop 8,850,000       coords 40.7128, -74.006
	Berlin......... pop 3,571,000       coords 52.52, 13.405
	Mexico City.... pop 21,900,000      coords 19.4326, -99.1332
	Sydney......... pop 5,312,000       coords -33.8688, 151.2093

<br>

### [7.11使用`char_traits`](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.11%E4%BD%BF%E7%94%A8char_traits.cpp)
```cpp
#include"print.h"

constexpr char char_lower(const char& c) {//全部转换为小写
	if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
	else return c;
}

class ci_traits :public std::char_traits<char> {
public:
	static constexpr bool lt(char_type a, char_type b)noexcept {
		return char_lower(a) < char_lower(b);
	}
	static constexpr bool eq(char_type a, char_type b)noexcept {
		return char_lower(a) == char_lower(b);
	}
	static constexpr int compare(const char_type* s1, const char_type* s2, size_t count) {
		for (size_t i{ 0 }; i < count; ++i) {
			auto diff{ char_lower(s1[i]) <=> char_lower(s2[i]) };
			if (diff > 0)return 1;
			if (diff < 0)return -1;
		}
		return 0;
	}
	static constexpr const char_type* find(const char_type* p, size_t count, const char_type& ch) {
		const char_type find_c{ char_lower(ch) };
		for (size_t i{ 0 }; i < count; ++i) {
			if (find_c == char_lower(p[i]))return p + i;
		}
		return nullptr;
	}
};

using ci_string = std::basic_string<char, ci_traits>;

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const ci_string& str) {
	return os << str.c_str();
}

class lc_traits : public std::char_traits<char> {
public:
	static constexpr void assign(char_type& r, const char_type& a)noexcept {
		r = char_lower(a);
	}
	static constexpr char_type* assign(char_type* p, std::size_t count, char_type a) {
		for (size_t i{ 0 }; i < count; ++i)p[i] = char_lower(a);
		return p;
	}
	static constexpr char_type* copy(char_type* dest, const char_type* src, size_t count) {
		for (size_t i{ 0 }; i < count; ++i) {
			dest[i] = char_lower(src[i]);
		}
		return dest;
	}
};
using lc_string = std::basic_string<char, lc_traits>;

int main() {
	std::string s{ "🤣🤣" };
	ci_string ci_s{ "🐴🐴" };
	std::cout << s << '\n' << ci_s << '\n';

	ci_string compare1{"CompArE StRiNg"};
	ci_string compare2{ "compare string" };
	if (compare1 == compare2) {
		printf("Match! %s == %s\n", compare1.data(), compare2.data());//这里本来是要用format的，还是那句话，预览版的bug没消除
	}else {
		printf("no match %s != %s\n", compare1.data(), compare2.data());
	}

	lc_string lc_s{ "Foo Bar Baz" };
	std::cout << "lc_string: " << lc_s.c_str() << '\n';//直到2022年3月8日，预览版的bug，依旧没有消除
}
```

运行结果:

	🤣🤣
	🐴🐴B
	Match! CompArE StRiNg == compare string
	found: pos 8 char B
	lc_string: Foo Bar Baz

最后一行，如果实在gcc或者clang下会打印`lc_string: foo bar baz`这样想小写，也理应如此，这是vs的bug

<br>

### [7.12用正则表达式解析字符串](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/7.12%E7%94%A8%E6%AD%A3%E5%88%99%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F%E8%A7%A3%E6%9E%90%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<regex>
#include<fstream>

template<typename It>
void get_links(It it) {
	for (It end_it{}; it != end_it;) {
		const std::string link{ *it++ };
		if (it == end_it)break;
		const std::string desc{ *it++ };
		print("{:.<24} {}\n", link, desc);
	}
}

int main() {
	const char* fn{ R"(E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\src\the-end.html)" };
	const std::regex link_re{ "<a href=\"([^\"]*)\"[^<]*>([^<]*)</a>" };
	std::string in{};
	std::ifstream infile{ fn,std::ios_base::in };
	for (std::string line{}; std::getline(infile, line);)in += line;

	std::sregex_token_iterator it{ in.begin(),in.end(),link_re,{1,2} };
	get_links(it);
}
```

运行结果:

	https://bw.org/......... Bill Weinman
	https://bw.org/courses/. courses
	https://bw.org/music/... music
	https://packt.com/...... books
	https://duckduckgo.com/. back to the internet

<br>

### 第七章总结

其实第七章还是有点意思的，这些demo，最好都自己写写，至于正则那快，c++正则库提供了很多正则的使用方式，这里不过是其中一种了属于是，不过万变不离其宗，看兴趣了解即可

---

<br>

## 第八章 实用工具类

C++标准库包括为特定任务设计的各种**工具类**。有些是常见的，读者们可能在这本书的其他示 例中见过很多这样的类。
本章在以下主题中介绍了一些通用的工具，包括时间测量、泛型类型、智能指针等:

• [**`std::optional`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/optional) 管理可选值

• [**`std::any`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/any) 保证类型安全 

• [**`std::variant`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/utility/variant) 存储不同的类型 

• [**`std::chrono`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/header/chrono) 的时间事件 

• 对可变元组使用折叠表达式

• [**`std::unique_ptr`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr) 管理已分配的内存 

• [**`std::shared_ptr`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr) 的共享对象 

• 对共享对象使用弱指针 

• 共享管理对象的成员 

• 比较随机数引擎

• 比较随机数分布发生器

<br>

### [8.2 **`std::optional`** 管理可选值](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.2optional%E7%AE%A1%E7%90%86%E5%8F%AF%E9%80%89%E5%80%BC.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<optional>

#if 0
factor_t factor(long n) {
	struct factor_t {
		bool is_prime;
		long factor;
	};
	factor_t r{};
	for (long i = 2; i <= n / 2; ++i) {
		if (n % i == 0) {
			r.is_prime = false;
			r.factor = i;
			return r;
		}
	}
	r.is_prime = true;
}
#endif

std::optional<long>factor(long n) {
	for (long i = 2; i <= n / 2; ++i) {
		if (n % i == 0)return { i };
	}
	return {};
}

std::optional<int> operator+(const std::optional<int>& a, const std::optional<int>& b) {
	if (a && b)return *a + *b;
	else return {};
}

std::optional<int> operator+(const std::optional<int>& a, const int b) {
	if (a)return *a + b;
	else return {};
}

int main() {
	long a{ 42 };
	long b{ 73 };
	auto x = factor(a);
	auto y = factor(b);
	if (x)print("lowest factor of {} is {} \n", a, *x);
	else print("{} is prime\n", a);
	if (y)print("lowest factor of {} is {} \n", a, *y);
	else print("{} is prime\n", b);

	std::optional<int>a2{ 42 };
	print("{}\n", *a2);
	if (a2)print("{}\n", *a2);
	else print("no value\n");

	{
		std::optional<int> a{ 42 };
		std::optional<int> b{ 73 };
		auto sum{ a + b };
		if (sum)print("{} + {} = {}\n", *a, *b, *sum);
		else print("NAN\n");
	}

	(void)a2.has_value();//判断是否有值
	(void)a2.value();//和*作用一样，取值
	a2.reset();//销毁值，重置可选对象状态

}
```

运行结果:

	lowest factor of 42 is 2
	73 is prime
	42
	42
	42 + 73 = 115

<br>

### [8.3 **`std::any`** 保证类型安全](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.3any%E4%BF%9D%E8%AF%81%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E5%AE%89%E5%85%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<any>
#include<list>
using namespace std::string_literals;

void p_any(const std::any& a) {
	if (!a.has_value()) {
		print("None.\n");
	}
	else if (a.type() == typeid(int)) {
		print("int: {}\n", std::any_cast<int>(a));
	}
	else if (a.type() == typeid(std::string)) {
		print("string: \"{}\"\n", std::any_cast<const std::string&>(a));
	}
	else if (a.type() == typeid(std::list<int>)) {
		print("list<int>: ");
		for (auto& i : std::any_cast<const std::list<int>&>(a)) {
			print("{} ", i);
		}
		print("\n");
	}
	else {
		print("something else: {}\n", a.type().name());
	}
}

int main() {
	std::any x{};
	if (x.has_value())print("have value\n");
	else print("no value\n");

	x = 42;
	if (x.has_value()) {
		print("x has type :{}\n", x.type().name());
		print("x has value: {}\n", std::any_cast<int>(x));
	}
	else {
		print("no value\n");
	}

	x = "abc"s;
	print("x is type {} with value {}\n", x.type().name(), std::any_cast<std::string>(x));

	p_any( {} );
	p_any(47);
	p_any("abc"s);
	p_any(std::list{ 1,2,3 });
	p_any(std::vector{ 1,2,3 });
	x.reset();
	p_any(x);
}
```

运行结果:

	no value
	x has type :int
	x has value: 42
	x is type class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class 	std::allocator<char> > with value abc
	None.
	int: 47
	string: "abc"
	list<int>: 1 2 3
	something else: class std::vector<int,class std::allocator<int> >
	None.

<br>

### [8.4 **`std::variant`** 存储不同的类型](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.4variant%E5%AD%98%E5%82%A8%E4%B8%8D%E5%90%8C%E7%9A%84%E7%B1%BB%E5%9E%8B.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<string_view>
#include<variant>
#include<list>

class Animal {
	std::string_view _name{};
	std::string_view _sound{};
public:
	Animal(std::string_view n, std::string_view s) :_name{ n }, _sound{ s } {}
	void speak()const {
		print("{} says {}\n", _name, _sound);
	}
	void sound(std::string_view s) {
		_sound = s;
	}
};

class Cat :public Animal {
public:
	Cat(std::string_view n):Animal(n,"meow"){}
};
class Dog :public Animal {
public:
	Dog(std::string_view n) :Animal(n, "arf!"){}
};
class Wookie :public Animal {
public:
	Wookie(std::string_view n) :Animal(n, "grrraarrgghh!"){}
};

struct animal_speaks {
	void operator()(const Dog& d)const { d.speak(); }
	void operator()(const Cat& c)const { c.speak(); }
	void operator()(const Wookie& w)const { w.speak(); }
};

using v_animal = std::variant<Cat, Dog, Wookie>;
int main() {
	std::list<v_animal>pets{ Cat{"Hobbes"},Dog{"Fido"},Cat{"Max"},Wookie{"Chewie"} };
	for (const v_animal& a : pets) {
		std::visit(animal_speaks{}, a);
	}

	for (const v_animal& a : pets) {
		auto idx{ a.index() };
		if (idx == 0)std::get<Cat>(a).speak();
		if (idx == 1)std::get<Dog>(a).speak();
		if (idx == 2)std::get<Wookie>(a).speak();
	}

	for (const v_animal& a : pets) {
		if (const auto c{ std::get_if<Cat>(&a) }; c)
			c->speak();
		else if (const auto d{ std::get_if<Dog>(&a) }; d)
			d->speak();
		else if (const auto w{ std::get_if<Wookie>(&a) }; w)
			w->speak();
	}

	size_t n_cats{}, n_dogs{}, n_wookies{};
	for (const v_animal& a : pets) {
		if (std::holds_alternative<Cat>(a))++n_cats;
		if (std::holds_alternative<Dog>(a))++n_dogs;
		if (std::holds_alternative<Wookie>(a))++n_wookies;
	}
	print("there are {} cat(s)，{} dog(s)，and {} wookie(s)\n", n_cats, n_dogs, n_wookies);
}
```

