C++ STL快速入門（轉）

本文轉自：https://www.cnblogs.com/skyfsm/p/6934246.html

C++ STL快速入門

在數月之前的機試中第一次體驗到STL的威力，因爲自己本來一直在用C語言做開發，很多數據結構都是自己造的，比如鏈表、隊列等，第一次接觸C++ STL後發現這些數據結構都已經給我提供好了，我直接拿去調用就好了，真是超級方便。最近的項目中也遇到了STL一些容器，所以現在自己好好總結一下STL中一些最常用的容器的使用方法，方便自己日後查閱。

C++ STL中最基本以及最常用的類或容器無非就是以下幾個：

• string
• vector
• set
• list
• map

下面就依次介紹它們，並給出一些最常見的最實用的使用方法，做到快速入門。

string

首先看看我們C語言一般怎麼使用字符串的

char* s1 = "Hello SYSU!"; //創建指針指向字符串常量，這段字符串我們是不能修改的

//想要創建 可以修改的字符串，我們可以使用數組分配空間
char s2[20] = "Hello SYSU!";
//或者這樣
char s3[] = "Hello SYSU!";

//當然我們也可以動態分配內存
char* s4 = (char*)malloc(20）;
gets(s4);

C++ 標準庫中的string表示可變長的字符串，它在頭文件string裏面。

#include <string>

用string初始化字符串分兩類：用“=”號就是拷貝初始化，否則就是直接初始化。

string s1;//初始化字符串