运行结果:

	Hobbes says meow
	Fido says arf!
	Max says meow
	Chewie says grrraarrgghh!
	Hobbes says meow
	Fido says arf!
	Max says meow
	Chewie says grrraarrgghh!
	Hobbes says meow
	Fido says arf!
	Max says meow
	Chewie says grrraarrgghh!
	there are 2 cat(s)，1 dog(s)，and 1 wookie(s)

<br>

### [8.5`chrono`的时间事件](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.5chrono%E7%9A%84%E6%97%B6%E9%97%B4%E4%BA%8B%E4%BB%B6.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<chrono>
#include<iomanip>

using std::chrono::system_clock;
using std::chrono::steady_clock;
using std::chrono::high_resolution_clock;
using std::chrono::duration;
using seconds = duration<double>;
using milliseconds = duration<double, std::milli>;
using microseconds = duration<double, std::micro>;
using fps24 = duration<unsigned long, std::ratio<1, 24>>;

constexpr uint64_t MAX_PRIME{ 0x1FFFF };
uint64_t count_primes() {
	constexpr auto is_prime = [](const uint64_t n) {
		for (uint64_t i{ 2 }; i < n / 2; ++i) {
			if (n % i == 0)return false;
		}
		return true;
	};
	uint64_t count{ 0 };
	uint64_t start{ 2 };
	uint64_t end{ MAX_PRIME };
	for (auto i{ start }; i < end; ++i) {
		if (is_prime(i))++count;
	}
	return count;
}

seconds timer(uint64_t(f)()) {
	auto t1{ steady_clock::now() };
	uint64_t count{ f() };
	auto t2{ steady_clock::now() };
	seconds secs{ t2 - t1 };
	print("there are {} primes in range\n", count);
	return secs;
}

int main() {
	auto t{ system_clock::now() };
	print("system_clock::now is {:%F %T}\n", t);
	std::time_t now_t = system_clock::to_time_t(t);
	std::cout << "system_lock::now is " << std::put_time(localtime(&now_t), "%F %H:%M:%S") << '\n';

	auto secs{ timer(count_primes) };
	print("time elapsed: {:.3f} seconds\n", secs.count());

	using fps24 = duration<unsigned long, std::ratio<1, 24>>;
	print("time elapsed: {:.3f} sec\n", secs.count());
	print("time elapsed: {:.3f} ms\n", milliseconds(secs).count());
	print("time elapsed: {:.3e} us\n", microseconds(secs).count());
	print("time elapsed: {} frames at 24 fps\n", floor<fps24>(secs).count());//其实差不多相当于前面sec的1/24，去除小数的
}
```

运行结果:

	system_clock::now is 2023-03-10 07:12:11.1783184
	system_lock::now is 2023-03-10 15:12:11
	there are 12251 primes in range
	time elapsed: 3.408 seconds
	time elapsed: 3.408 sec
	time elapsed: 3408.062 ms
	time elapsed: 3.408e+06 us
	time elapsed: 81 frames at 24 fps

<br>

### [8.6对元组使用折叠表达式](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.6%E5%AF%B9%E5%85%83%E7%BB%84%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%8A%98%E5%8F%A0%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<tuple>
#include<chrono>

template<typename...T,size_t N = sizeof...(T)>
constexpr void print_t(const std::tuple<T...>& tup) {
	std::cout << "[";
	[&] <size_t...I>(std::index_sequence<I...>) {
		(..., print((I != N - 1 ? "{}, " : "{}]"), std::get<I>(tup)));
	}(std::make_index_sequence<N>());
	endl(std::cout);
}

template<typename... T>
constexpr int sum_t(const std::tuple<T...>& tup)requires (std::integral<T>&&...){
	int accum{};
	[&] <size_t...I>(std::index_sequence<I...>) {
		(..., (accum += std::get<I>(tup)));
	}(std::make_index_sequence<sizeof...(T)>());
	return accum;
}

int main() {
	std::tuple t{ 123,1.234,"🥵" };
	print_t(t);
	std::tuple t2{ 1,2,3,4,'a' };
	print("sum: {}\n", sum_t(t2));
}
```

运行结果:

	[123, 1.234, 🥵]
	sum: 107

<br>

### [8.7 **`std::unique_ptr`** 管理已分配内存](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.7unique_ptr%E7%AE%A1%E7%90%86%E5%B7%B2%E5%88%86%E9%85%8D%E5%86%85%E5%AD%98.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>

struct Thing {
	std::string thname{ "unk" };
	Thing() { print("default ctor:{}\n", thname); }
	Thing(std::string n):thname(n) { print("param ctor:{}\n", thname); }
	~Thing() { print("dtor :{}\n", thname); }
};

void process_thing(const std::unique_ptr<Thing>&p) {
	if (p)print("processing: {}\n", p->thname);
	else print("invalid pointer\n");
}

struct Delete {
	void operator()(Thing* p) {
		print("自定义删除函数被调用\n");
		delete p;
	}
};

int main() {
	//std::unique_ptr<Thing>pl{new Thing};

	auto pl1 = std::make_unique<Thing>("Thing 1");
	process_thing(pl1);
	process_thing(std::make_unique<Thing>("Thing 2"));

	//auto p2 = std::move(pl1);
	process_thing(pl1);
	pl1.reset();
	process_thing(pl1);
	pl1.reset(new Thing("Thing 3"));
	process_thing(pl1);

	std::unique_ptr<Thing, Delete>p2{ new Thing("🤣🤣"),Delete{} };

	print("end of main()\n");
}
```

运行结果:

	param ctor:Thing 1
	processing: Thing 1
	param ctor:Thing 2
	processing: Thing 2
	dtor :Thing 2
	processing: Thing 1
	dtor :Thing 1
	invalid pointer
	param ctor:Thing 3
	processing: Thing 3
	param ctor:🤣🤣
	end of main()
	自定义删除函数被调用
	dtor :🤣🤣
	dtor :Thing 3

<br>

### [8.8 **`std::shared_ptr`** 的共享对象](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.8shared_ptr%E7%9A%84%E5%85%B1%E4%BA%AB%E5%AF%B9%E8%B1%A1.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>

struct Thing {
	std::string thname{ "unk" };
	Thing() { print("default ctor:{}\n", thname); }
	Thing(std::string n) :thname(n) { print("param ctor:{}\n", thname); }
	~Thing() { print("dtor :{}\n", thname); }
};

void check_thing_ptr(const std::shared_ptr<Thing>& p) {
	if (p)print("{} use count: {}\n", p->thname, p.use_count());
	else print("invalid pointer\n");
}

int main() {
	std::shared_ptr<Thing>p1{ new Thing("Thing 1") };
	auto p2 = std::make_shared<Thing>("Thing 2");
	check_thing_ptr(p1);
	check_thing_ptr(p2);
	{
		auto pa = p1;
		auto pb = p1;
		auto pc = p1;
		auto pd = p1;
		check_thing_ptr(p1);
		check_thing_ptr(pa);
		check_thing_ptr(pb);
		check_thing_ptr(pc);
		check_thing_ptr(pd);
	}
	check_thing_ptr(p1);

	auto p3 = p1;
	check_thing_ptr(p1);
	p3.reset();
	check_thing_ptr(p1);
	p1.reset(new Thing{ "🥵" }, [](Thing* p) {
		puts("自定义删除器被调用"); 
		delete p; 
	});

	std::shared_ptr<Thing>p4{ new Thing("Thing 4"),[](Thing* p) {
		puts("自定义删除器被调用!!!🤡🤡");
		delete p;
	} };
}
```

运行结果:

	param ctor:Thing 1
	param ctor:Thing 2
	Thing 1 use count: 1
	Thing 2 use count: 1
	Thing 1 use count: 5
	Thing 1 use count: 5
	Thing 1 use count: 5
	Thing 1 use count: 5
	Thing 1 use count: 5
	Thing 1 use count: 1
	Thing 1 use count: 2
	Thing 1 use count: 1
	param ctor:🥵
	dtor :Thing 1
	param ctor:Thing 4
	自定义删除器被调用!!!🤡🤡
	dtor :Thing 4
	dtor :Thing 2
	自定义删除器被调用
	dtor :🥵

<br>

### [8.9对共享对象使用弱指针](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.9%E5%AF%B9%E5%85%B1%E4%BA%AB%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%BC%B1%E6%8C%87%E9%92%88.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>

struct Thing {
	std::string thname{ "unk" };
	Thing() { print("default ctor:{}\n", thname); }
	Thing(std::string n) :thname(n) { print("param ctor:{}\n", thname); }
	~Thing() { print("dtor :{}\n", thname); }
};
void get_weak_thing(const std::weak_ptr<Thing>& p) {
	if (auto sp = p.lock())print("{} use count: {}\n", sp->thname, sp.use_count());
	else print("no shared object\n");
}

struct circB;
struct circA {
	std::shared_ptr<circB>p;
	~circA() { print("dtor A\n"); }
};
struct circB {
	std::weak_ptr<circA>p;//如果这里不使用weak_ptr而是shared_ptr，那么就会循环引用
	~circB() { print("dtor B\n"); }
};

std::shared_ptr<Thing>p;

int main() {
	auto thing1 = std::make_shared<Thing>("Thing 1");
	std::weak_ptr<Thing>wp1;
	print("expried: {}\n", wp1.expired());//等价于use_cout()==0
	get_weak_thing(wp1);

	wp1 = thing1;
	get_weak_thing(wp1);

	std::weak_ptr<Thing>wp2(thing1);
	get_weak_thing(wp2);

	thing1.reset();
	get_weak_thing(wp1);
	get_weak_thing(wp2);

	auto a{ std::make_shared<circA>() };
	auto b{ std::make_shared<circB>() };
	a->p = b;
	b->p = a;
	//我们需要强调一点：weak_ptr是没有所有权的，指向shared_ptr不会增加use_count()的值，所以可以解决一些循环引用导致use_count()始终不为0无法析构的问题
	//即A内部有指向B，B内部有指向A，这样对于A，B必定是在A析构后B才析构，对于B，A必定是B析构后才析构A，这就是循环引用的问题，违反常规，导致内存泄露
}
```

运行结果:

	param ctor:Thing 1
	expried: true
	no shared object
	Thing 1 use count: 2
	Thing 1 use count: 2
	dtor :Thing 1
	no shared object
	no shared object
	dtor A
	dtor B

<br>

### [8.10共享管理对象的成员](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.10%E5%85%B1%E4%BA%AB%E7%AE%A1%E7%90%86%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E6%88%90%E5%91%98.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>
#include<string>

struct animal {
	std::string name{};
	std::string sound{};
	animal(const std::string& n, const std::string& a) :name{ n }, sound{ a } {
		print("ctor: {}\n", name);
	}
	~animal() { print("dtor: {}\n", name); }
};
auto make_animal(const std::string& n, const std::string& s) {
	auto ap = std::make_shared<animal>(n, s);
	auto np = std::shared_ptr<std::string>(ap, &ap->name);//这可以在不共享整个对象的情况下共享托管对象的一个 成员，并且在仍然使用该成员时不允许删除对象
	auto sp = std::shared_ptr<std::string>(ap, &ap->sound);//并不会因为作用域结束就销毁
	print("Use count: name {}, sound {}\n", np.use_count(), sp.use_count());//3 3
	return std::tuple(np, sp);//因为别名指针 可以防止使用计数达到零，所以不会删除
}
int main() {
	auto [name,sound] = make_animal("Velociraptor", "Grrrr!");
	print("The {} says {}\n", *name, *sound);
	print("Use count: name {}, sound {}\n", name.use_count(), sound.use_count());//2 2，那个函数里面的shared_ptr肯定还是销毁了的
}
```

运行结果:

	ctor: Velociraptor
	Use count: name 3, sound 3
	The Velociraptor says Grrrr!
	Use count: name 2, sound 2
	dtor: Velociraptor

<br>

### [8.11比较随机数引擎](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.11%E6%AF%94%E8%BE%83%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E6%95%B0%E5%BC%95%E6%93%8E.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<random>
#include<vector>
 
constexpr size_t n_samples{ 1000 };//样本数量
constexpr size_t n_partitions{ 10 };//分区数量
constexpr size_t n_max{ 50 };//直方图图形条最大值
 
template<typename RNG>
void histogram(const std::string_view& rng_name) {
	constexpr auto p_ratio =(double)RNG::max() / n_partitions;
	RNG rng{};
 
	//收集样品
	std::vector<size_t>v(n_partitions);
	for (size_t i{}; i < n_samples; ++i) {
		++v[(size_t)(rng() / p_ratio)];
	}
 
	//显示直方图
	auto max_e1 = std::max_element(v.begin(), v.end());
	auto v_ratio = *max_e1 / n_max;//不能超过最大，所以除一下
	if (v_ratio < 1)v_ratio = 1;
	std::cout << std::format("engine: {}\n", rng_name);
	for (size_t i{}; i < n_partitions; ++i) {
		std::cout << std::format("{:02}:{:*<{}}\n", i + 1, ' ', v[i]/v_ratio);
	}
	endl(std::cout);
}
 
int main() {
 
	histogram<std::random_device>("random_device");
	histogram<std::default_random_engine>("default_random_engine");
 
	histogram<std::minstd_rand0>("minstd_rand0");
	histogram<std::minstd_rand>("minstd_rand");
 
	histogram<std::mt19937>("mt19937");
	histogram<std::mt19937_64>("mt19937_64");
 
	histogram<std::ranlux24_base>("ranlux24_base");
	histogram<std::ranlux48_base>("ranlux48_base");
 
	histogram<std::ranlux24>("ranlux24");
	histogram<std::ranlux48>("ranlux48");
 
	histogram<std::knuth_b>("knuth_b");
}
```

运行结果:

	engine: random_device
	01: ******************************************************
	02: *********************************************
	03: **************************************************
	04: ***********************************************
	05: *************************************************
	06: ********************************************
	07: *************************************************
	08: ********************************************************
	09: ********************************************
	10: **************************************************
	
	engine: default_random_engine
	01: *********************************************
	02: ****************************************************
	03: ***************************************************
	04: ************************************************
	05: ********************************************************
	06: *********************************************
	07: **************************************************
	08: ***********************************************
	09: ****************************************
	10: *****************************************************
	
	engine: minstd_rand0
	01: ***********************************************
	02: ***********************************************
	03: ***********************************************
	04: *********************************************
	05: *********************************************************
	06: ******************************************************
	07: ******************************************************
	08: **********************************************
	09: ***********************************************
	10: *******************************************
	
	engine: minstd_rand
	01: ************************************************
	02: ****************************************************
	03: **********************************************
	04: *************************************************
	05: **********************************************
	06: ************************************************
	07: ****************************************************
	08: *****************************************************
	09: ********************************************
	10: **************************************************
	
	engine: mt19937
	01: *********************************************
	02: ****************************************************
	03: ***************************************************
	04: ************************************************
	05: ********************************************************
	06: *********************************************
	07: **************************************************
	08: ***********************************************
	09: ****************************************
	10: *****************************************************
	
	engine: mt19937_64
	01: *****************************************************
	02: **********************************************
	03: ************************************************
	04: *************************************************
	05: ********************************************
	06: ***************************************************
	07: *************************************************
	08: ********************************************
	09: ********************************************************
	10: ************************************************
	
	engine: ranlux24_base
	01: ********************************************
	02: ******************************************************
	03: ***********************************************
	04: ***********************************************
	05: ******************************************************************
	06: **************************************
	07: ***********************************************
	08: ***************************************************
	09: *************************************************
	10: *********************************************
	
	engine: ranlux48_base
	01: ***********************************************
	02: *******************************************
	03: ************************************************************
	04: ************************************************
	05: ***********************************************
	06: ***********************************************
	07: *******************************************
	08: *********************************************************
	09: *********************************************
	10: **************************************************
	
	engine: ranlux24
	01: **********************************************
	02: ***********************************************************
	03: *************************************************
	04: **************************************
	05: **************************************************
	06: **********************************************
	07: ***********************************************************
	08: *************************************
	09: ***************************************************
	10: *****************************************************
	
	engine: ranlux48
	01: **********************************************
	02: *****************************************************
	03: ********************************************
	04: **************************************************
	05: ************************************************
	06: ***********************************************
	07: *******************************************
	08: ******************************************************
	09: **********************************************************
	10: **********************************************
	
	engine: knuth_b
	01: *******************************************
	02: **************************************************
	03: **************************************************
	04: ********************************************
	05: ********************************************************
	06: *****************************************************
	07: *****************************************************
	08: ********************************************
	09: **********************************************
	10: ***********************************************

`C++`的随机数用着实在是麻烦的很,光是一个随机数引擎就有这么多
我们先讲一下这个比较的函数的代码吧。

`histogram`函数模板接受一个字符串，和一个模板实参，字符串用于打印表示当前的随机数引擎，模板实参就是随机数引擎的类型，用于构造对象测试。

函数体中`p_ratio`对象是随机数最大值的十分之一，收集样品，`vector`对象`v`构造预留了`10`个元素大小，然后for循环随机数下标去自增，`[(size_t)(rang()/p_ratio)]`这个表达式从里面看，`rang()`最大也就是`p_ratio`的十倍而已，那么这样相除，也必然就是在`10`的范围中，所以不存在问题。

显式直方图，虽然这里看着多，但是说白了，就是为了做一个比例。`max_e1`是`v`中最大的元素迭代器，然后后面的`r_ratio`的值是`*max_e1 / n_max`因为要保证直方图最大值不能大于`50`，所以要除一下。如果小于`50`，那么就赋值`1`。

打印传入的字符串。`for`循环遍历打印，这里面发`format`其实有点麻烦，是一个嵌套，我们需要分开来看`"{:02}:{:*<{}}\n"`，传入`i+1`，对应的第一个`{:02}`表示直方图的索引，` ''`实际对应的是`{:*<{}}`，但是注意，是外面的这个`{}`，里面的`{}`传的是`v[i]/v_ratio`，其实就是按照最 大值的一个比例而已，它的值表示的是实际是强制域对齐到可用空间起始用`*`填充要填充多少位。

<br>

### [8.12比较随机数分布发生器](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/8.12%E6%AF%94%E8%BE%83%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E6%95%B0%E5%88%86%E5%B8%83%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%99%A8.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<random> 
#include<map>

constexpr size_t n_samples{ 10000 };
constexpr size_t n_max{ 50 };

void dist_histogram(auto distor, const std::string_view& dist_name) {
	std::random_device seeds;
	std::default_random_engine rng(seeds());//随机数引擎
	std::map<long, size_t>m;

	//创建直方图
	for (size_t i{}; i < n_samples; ++i) {
		++m[(long)distor(rng)];
	}
	//打印直方图
	auto max_elm_it = std::max_element(m.begin(), m.end(), [](const auto& a, const auto& b) {
		return a.second < b.second;
	});
	size_t max_elm = max_elm_it->second;
	size_t max_div = std::max(max_elm / n_max, size_t(1));//设置比例50
	std::cout << std::format("{}:\n", dist_name);
	for (const auto [randval, count] : m) {
		if (count < max_div)continue;
		std::cout << std::format("{:3}:{:*<{}}\n", randval, ' ', count / max_div);
	}
}

int main() {
    dist_histogram(std::uniform_int_distribution<int>{0, 9}, "uniform_int_distribution");
    dist_histogram(std::normal_distribution<double>{0.0, 2.0}, "normal_distribution");

    std::initializer_list<double> intervals{ 0, 5, 10, 30 };
    std::initializer_list<double> weights{ 0.2, 0.3, 0.5 };
    dist_histogram(std::piecewise_constant_distribution<double>{begin(intervals), end(intervals), begin(weights)}, "piecewise_constant_distribution");
    std::initializer_list<double> weights2{ 0, 1, 1, 0 };
    dist_histogram(std::piecewise_linear_distribution<double>{begin(intervals), end(intervals), begin(weights2)}, "piecewise_linear_distribution");

    dist_histogram(std::bernoulli_distribution{ 0.75 }, "bernoulli_distribution");
    dist_histogram(std::discrete_distribution<int>{ {1, 2, 4, 8}}, "discrete_distribution");
    dist_histogram(std::binomial_distribution<int>{10, 0.3}, "binomial_distribution");
    dist_histogram(std::negative_binomial_distribution<int>{10, 0.8}, "negative_binomial_distribution");
    dist_histogram(std::geometric_distribution<int>{0.4}, "geometric_distribution");
    dist_histogram(std::exponential_distribution<double>{0.4}, "exponential_distribution");
    dist_histogram(std::gamma_distribution<double>{1.5, 1.0}, "gamma_distribution");
    dist_histogram(std::weibull_distribution<double>{1.5, 1.0}, "weibull_distribution");
    dist_histogram(std::extreme_value_distribution<double>{0.0, 1.0}, "extreme_value_distribution");
    dist_histogram(std::lognormal_distribution<double>{0.5, 0.5}, "lognormal_distribution");
    dist_histogram(std::chi_squared_distribution<double>{1.0}, "chi_squared_distribution");
    dist_histogram(std::cauchy_distribution<double>{0.0, 0.1}, "cauchy_distribution");
    dist_histogram(std::fisher_f_distribution<double>{1.0, 1.0}, "fisher_f_distribution");
    dist_histogram(std::student_t_distribution<double>{1.0}, "student_t_distribution");
}
```

运行结果:

	uniform_int_distribution:
	  0: **************************************************
	  1: **********************************************
	  2: ************************************************
	  3: ***************************************************
	  4: **************************************************
	  5: ************************************************
	  6: ************************************************
	  7: ***********************************************
	  8: *************************************************
	  9: ************************************************
	normal_distribution:
	 -4: *
	 -3: ****
	 -2: ***********
	 -1: ******************
	  0: *************************************************
	  1: *******************
	  2: ***********
	  3: ****
	  4: *
	piecewise_constant_distribution:
	  0: *********************************
	  1: **********************************
	  2: *******************************
	  3: *******************************
	  4: *******************************
	  5: ************************************************
	  6: ************************************************
	  7: ****************************************************
	  8: ************************************************
	  9: **************************************************
	 10: *********************
	 11: *****************
	 12: ******************
	 13: ******************
	 14: *******************
	 15: *******************
	 16: ******************
	 17: *******************
	 18: ********************
	 19: *******************
	 20: *********************
	 21: *********************
	 22: ********************
	 23: *********************
	 24: ******************
	 25: ******************
	 26: ******************
	 27: *******************
	 28: ********************
	 29: *******************
	piecewise_linear_distribution:
	  0: ***
	  1: **************
	  2: *********************
	  3: *******************************
	  4: *******************************************
	  5: **********************************************
	  6: ********************************************
	  7: *********************************************
	  8: *******************************************
	  9: *************************************************
	 10: ************************************************
	 11: ******************************************
	 12: *******************************************
	 13: **************************************
	 14: *********************************
	 15: ***********************************
	 16: *******************************
	 17: ***************************
	 18: **************************
	 19: ***********************
	 20: *********************
	 21: *****************
	 22: ***************
	 23: ***************
	 24: ************
	 25: **********
	 26: ********
	 27: *****
	 28: **
	bernoulli_distribution:
	  0: ****************
	  1: *************************************************
	discrete_distribution:
	  0: *****
	  1: ***********
	  2: ************************
	  3: *************************************************
	binomial_distribution:
	  0: ****
	  1: *********************
	  2: ******************************************
	  3: *************************************************
	  4: ************************************
	  5: ******************
	  6: *****
	  7:
	negative_binomial_distribution:
	  0: **********************
	  1: ***********************************************
	  2: *************************************************
	  3: ****************************************
	  4: ************************
	  5: *************
	  6: ******
	  7: **
	  8:
	geometric_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: *****************************
	  2: *****************
	  3: **********
	  4: *****
	  5: **
	  6: *
	  7:
	exponential_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: **********************************
	  2: **********************
	  3: ***************
	  4: *********
	  5: *****
	  6: ***
	  7: **
	  8: *
	  9:
	gamma_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: ***********************************
	  2: ***************
	  3: ******
	  4: **
	  5:
	weibull_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: ***********************
	  2: **
	extreme_value_distribution:
	 -1: ****
	  0: *************************************************
	  1: *************
	  2: *****
	  3: *
	lognormal_distribution:
	  0: ***************
	  1: *************************************************
	  2: ************************
	  3: *******
	  4: *
	chi_squared_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: **********
	  2: ****
	  3: *
	  4:
	cauchy_distribution:
	  0: *************************************************
	fisher_f_distribution:
	  0: *************************************************
	  1: *********
	  2: *****
	  3: **
	  4: *
	  5: *
	  6:
	  7:
	  8:
	student_t_distribution:
	 -5:
	 -4:
	 -3: *
	 -2: ***
	 -1: *********
	  0: *************************************************
	  1: *********
	  2: ***
	  3: *
	  4:

<br>

### 第八章总结

其实也没啥说的，这个工具库不少还是可以的，只是，随机数那一块的东西实在是太多了，随机数发生器，随机数引擎，稍微了解就好。智能指针还是很重要的，重在运用，多用就好，至于`c++17`的那些`variant`和`any`也是不错的东西，都可以多用。关于元组的遍历，那也是老生常谈的写法，我的视频起码展示过不下四次，在视频里。

<br>

## 第九章 并发和并行

并发性和并行性指的是在不同的执行线程中运行代码的能力。**并发性** 是在后台运行线程的能力，**并行性** 是在处理器的不同内核中同时运行线程的能力。 运行时库以及主机操作系统，将为给定硬件环境中的线程，在并发和并行执行模型之间进行选择。
在现代多任务操作系统中，`main()` 函数已经代表了一个执行线程。当一个新线程启动时，可由 现有的线程派生。 C++ 标准库中，`std::thread` 类提供了线程执行的基本单元。其他类构建在线程之上，以提供锁、 互斥和其他并发模式。根据系统架构的不同，执行线程可以在一个处理器上并发运行，也可以在不 同的内核上并行运行。

• 休眠一定的时间 

• [**`std::thread`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/thread)——实现并发 

• [**`std::async`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/async)——实现并发 

• STL 算法与执行策略 

• 互斥锁和锁——安全地共享数据 

• [**`std::atomic`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic)——共享标志和值 

• [**`std::call_once`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/call_once)——初始化线程 

• [**`std::condition_variable`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable)——解决生产者-消费者问题

• 实现多个生产者和消费者

<br>

### [9.2休眠一定时间](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.2%E4%BC%91%E7%9C%A0%E4%B8%80%E5%AE%9A%E6%97%B6%E9%97%B4.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<chrono>
using namespace std::this_thread;
using namespace std::chrono_literals;

int main() {
	auto t1 = std::chrono::steady_clock::now();
	//print("sleep for 1.3 seconds\n");
	sleep_for(1s + 300ms);
	//print("sleep for 2 seconds\n");
	sleep_until(std::chrono::steady_clock::now() + 2s);//阻塞当前线程，直至抵达指定的 sleep_time，和前面的sleep_for不一样
	std::chrono::duration<double>dur1 = std::chrono::steady_clock::now() - t1;
	print("total durtaion: {:.5}s\n", dur1.count());
}
```

运行结果:

	total durtaion: 3.3127s

<br>

### [9.3 **`std::thread`** 实现并发](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.3thread%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%B9%B6%E5%8F%91.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<thread>
#include<chrono>

void sleepms(const unsigned ms) {
	using std::chrono::milliseconds;
	std::this_thread::sleep_for(milliseconds(ms));
}
void fthread(const int n) {
	print("this is t{}\n", n);
	for (size_t i{}; i < 5; ++i) {
		sleepms(100 * n);
		print("t{}: {}\n", n, i + 1);
	}
	print("Finishing t{}\n", n);
}

int main() {
	std::thread t1(fthread, 1);
	t1.join();

	std::thread t2(fthread, 2);
	t2.detach();
	//sleepms(2000);//确保线程分离后的线程有足够的运行时间,这里其实写不写都行，因为它不是最后一行代码，如果不写，就可以看到它和t3的竞争了

	std::jthread t3(fthread, 3);
	print("end of main()\n");
}
```

运行结果:

	this is t1
	t1: 1
	t1: 2
	t1: 3
	t1: 4
	t1: 5
	Finishing t1
	end of main()
	this is t2
	this is t3
	t2: 1
	t3: 1
	t2: 2
	t2: 3
	t3: 2
	t2: 4
	t3: 3
	t2: 5
	Finishing t2
	t3: 4
	t3: 5
	Finishing t3

<br>

### [9.4 **`std::async`** 实现并发]()
```cpp
#include"print.h"
#include<chrono>
#include<thread>
#include<future>
#include<list>

using secs = std::chrono::duration<double>;

struct prime_time {
	secs dur{};//计算花的时间
	uint64_t count{};//多少个质数
};
prime_time count_prime(const uint64_t& max) {
	prime_time ret{};
	constexpr auto isprime = [](const uint64_t& n) {
		for (uint64_t i{ 2 }; i < n / 2; ++i) {
			if (n % i == 0)return false;
		}
		return true;
	};
	uint64_t start{ 2 };
	uint64_t end{ max };
	auto t1 = std::chrono::steady_clock::now();
	for (uint64_t i{ start }; i <= end; ++i) {
		if (isprime(i))++ret.count;
	}
	ret.dur = std::chrono::steady_clock::now() - t1;
	return ret;
}

void f(std::promise<int>value) {
	print("this is f()\n");
	value.set_value(47);
}

int main() {
	constexpr uint64_t MAX_PRIME{ 0x1FFFF };
	auto primes1 = std::async(count_prime, MAX_PRIME);
	auto pt = primes1.get();
	print("primes: {} {:.3}\n", pt.count, pt.dur);

	std::list<std::future<prime_time>>swarm;
	print("start parallel primes\n");
	auto t1{ std::chrono::steady_clock::now() };
	for (size_t i{}; i < 15; ++i) {
		swarm.emplace_back(std::async(std::launch::async, count_prime, MAX_PRIME));
	}
	for (size_t i{}; auto& f : swarm) {
		auto pt = f.get();
		print("primes({:02}): {} {:.5}\n", ++i, pt.count, pt.dur);
	}

	secs dur_total{ std::chrono::steady_clock::now() - t1 };
	print("total duration: {:.5}s\n", dur_total.count());

	std::promise<int>value_promise;
	std::future<int>value_future = value_promise.get_future();
	std::thread t2(f, std::move(value_promise));//不可以复制，只能移动，其实改一下函数的参数为引用，然后std::ref也行
	t2.detach();
	print("value is {}\n", value_future.get());

	print("end of main()\n");
}
```

运行结果:

	primes: 12252 3.31032s
	start parallel primes
	primes(01): 12252 6.26644s
	primes(02): 12252 6.08378s
	primes(03): 12252 6.45927s
	primes(04): 12252 6.25811s
	primes(05): 12252 6.18691s
	primes(06): 12252 6.42776s
	primes(07): 12252 6.44103s
	primes(08): 12252 6.31147s
	primes(09): 12252 6.42682s
	primes(10): 12252 6.34848s
	primes(11): 12252 6.43647s
	primes(12): 12252 6.42391s
	primes(13): 12252 6.33618s
	primes(14): 12252 6.44245s
	primes(15): 12252 6.35737s
	total duration: 6.4651s
	this is f()
	value is 47
	end of main()

提一点书上没说的，就是关于`std::async`返回一个`std::future`，如果你既没有`get()`也没有`wait()`会怎么样？

很多人可能认为它和`std::thread`对象调用`detach`一样，其实并不是的，在`std::future`对象析构的时候，如果任务没有执行完，会堵塞，直到任务执行完毕，才会析构。

```cpp
#include<iostream>
#include<future>
#include<thread>
#include<chrono>
#include"print.h"
using namespace std::literals;
struct X { ~X() { puts("析构函数"); } };
int main() {
	X x;//直到下面的析构完毕才会析构
	auto t = std::async(std::launch::async, [] {std::this_thread::sleep_for(10s); puts("乐");  });//析构的时候会堵塞在这里
	auto t2 =std::async(std::launch::async, [] {puts("666"); });
	puts("main 结束");
}
```

还是一个临时量的情况，其实和这个同理，也就是不接 [**`std::async`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/thread/async)的返回值。

若从 `std::async` 获得的 `std::future` 未被移动或绑定到引用，则在完整表达式结尾， `std::future` 的析构函数将阻塞直至异步计算完成，实质上令如下代码同步：
```cpp
std::async(std::launch::async, []{ f(); }); // 临时量的析构函数等待 f()
std::async(std::launch::async, []{ g(); }); // f() 完成前不开始
```
**（注意，以调用 std::async 以外的方式获得的 `std::future` 的析构函数决不阻塞）**

**再说一个demo，主要表达的是被移动的future，对线程的所有权也会变，析构也就不会导致阻塞了**
```cpp
#include<iostream>
#include<future>
#include<future>
#include<chrono>
using namespace std::chrono_literals;

std::future<void>wait_async() {
	auto f = std::async(std::launch::async, []
		{
			std::this_thread::sleep_for(5s);
			std::cout << "async\n";
		});
	return f;//return调用移动构造返回早于局部的析构，也就是说f在析构之前就已经移动了，析构就不会再导致阻塞了
}
int main() {
	auto future = wait_async();//排除返回值优化的可能，其实这里有一个很有趣的事情
	std::cout << "hello\n";

	std::future<void>future2;
	{
		std::future<void>tmp = std::async(std::launch::async, [] 
			{
				std::this_thread::sleep_for(5s);
				std::cout << "局部\n"; 
			});
		future2 = std::move(tmp);
	}
	std::cout << "main🤣🤣🤣🤣🤣\n";
}
```

运行结果:

	hello
	main🤣🤣🤣🤣🤣
	局部
	async

<br>

### [9.5STL算法与执行策略](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.5STL%E7%AE%97%E6%B3%95%E4%B8%8E%E6%89%A7%E8%A1%8C%E7%AD%96%E7%95%A5.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<algorithm>
#include<execution>
#include<vector>
#include<chrono>
#include <random>

using dur_t = std::chrono::duration<double, std::milli>;
int main() {
	std::vector<unsigned>v(10 * 1000 * 1000);
	std::random_device rng;
	for (auto& i : v)i = rng() % 0xFFFF;
	auto mul2 = [](int n) {return n * 2; };

	auto t1 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), mul2);
	dur_t dur1 = std::chrono::steady_clock::now() - t1;
	print("no policy: {:.3}ms\n", dur1.count());

	auto t2 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::transform(std::execution::seq, v.begin(), v.end(), v.begin(), mul2);
	dur_t dur2 = std::chrono::steady_clock::now() - t2;
	print("std::execution::seq: {:.3}ms\n", dur2.count());

	auto t3 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::transform(std::execution::par, v.begin(), v.end(), v.begin(), mul2);
	dur_t dur3 = std::chrono::steady_clock::now() - t3;
	print("std::execution::par: {:.3}ms\n", dur3.count());

	auto t4 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::transform(std::execution::par_unseq, v.begin(), v.end(), v.begin(), mul2);
	dur_t dur4 = std::chrono::steady_clock::now() - t4;
	print("std::execution::par_unseq: {:.3}ms\n", dur4.count());

	auto t5 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::sort(v.begin(), v.end());
	dur_t dur5 = std::chrono::steady_clock::now() - t5;
	print("sort: {:.3}ms\n", dur5.count());

	auto t6 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::sort(std::execution::par,v.begin(), v.end());
	dur_t dur6 = std::chrono::steady_clock::now() - t6;
	print("sort: {:.3}ms\n", dur6.count());

	auto t7 = std::chrono::steady_clock::now();
	std::sort(std::execution::par_unseq, v.begin(), v.end());
	dur_t dur7 = std::chrono::steady_clock::now() - t7;
	print("sort: {:.3}ms\n", dur7.count());
}
```

运行结果:

	no policy: 20.9ms
	std::execution::seq: 22.3ms
	std::execution::par: 14.7ms
	std::execution::par_unseq: 6.05ms
	sort: 3.23e+03ms
	sort: 504ms
	sort: 418ms

<br>

### [9.6互斥锁和锁安全的共享数据](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.6%E4%BA%92%E6%96%A5%E9%94%81%E5%92%8C%E9%94%81%E5%AE%89%E5%85%A8%E7%9A%84%E5%85%B1%E4%BA%AB%E6%95%B0%E6%8D%AE.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<mutex>
#include<thread>
#include<list>
#include<optional>
#include<future>

std::mutex animal_mutex;

class Animal {
	using friend_t = std::list<Animal>;
	std::string_view s_name{ "unk" };
	friend_t l_friends{};
public:
	Animal() = delete;
	Animal(const std::string_view n) :s_name{n}{}
	bool operator==(const Animal& o)const {
		return s_name.data() == o.s_name.data();
	}

	bool is_friend(const Animal& o)const {
		for (const auto& a : l_friends) {
			if (a == o)return true;
		}
		return false;
	}
	std::optional<friend_t::iterator>find_friend(const Animal& o)noexcept {
		for (auto it{ l_friends.begin() }; it != l_friends.end(); ++it) {
			if (*it == o)return it;
		}
		return {};
	}
	void print()const noexcept {
		std::lock_guard l{ animal_mutex };
		auto n_animals{ l_friends.size() };
		::print("Animal: {}, friends: ", s_name);
		if (!n_animals)::print("none");
		else {
			for (auto n : l_friends) {
				std::cout << n.s_name;
				if (--n_animals)std::cout << ", ";
			}
		}
		endl(std::cout);
	}
	bool add_friend(Animal& o)noexcept {
		::print("add_friend {} -> {}\n", s_name, o.s_name);
		if (*this == o)return false;
		std::lock_guard l(animal_mutex);
		if (!is_friend(o))l_friends.emplace_back(o);//无重复则插入
		if (!o.is_friend(*this))o.l_friends.emplace_back(*this);
		return true;
	}
	bool delete_friend(Animal& o)noexcept {
		::print("delete_friend {} -> {}\n", s_name, o.s_name);
		if (*this == o)return false;
		std::lock_guard l{ animal_mutex };
		if (auto it = find_friend(o))l_friends.erase(it.value());
		if (auto it = o.find_friend(*this))o.l_friends.erase(it.value());
		return true;
	}
};

int main() {
	auto cat1 = std::make_unique<Animal>("Felix");
	auto tiger1 = std::make_unique<Animal>("Hobbes");
	auto dog1 = std::make_unique<Animal>("Astro");
	auto rabbit1 = std::make_unique<Animal>("Bugs");
	
	auto a1 = std::async([&] {cat1->add_friend(*tiger1); });
	auto a2 = std::async([&] {tiger1->add_friend(*rabbit1); });
	auto a3 = std::async([&] {dog1->add_friend(*dog1); });
	auto a4 = std::async([&] {rabbit1->add_friend(*cat1); });
	a1.wait();
	a2.wait();
	a3.wait();
	a4.wait();

	auto p1 = std::async([&] {cat1->print(); });
	auto p2 = std::async([&] {tiger1->print(); });
	auto p3 = std::async([&] {dog1->print(); });
	auto p4 = std::async([&] {rabbit1->print(); });
	p1.wait();
	p2.wait();
	p3.wait();
	p4.wait();

	auto a5 = std::async([&] {cat1->delete_friend(*rabbit1); });
	a5.wait();
	auto p5 = std::async([&] {cat1->print(); });
	auto p6 = std::async([&] {rabbit1->print(); });
}
```

运行结果:

	add_friend Felix -> Hobbes
	add_friend Hobbes -> Bugs
	add_friend Astro -> Astro
	add_friend Bugs -> Felix
	Animal: Felix, friends: Hobbes, Bugs
	Animal: Hobbes, friends: Felix, Bugs
	Animal: Astro, friends: none
	Animal: Bugs, friends: Hobbes, Felix
	delete_friend Felix -> Bugs
	Animal: Felix, friends: Hobbes
	Animal: Bugs, friends: Hobbes

我一开始其实是没看懂这个锁`std::lock_guard`为什么要这样放置，就是`add_friend()`和`delete_friend`这两个成员函数。他们的锁放在打印和if判断之后，我一开始不理解，后面就想通了。
书上不是使用`print`打印信息的，而是使用`std::cout`，实际上`std::cout`调用一次`operator<<`是线程安全的，并且打印的是只读数据，没有任何问题，我们用的`print`内部是调用的`fputs`输出结果，`fputs`是线程安全的，所以我们也不需要担心。至于这个`if`判断，实际上，它调用的我们重载的`==`，比较的数据，是完全只读的，不会被修改，也就是`s_name`不会被修改，直接在这里不上锁进行判断也是无所谓的。
那么为什么成员函数`print`需要在第一行上锁呢？因为它这个`l_friends`是可能产生变化的，如果不上锁，可能刚获取了它的`size`，别的线程就修改了它。

<br>

### [9.7`std::atomic`共享标志和值](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.7atomic%E5%85%B1%E4%BA%AB%E6%A0%87%E5%BF%97%E5%92%8C%E5%80%BC.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<thread>
#include<atomic>

std::atomic<bool>ready{};
std::atomic<uint64_t>g_count{};
std::atomic_flag winner{};
constexpr int max_count{ 1000 * 1000 };
constexpr int max_threads{ 100 };

struct Trivial {
	int a;
	int b;
};
std::atomic<Trivial>trival;

void countem(int id) {
	while (!ready)std::this_thread::yield();
	for (int i{}; i < max_count; ++i)++g_count;
	if (!winner.test_and_set()) {
		std::cout << std::format("thread {:02} won!\n", id);
	}
}
std::string make_commas(const uint64_t& num) {
	std::string s{ std::to_string(num) };
	for (long l = s.length() - 3; l > 0; l -= 3) {
		s.insert(l, ",");
	}
	return s;
}

int main() {
	std::vector<std::thread>swarm;
	std::cout << std::format("spawn {} threads\n", max_threads);
	for (int i{}; i < max_threads; i++) {
		swarm.emplace_back(countem, i);
	}
	ready = true;//启动线程开始运行
	for (auto& t : swarm)t.join();
	std::cout << std::format("global count: {}\n", make_commas(g_count));

	std::cout << std::format("is g_count lock-free? {}\n", g_count.is_lock_free());
}
```

运行结果:

	spawn 100 threads
	thread 18 won!
	global count: 100,000,000
	is g_count lock-free? true

`countem`函数中的`if (!winner.test_and_set())`

原子地更改 `std::atomic_flag` 的状态为设置（ `true` ）并**返回它先前保有的值**,因为先前保有的是false，为了进入if，所以加了个`!`
这段代码就是展示，每次是哪个线程先强到了时间片，运行到这里，后面线程运行的时候，返回先前的值，都是`true`，然后`!`就没办法进行`if`，进行打印

<br>

### [9.8`std::call_once`初始化线程](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.8call_once%E5%88%9D%E5%A7%8B%E5%8C%96%E7%BA%BF%E7%A8%8B.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<mutex>
#include<thread>
#include<list>

constexpr size_t max_threads{ 25 };
std::once_flag init_flag;
void do_init(size_t id) {//只会被调用一次
	print("do_init ({}):", id);
}
void do_print(size_t id) {
	std::call_once(init_flag, do_init, id);
	print("{} ", id);
}

int main() {
	std::list<std::thread>spawn;
	for (size_t id = 0; id < max_threads; id++){
		spawn.emplace_back(do_print, id);
	}
	for (auto& t : spawn)t.join();
	std::cout << '\n';
}
```

运行结果:

	do_init (0):0 2 1 4 3 6 5 7 8 9 10 11 12 13 15 14 16 17 18 19 20 22 21 23 24

<br>

### [9.9`std::condition_variable`解决生产者-消费者问题](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.9condition_variable%E8%A7%A3%E5%86%B3%E7%94%9F%E4%BA%A7%E8%80%85-%E6%B6%88%E8%B4%B9%E8%80%85%E9%97%AE%E9%A2%98.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<mutex>
#include<thread>
#include<chrono>
#include<deque>
using namespace std::chrono_literals;

constexpr size_t num_items{ 10 };
constexpr auto delay_time{ 200ms };
std::deque<size_t>q{};
std::mutex mtx{};//共用这一个锁
std::condition_variable cond{};
bool finished{};

void producer() {
	for (size_t i{}; i < num_items; ++i) {
		std::this_thread::sleep_for(delay_time);
		std::lock_guard x{ mtx };
		q.push_back(i);
		cond.notify_all();
	}
	std::lock_guard x{ mtx };
	finished = true;
	cond.notify_all();
}
void consumer() {
	while (!finished) {
		std::unique_lock lck{ mtx };
		cond.wait(lck, [] {return !q.empty() || finished; });
		while (!q.empty()) {
			std::cout << std::format("Got {} from the queue\n", q.front());
			q.pop_front();
		}
	}
}

int main() {
	std::thread t1{ producer };
	std::thread t2{ consumer };
	t1.join();
	t2.join();
	std::cout << "finished!\n";
}
```

运行结果:

	Got 0 from the queue
	Got 1 from the queue
	Got 2 from the queue
	Got 3 from the queue
	Got 4 from the queue
	Got 5 from the queue
	Got 6 from the queue
	Got 7 from the queue
	Got 8 from the queue
	Got 9 from the queue
	finished!


```c++
void wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock );
```
(1)	(C++11 起)
```c++
template< class Predicate >
void wait( std::unique_lock<std::mutex>& lock, Predicate pred );
```
(2)	(C++11 起)

**`wait`** 导致当前线程阻塞直至条件变量被通知，或虚假唤醒发生，可选地循环直至满足某谓词。

1) 原子地解锁 **`lock`** ，阻塞当前执行线程，并将它添加到于 `*this` 上等待的线程列表。线程将在执行 **`notify_all()`** 或 **`notify_one()`** 时被解除阻塞。解阻塞时，无关乎原因， `lock` 再次锁定且 `wait` 退出。
2) 等价于
```cpp
while (!pred()) {
    wait(lock);
}
```

我们的demo是使用的是 **`cond.wait(lck, [] {return !q.empty() || finished; });`**，这句话表示的意思是如果第二个参数，lambda谓词的返回值是 **`false`** 那么就执行`wait()`。

即原子的解锁`lock`，阻塞当前线程，直到有其他线程调用了 **`notify_all()`** 或 **`notify_one()`** 时被解除阻塞。解除阻塞的时候`lock` 再次锁定且 `wait` 退出。

如果是 **`true`** 则直接返回，往下执行即可。

<br>

### [9.10实现多个生产者和消费者](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/9.10%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%A4%9A%E4%B8%AA%E7%94%9F%E4%BA%A7%E8%80%85%E5%92%8C%E6%B6%88%E8%B4%B9%E8%80%85.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<memory>
#include<mutex>
#include<chrono>
#include<queue>
#include<list>
#include<future>
using namespace std::chrono_literals;

constexpr auto delay_time{ 100ms };
constexpr auto consumer_wait{ 100ms };//持续时间，和条件变量一起使用
constexpr size_t queue_limit{ 5 };//缓冲区限制，deque中最大容量值
constexpr size_t num_items{ 15 };//生产者生产的最大产品数量
constexpr size_t num_producers{ 3 };//生产者的数量
constexpr size_t num_consumers{ 5 };//消费者的数量
std::deque<std::string>qs{};//保存生成对象
std::mutex q_mutex{};//锁
std::condition_variable cv_producer{};//生产者条件变量
std::condition_variable cv_consumer{};//消费者条件变量
bool production_complete{};//标志位，所有生产者线程完毕的时候设置true

void producer(const size_t id) {
	for (size_t i{}; i < num_items; ++i) {
		std::this_thread::sleep_for(delay_time * id);
		std::unique_lock lock{ q_mutex };
		cv_producer.wait(lock, [&] {return qs.size() < queue_limit; });
		qs.push_back(std::format("pid {}, qs {}, item {:02}\n", id, qs.size(), i + 1));
		cv_consumer.notify_all();//生产完毕，唤醒消费者
	}
}
void consumer(const size_t id) {
	while (!production_complete) {
		std::unique_lock lock{ q_mutex };
		cv_consumer.wait_for(lock,consumer_wait, [&] {return !qs.empty(); });//如果不使用wait_for，而是wait，那么根据main函数，生产者会先生产完，然后结束，设置标志位，那么消费者的wait的lambda永远不满足要求，且阻塞，无唤醒
		if (!qs.empty()) {
			std::cout << std::format("cid {}: {}", id,qs.front());
			qs.pop_front();
		}
		cv_producer.notify_all();//消费完毕，唤醒生产者
	}
}

int main() {
	std::list<std::future<void>>producers;//生产者
	std::list<std::future<void>>consumers;//消费者
	for (size_t i{}; i < num_producers; ++i) {
		producers.emplace_back(std::async(std::launch::async, producer, i));
	}
	for (size_t i{}; i < num_consumers; i++) {
		consumers.emplace_back(std::async(std::launch::async, consumer, i));
	}

	for (auto& f : producers)f.wait();
	production_complete = true;
	/*qs.push_back("1");
	qs.push_back("2");
	qs.push_back("3");
	qs.push_back("4");
	qs.push_back("5");
	cv_consumer.notify_all();*///如果消费者不使用wait_for，那么生产者结束后后，消费者的wait可能导致阻塞，往共享资源插入足够的元素，也可让它成功退出
	//我们的消费者线程数是5，所以插入5个，最为保险，确保每个线程都能运行退出，而不会卡在wait
	
	std::cout << "producers done.\n";
	for (auto& f : consumers)f.wait();
	std::cout << "consumbers done.\n";
}
```

运行结果:

	cid 0: pid 0, qs 0, item 01
	cid 0: pid 0, qs 1, item 02
	cid 0: pid 0, qs 2, item 03
	cid 0: pid 0, qs 3, item 04
	cid 0: pid 0, qs 4, item 05
	cid 0: pid 0, qs 4, item 06
	cid 0: pid 0, qs 0, item 07
	cid 3: pid 0, qs 0, item 08
	cid 2: pid 0, qs 0, item 09
	cid 3: pid 0, qs 0, item 10
	cid 0: pid 0, qs 0, item 11
	cid 0: pid 0, qs 1, item 12
	cid 0: pid 0, qs 2, item 13
	cid 0: pid 0, qs 3, item 14
	cid 0: pid 0, qs 4, item 15
	cid 2: pid 1, qs 0, item 01
	cid 2: pid 1, qs 0, item 02
	cid 0: pid 2, qs 0, item 01
	cid 3: pid 1, qs 0, item 03
	cid 0: pid 2, qs 0, item 02
	cid 3: pid 1, qs 0, item 04
	cid 1: pid 1, qs 0, item 05
	cid 3: pid 2, qs 0, item 03
	cid 0: pid 1, qs 0, item 06
	cid 1: pid 1, qs 0, item 07
	cid 0: pid 2, qs 0, item 04
	cid 1: pid 1, qs 0, item 08
	cid 4: pid 1, qs 0, item 09
	cid 4: pid 2, qs 0, item 05
	cid 0: pid 1, qs 0, item 10
	cid 2: pid 1, qs 0, item 11
	cid 4: pid 2, qs 0, item 06
	cid 0: pid 1, qs 0, item 12
	cid 3: pid 1, qs 0, item 13
	cid 1: pid 2, qs 0, item 07
	cid 3: pid 1, qs 0, item 14
	cid 1: pid 1, qs 0, item 15
	cid 4: pid 2, qs 0, item 08
	cid 1: pid 2, qs 0, item 09
	cid 0: pid 2, qs 0, item 10
	cid 0: pid 2, qs 0, item 11
	cid 1: pid 2, qs 0, item 12
	cid 0: pid 2, qs 0, item 13
	cid 4: pid 2, qs 0, item 14
	cid 4: pid 2, qs 0, item 15
	producers done.
	cid 0: 1cid 2: 2cid 3: 3cid 1: 4consumbers done.

<br>

### 第九章总结

并发这一块其实没办法说什么，重在理解和多多使用，它本身的例子也不算很多，但是其实还行，很经典。

很多标准库的设施它并没有介绍，有需要的可以自行使用查阅文档。

<br>

## 第十章 文件系统

虽然 **`C++17`** 提供了标准的[**文件系统库**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/filesystem)，但是它依然十分依赖平台的行为，是无法阉割的，你去写后面的例子的时候会有感觉，比如`linux`和`Windows`的权限就不一样

这节内容还是挺有趣的，值得你去看看写写，当然，你也会感觉一些很恶心的事情，比如`chrono`库的那转换，的确是麻烦又离谱。

### [10.2为path类特化formatter](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/10.2%E4%B8%BApath%E7%B1%BB%E7%89%B9%E5%8C%96formatter.cpp)
```cpp
#include"print.h"
#include<filesystem>
namespace fs = std::filesystem;

template<>
struct std::formatter<fs::path> {
	template<typename ParseContext>
	constexpr auto parse(ParseContext& ctx) {
		return ctx.begin();
	}
	template<typename FormatContext>
	auto format(const fs::path& p, FormatContext& ctx) {
		return std::format_to(ctx.out(), "{}", p.string());
	}
};

int main(const int argc,const char**argv) {
	if (argc != 2) {
		fs::path fn{ argv[0] };
		print("usage: {} <path>\n", fn.filename());
		return 0;
	}
	fs::path dir{ argv[1] };
	if (!fs::exists(dir)) {
		print("path: {} does not exist\n", dir);
		return 1;
	}
	print("path: {}\n", dir);//普通的使用特化格式化打印
	print("filename: {}\n", dir.filename());//文件名
	print("cannonical: {}\n", fs::canonical(dir));//绝对路径
	
	fs::path p{ "~/include/bwprint.h" };
	print("{}\n", p);//普通格式化打印
	print("{}\n", p.stem());//返回通用格式路径所标识的文件名，剥去其扩展名
	print("{}\n", p.extension());//返回文件扩展名
	print("{}\n", p.filename());//返回文件名(包含后缀)
	print("{}\n", p.parent_path());//返回到亲目录的路径。
}
```

命令行输入和运行结果:

	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\10.2> .\Test1.exe
	usage: Test1.exe <path>
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\10.2> .\Test1.exe hello
	path: hello does not exist
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\10.2> .\Test1.exe .\test.txt
	path: .\test.txt
	filename: test.txt
	cannonical: E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\10.2\test.txt
	~/include/bwprint.h
	bwprint
	.h
	bwprint.h
	~/include

<br>

### [10.3使用带有路径的操作函数](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/10.3%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%B8%A6%E6%9C%89%E8%B7%AF%E5%BE%84%E7%9A%84%E6%93%8D%E4%BD%9C%E5%87%BD%E6%95%B0.cpp)
```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<chrono>

int main() {
	fs::path p = "E:cl.exe";
	print("current_path: {}\n", fs::current_path());
	print("absolute(p): {}\n", fs::absolute(p));
	print("append: {}\n", fs::path{ "tetdir" } /= "foo.txt");
	print("canoical: {}\n", fs::canonical(fs::path{ "." }/="1..txt"));
	print("equivalent: {}\n", fs::equivalent("1..txt", "E:/自制视频教程/《C++20 STL Cookbook》2023/src/bin/Debug/1..txt"));

	try {
		fs::path p{ "1..txt" };
		print("p: {}\n", p);
		(void)fs::equivalent("1..txt", "debug/1.txt");
	}
	catch (const fs::filesystem_error& e) {
		print("{}\n", e.what());
		print("parth1: {}\n", e.path1());
		print("parth2: {}\n", e.path2());
	}

	fs::path p2{ "1..txt" };
	std::error_code e;
	print("canonical: {}\n", fs::canonical(p2 / "foo", e));
	print("error: {}\n", e.message());//打印错误
}
```

运行结果:

	current_path: E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug
	absolute(p): E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\cl.exe
	append: tetdir\foo.txt
	canoical: E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug\1..txt
	equivalent: true
	p: 1..txt
	equivalent: 系统找不到指定的路径。: "1..txt", "debug/1.txt"
	parth1: 1..txt
	parth2: debug/1.txt
	canonical:
	error: 系统找不到指定的路径。

<br>

### [10.4列出目录中的文件]()
demo1普通遍历目录文件
```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"

int main(const int argc,const char**argv) {
	fs::path fp{ argc > 1 ? argv[1] : "." };
	if (!fs::exists(fp)) {
		const auto cmdname{ fs::path{argv[0]}.filename() };
		print("{}: {} does not exist\n", cmdname, fp);
		return 1;
	}
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			print("{}\n", de.path().filename());
		}
	}else {
		print("{} ", fp.filename());
	}
	std::cout << '\n';
}
```

运行结果:

	1..txt
	10.2
	EnglishTest.txt
	Test1.exe
	Test1.pdb
	文件重定向到exe的输入.txt

demo2遍历目录文件且排序
```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<algorithm>
using de = fs::directory_entry;
int main() {
	const fs::path fp{ "." };
	std::vector<de>entries{};
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			entries.emplace_back(de);
		}

		std::sort(entries.begin(), entries.end());
		for (const auto& e : entries) {
			print("{}\n", e.path().filename());
		}
	}
	else {
		print("{}\n", fp.filename());
	}
}
```

运行结果:

	1..txt
	10.2
	EnglishTest.txt
	Test1.exe
	Test1.pdb
	文件重定向到exe的输入.txt

demo3遍历目录文件且无视字母大小写排序
```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<algorithm>
using de = fs::directory_entry;

std::string strlower(std::string s) {
	auto char_lower = [](const char& c)->char {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
		else return c;
	};
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_lower);
	return s;
}
bool dircmp_lc(const de& lhs, const de& rhs) {
	const auto lhstr{ lhs.path().string() };
	const auto rhstr{ rhs.path().string() };
	return strlower(lhstr) < strlower(rhstr);
}

int main() {
	const fs::path fp{ "." };
	std::vector<de>entries{};
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			entries.emplace_back(de);
		}

		std::sort(entries.begin(), entries.end(),dircmp_lc);
		for (const auto& e : entries) {
			print("{}\n", e.path().filename());
		}
	}
	else {
		print("{}\n", fp.filename());
	}
}
```

运行结果:

	1..txt
	10.2
	EnglishTest.txt
	Test1.exe
	Test1.pdb
	文件重定向到exe的输入.tx

demo4在前面的基础上增加一个函数 **`print_dir`** 对权限做一定标注
**需要注意的是，`Windows`的权限系统和`linux`的权限系统并不一样，所以结果可能和书上什么的并不一样，属于正常现象**

`linux`读写运行是三个
`Windows` 读 写 修改 完全控制 删除

```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<algorithm>
using de = fs::directory_entry;

std::string strlower(std::string s) {
	auto char_lower = [](const char& c)->char {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
		else return c;
	};
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_lower);
	return s;
}
bool dircmp_lc(const de& lhs, const de& rhs) {
	const auto lhstr{ lhs.path().string() };
	const auto rhstr{ rhs.path().string() };
	return strlower(lhstr) < strlower(rhstr);
}
void print_dir(const de& dir) {
	using fs::perms;
	const auto fpath{ dir.path() };//获取路径
	const auto fstat{ dir.symlink_status() };//获取文件状态
	const auto fperm{ fstat.permissions() };//获取文件权限
	const uintmax_t fsize{ fs::is_regular_file(fstat) ? fs::file_size(fpath) : 0 };
	const auto fn{ fpath.filename() };

	std::string suffix{};
	if (fs::is_directory(fstat))suffix = "/";//如果是目录就加杠
	else if ((fperm & perms::owner_exec) != perms::none) {
		suffix = "*";//如果是可执行可查找文件就加*，权限参见owner_exec
	}
	print("{} {}\n", fn, suffix);
}

int main() {
	const fs::path fp{ "." };
	std::vector<de>entries{};
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			entries.emplace_back(de);
		}

		std::sort(entries.begin(), entries.end(),dircmp_lc);
		for (const auto& e : entries) {
			print_dir(e);
		}
	}
	else {
		print("{}\n", fp.filename());
	}
}
```

运行结果:

	1..txt *
	10.2 /
	bin - 快捷方式.lnk *
	EnglishTest.txt *
	test.cpp *
	Test1.exe *
	Test1.pdb *
	文件重定向到exe的输入.txt *

demo5再次改进，对符号链接(即快捷方式)做处理

这里需要注意**创建符号链接需要管理员权限，无法运行是正常，生成exe在终端用管理员运行就行了。**

**不要妄想用window自带的选项创建快捷方式(.lnk)，快捷方式和符号链接不是一种东西**，一定要注意，所以我们

使用了[**`create_directory_symlink()`**](https://zh.cppreference.com/w/cpp/filesystem/create_symlink) 来创建 **符号链接**

```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<algorithm>
using de = fs::directory_entry;

std::string strlower(std::string s) {
	auto char_lower = [](const char& c)->char {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
		else return c;
	};
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_lower);
	return s;
}
bool dircmp_lc(const de& lhs, const de& rhs) {
	const auto lhstr{ lhs.path().string() };
	const auto rhstr{ rhs.path().string() };
	return strlower(lhstr) < strlower(rhstr);
}
void print_dir(const de& dir) {
	using fs::perms;
	const auto fpath{ dir.path() };//获取路径
	const auto fstat{ dir.symlink_status() };//获取文件状态
	const auto fperm{ fstat.permissions() };//获取文件权限
	const uintmax_t fsize{ fs::is_regular_file(fstat) ? fs::file_size(fpath) : 0 };
	const auto fn{ fpath.filename() };

	std::string suffix{};
	if (fs::is_symlink(fstat)) {
		suffix = "-> ";
		suffix += fs::read_symlink(fpath).string();
	}
	else if (fs::is_directory(fstat))suffix = "/";//如果是目录就加杠
	else if ((fperm & perms::owner_exec) != perms::none) {
		suffix = "*";//如果是可执行可查找文件就加*，权限参见owner_exec
	}
	print("{} {}\n", fn, suffix);
}

int main() {
	fs::create_directories("sandbox/subdir");
	fs::create_directory_symlink("sandbox/subdir", "include");
	const fs::path fp{ "." };
	std::vector<de>entries{};
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			entries.emplace_back(de);
		}

		std::sort(entries.begin(), entries.end(),dircmp_lc);
		for (const auto& e : entries) {
			print_dir(e);
		}
	}
	else {
		print("{}\n", fp.filename());
	}
}
```
我们还特意整了个Windows的快捷方式来做对比，表示它不是符号链接 

**管理员终端**运行结果:

	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe
	1..txt *
	10.2 /
	bin - 快捷方式.lnk *
	EnglishTest.txt *
	include -> sandbox\subdir
	sandbox /
	test.cpp *
	Test1.exe *
	Test1.pdb *
	文件重定向到exe的输入.txt *

**最终成果，增加权限，大小，创建时间后**
```cpp
#include<filesystem>
#include"print.h"
#include<algorithm>
using de = fs::directory_entry;

std::string strlower(std::string s) {
	auto char_lower = [](const char& c)->char {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
		else return c;
	};
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_lower);
	return s;
}
bool dircmp_lc(const de& lhs, const de& rhs) {
	const auto lhstr{ lhs.path().string() };
	const auto rhstr{ rhs.path().string() };
	return strlower(lhstr) < strlower(rhstr);
}
char type_char(const fs::file_status& fstat) {
	if (fs::is_symlink(fstat))return 'l';
	else if (fs::is_directory(fstat))return 'd';
	else if (fs::is_character_file(fstat))return 'c';
	else if (fs::is_block_file(fstat))return 'b';
	else if (fs::is_fifo(fstat))return 'p';
	else if (fs::is_socket(fstat))return 's';
	else if (fs::is_other(fstat))return 'o';
	else if (fs::is_regular_file(fstat))return '-';
	return '?';
}
std::string rwx(const fs::perms& p) {
	using fs::perms;
	auto bit2char = [&](perms bit, char c) {
		return (p & bit) == perms::none ? '-' : c;
	};
	return { bit2char(perms::owner_read,'r'),
	bit2char(perms::owner_write,'w'),
	bit2char(perms::owner_exec,'x'),
	bit2char(perms::group_read,'r'),
	bit2char(perms::group_write,'w'),
	bit2char(perms::group_exec,'x'),
	bit2char(perms::others_read,'r'),
	bit2char(perms::others_write,'w'),
	bit2char(perms::others_exec,'x'),
	};
}
std::string size_string(const uintmax_t fsize) {
	constexpr const uintmax_t kilo{ 1024 };
	constexpr const uintmax_t mega{ kilo * 1024 };
	constexpr const uintmax_t giga{ mega * kilo };
	std::string s;
	if (fsize >= giga)return std::format("{}{}", fsize / giga, 'G');
	else if (fsize >= mega)return std::format("{}{}",  fsize  / mega, 'M');
	else if (fsize >= kilo)return std::format("{}{}", fsize / kilo, 'K');
	else return std::format("{}B", fsize);
}
std::string time_string(const fs::directory_entry& dir) {
	auto file_time{ dir.last_write_time() };
	auto t =std::chrono::current_zone()->to_local(std::chrono::clock_cast<std::chrono::system_clock>(file_time));
	auto str =std::format("{}", t);
	auto index = str.find('.');
	str.replace(index, str.size(), "");
	return str;
}
void print_dir(const de& dir) {
	using fs::perms;
	const auto fpath{ dir.path() };//获取路径
	const auto fstat{ dir.symlink_status() };//获取文件状态
	const auto fperm{ fstat.permissions() };//获取文件权限
	const uintmax_t fsize{ fs::is_regular_file(fstat) ? fs::file_size(fpath) : 0 };
	const auto fn{ fpath.filename() };
	const auto permstr{ type_char(fstat) + rwx(fperm) };
	const std::string timestr{ time_string(dir) };

	std::string suffix{};
	if (fs::is_symlink(fstat)) {
		suffix = "-> ";
		suffix += fs::read_symlink(fpath).string();
	}
	else if (fs::is_directory(fstat))suffix = "/";//如果是目录就加杠
	else if ((fperm & perms::owner_exec) != perms::none) {
		suffix = "*";//如果是可执行可查找文件就加*，权限参见owner_exec
	}
	std::cout<<std::format("{} {:>6} {} {}{}\n", permstr, size_string(fsize),timestr,fn, suffix);
}

int main() {
	//fs::create_directories("sandbox/subdir");
	//fs::create_directory_symlink("sandbox/subdir", "include");
	const fs::path fp{ "." };
	std::vector<de>entries{};
	if (fs::is_directory(fp)) {
		for (const auto& de : fs::directory_iterator{ fp }) {
			entries.emplace_back(de);
		}

		std::sort(entries.begin(), entries.end(),dircmp_lc);
		for (const auto& e : entries) {
			print_dir(e);
		}
	}
	else {
		std::cout<<std::format("{}\n", fp.filename());
	}
}
```

运行结果:

	wxrwx    86B 2023-01-31 20:26:40 1..txt*
	drwxrwxrwx     0B 2023-03-21 12:57:52 10.2/
	-rwxrwxrwx     1K 2023-03-23 10:01:47 bin - 快捷方式.lnk*
	-rwxrwxrwx    70B 2023-01-31 20:24:30 EnglishTest.txt*
	lrwxrwxrwx     0B 2023-03-23 14:10:56 include-> sandbox\subdir
	drwxrwxrwx     0B 2023-03-23 14:10:56 sandbox/
	-rwxrwxrwx     0B 2023-03-23 09:46:26 test.cpp*
	-rwxrwxrwx   971K 2023-03-24 14:15:01 Test1.exe*
	-rwxrwxrwx    75M 2023-03-24 14:15:01 Test1.pdb*
	-rwxrwxrwx    73B 2023-01-31 20:24:00 文件重定向到exe的输入.txt*

### [10.5使用`grep`实用程序搜索目录和文件](https://github.com/Mq-b/Cpp20-STL-Cookbook-src/blob/master/src/10.5%E4%BD%BF%E7%94%A8grep%E5%AE%9E%E7%94%A8%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E6%90%9C%E7%B4%A2%E7%9B%AE%E5%BD%95%E5%92%8C%E6%96%87%E4%BB%B6.cpp)

**一定要注意文件的编码，有可能无法检索到**

初始，demo1
```cpp
#include"print.h"
#include<regex>
#include<fstream>

using de = fs::directory_entry;
using rdit = fs::recursive_directory_iterator;
using match_v = std::vector<std::pair<size_t, std::string>>;

//从文件中获取正则表达式匹配
match_v matches(const fs::path& fpath, const std::regex& re) {
	match_v matches{};
	std::ifstream instrm{ fpath.string() ,std::ios_base::in};
	std::string s;
	for (size_t lineo{ 1 }; std::getline(instrm, s); ++lineo) {
		if (std::regex_search(s.begin(), s.end(), re)) {//要是正则和字符串匹配则返回true
			matches.emplace_back(lineo, s);//插入第几行和匹配的字符串
		}
	}
	return matches;
}

int main() {
	constexpr const char* fn{ "1..txt" };
	constexpr const char* pattern{ "path" };

	fs::path fpath{ fn };
	std::regex re{ pattern };
	auto regmatches{ matches(fpath,re) };
	for (const auto& [lineo, line] : regmatches) {
		std::cout << std::format("{}: {}\n", lineo, line);//循环遍历打印
	}
	std::cout << std::format("found {} matches\n", regmatches.size());
}
```

运行结果:

	4: path🤣
	5: path😂
	6: path🥵
	found 3 matches

**完整版本**
```cpp
#include"print.h"
#include<regex>
#include<fstream>
using de = fs::directory_entry;
using rdit = fs::recursive_directory_iterator;
using rdit = fs::recursive_directory_iterator;
using match_v = std::vector<std::pair<size_t, std::string>>;

//从文件中获取正则表达式匹配
match_v matches(const fs::path& fpath, const std::regex& re) {
	match_v matches{};
	std::ifstream instrm{ fpath.string() ,std::ios_base::in};
	std::string s;
	for (size_t lineo{ 1 }; std::getline(instrm, s); ++lineo) {
		if (std::regex_search(s.begin(), s.end(), re)) {//要是正则和字符串匹配则返回true
			matches.emplace_back(lineo, s);//插入第几行和匹配的字符串
		}
	}
	return matches;
}
size_t pmatches(const std::regex& re, const fs::path epath, const fs::path& search_path) {
	fs::path target{ epath };
	auto regmatches{ matches(epath,re) };
	auto matchcount{ regmatches.size()};
	if (!matchcount)return 0;
	if (!(search_path == epath)) {
		target = epath.lexically_relative(search_path);
	}
	for (const auto& [lineno, line] : regmatches) {
		std::cout << std::format("{} {}: {}\n", target, lineno, line);
	}
	return regmatches.size();
}

int main(const int argc,const char**argv) {
	const char* arg_pat{};//命令行中的正则表达式模式
	std::regex re{};//正则表达式对象
	fs::path search_path{};//命令行搜索路径是参数
	size_t matchcount{};//计数匹配的行
	if (argc < 2) {
		auto cmdname{ fs::path(argv[0]).filename() };
		std::cout << cmdname << '\n';
		return 1;
	}

	arg_pat = argv[1];
	try {
		re = std::regex(arg_pat, std::regex_constants::icase);
	}catch (std::regex_error& e) {
		std::cout << std::format("{}: {}\n", e.what(), arg_pat);
		return 1;
	}

	if (argc == 2) {
		search_path = ".";
		for (const auto& entry : rdit{ search_path }) {
			const auto& epath{ entry.path() };
			matchcount += pmatches(re, epath, search_path);
		}
	}
	int count{ argc - 2 };
	while (count-- > 0) {
		fs::path p{ argv[count + 2] };
		if (!fs::exists(p)) {
			std::cout << std::format("not found: {}\n", p);
			continue;
		}
		if (fs::is_directory(p)) {
			for (const auto& entry : rdit{ p }) {
				const auto epath{ entry.path() };
				matchcount += pmatches(re, epath, p);
			}
		}else {
			matchcount += pmatches(re, p, p);
		}
	}
}
```

命令行运行结果:

	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe
	"Test1.exe"
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe path
	1..txt 4: path🤣
	1..txt 5: path😂
	1..txt 6: path🥵
	2.txt 1: path132424224
	found 4 matches
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe path 2.txt
	2.txt 1: path132424224
	found 1 matches
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe path 1..txt 2.txt
	2.txt 1: path132424224
	1..txt 4: path🤣
	1..txt 5: path😂
	1..txt 6: path🥵
	found 4 matches

为了测试不同文件是否都能检测到，我们特意多新建了一个`2.txt`

<br>

### [10.6使用regex和directory_iterator重命名文件]()
```cpp
#include"print.h"
#include<regex>
using dit = fs::directory_iterator;
using pat_v = std::vector<std::pair<std::regex, std::string>>;

std::string replace_str(std::string s, const pat_v& replacements) {
	for (const auto& [pattern, repl] : replacements){
		s = std::regex_replace(s, pattern, repl);//第一个参数是传入字符串，第二个是正则对象用于匹配，第三个是替换匹配上的字符串
	}
	return s;
}

int main(const int argc,const char**argv) {
	pat_v patterns{};
	if (argc < 3 || argc % 2 != 1) {
		fs::path cmdname{ fs::path(argv[0]).filename() };
		std::cout << std::format("usage: {} [regex replacement] ...\n", cmdname);
		return 1;
	}//argc默认就有一个，我们的要求是一个字符串后面跟一个替换，那么算上那个1就是必须是奇数，所以如果不满足就退出
	
	for (int i{ 1 }; i < argc; i += 2) {
		patterns.emplace_back(argv[i], argv[i + 1]);
	}

	for (const auto& entry : dit{ fs::current_path() }) {
		fs::path fpath{ entry.path() };
		std::string rname{replace_str(fpath.filename().string(),patterns)};
		if (fpath.filename().string() != rname) {
			fs::path rpath{ fpath };
			rpath.replace_filename(rname);//更改rpath的路径文件名

			fs::rename(fpath, rpath);//这个函数调用才是真正的更改文件名，它不修改传入的两个path对象，而是真正的修改文件名
			std::cout << std::format("{} -> {}\n", fpath.filename(), rpath.filename());//fpath是原始，rpath是更改之后
		}
	}
}
```

终端运行结果:

	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> ls


	    Directory: E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug


	Mode                 LastWriteTime         Length Name
	----                 -------------         ------ ----
	d-----         2023/3/21     12:57                10.2
	d----l         2023/3/23     14:10                include
	d-----         2023/3/23     14:10                sandbox
	-a----         2023/3/25     22:18             65 1..txt
	-a----         2023/3/26     12:03             13 2.txt
	-a----         2023/3/23      9:46              0 B.CPP
	-a----         2023/3/23     10:01           1194 bin - 快捷方式.lnk                                                    
	-a----         2023/1/31     20:24             70 EnglishTest.txt
	-a----         2023/3/27     10:28         921088 Test1.exe
	-a----         2023/3/27     10:28        5640192 Test1.pdb
	-a----         2023/1/31     20:24             73 文件重定向到exe的输入.txt                                             


	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe .CPP .cpp B A
	B.CPP -> A.cpp
	PS E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug> .\Test1.exe '^English' ' '
	EnglishTest.txt ->  Test.txt

`exe`后面跟的第一个参数是正则，第二个参数是要替换为的字符串，可以使用单引号包起来。是两个参数为一组，可以有好几组，我们演示的是一组和两组的情况。

### [10.7创建磁盘使用计数器]()
```cpp
#include"print.h"
using dit = fs::directory_iterator;
using de = fs::directory_entry;

std::string make_commas(const unsigned long num) {//把数字串中间添加逗号，三位一个逗号分隔
	std::string s{ std::to_string(num) };
	for (int l = s.length() - 3; l > 0; l -= 3)
		s.insert(l, ",");
	return s;
}
std::string strlower(std::string s) {//全部小写
	auto char_lower = [](const char& c)->char {
		if (c >= 'A' && c <= 'Z')return c + 32;
		else return c;
	};
	std::transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), char_lower);
	return s;
}
bool dircmp_lc(const de& lhs, const de& rhs) {
	const auto lhstr{ lhs.path().string() };
	const auto rhstr{ rhs.path().string() };
	return strlower(lhstr) < strlower(rhstr);
}
std::string size_string(const uintmax_t fsize) {
	constexpr const uintmax_t kilo{ 1024 };
	constexpr const uintmax_t mega{ kilo * 1024 };
	constexpr const uintmax_t giga{ mega * kilo };
	std::string s;
	if (fsize >= giga)return std::format("{}{}", fsize / giga, 'G');
	else if (fsize >= mega)return std::format("{}{}", fsize / mega, 'M');
	else if (fsize >= kilo)return std::format("{}{}", fsize / kilo, 'K');
	else return std::format("{}B", fsize);
}
uintmax_t entry_size(const fs::path& p) {
	if (fs::is_regular_file(p))return fs::file_size(p);
	uintmax_t accum{};
	if (fs::is_directory(p) && !fs::is_symlink(p)) {
		for (auto& e : dit{ p }) {
			accum += entry_size(e.path());
		}
	}
	return accum;
}

int main(const int argc,const char**argv) {
	auto dir{ argc > 1 ? fs::path(argv[1]) : fs::current_path() };
	std::vector<de>entries{};
	uintmax_t accum{};//目录文件总字节大小
	if (!fs::exists(dir)) {
		std::cout << std::format("path {} does not exist\n", dir);
		return 1;
	}
	if (!fs::is_directory(dir)) {
		std::cout << std::format("{} is not a directory\n", dir);
		return 1;
	}
	std::cout << std::format("{}:\n", fs::absolute(dir));

	for (const auto& e : dit{ dir }) {
		entries.emplace_back(e.path());
	}
	std::sort(entries.begin(), entries.end(), dircmp_lc);

	for (const auto& e : entries) {
		fs::path p{ e };
		uintmax_t esize{ entry_size(p) };
		std::string dir_flag{};
		accum += esize;
		if (fs::is_directory(p) && !fs::is_symlink(p))dir_flag = " *";
		std::cout << std::format("{:>5} {} {}\n", size_string(esize), p.filename(), dir_flag);
	}
	std::cout << std::format("{:->25}\n", "");
	std::cout << std::format("total bytes: {} ({})\n", make_commas(accum), size_string(accum));
}
```

运行结果:

	E:\自制视频教程\《C++20 STL Cookbook》2023\src\bin\Debug:
	  70B  Test.txt
	  65B 1..txt
	 687K 10.2  *
	  13B 2.txt
	   0B A.cpp
	   1K bin - 快捷方式.lnk
	   0B include
	   0B sandbox  *
	 749K Test1.exe
	   5M Test1.pdb
	  73B 文件重定向到exe的输入.txt
	-------------------------
	total bytes: 7,112,583 (6M)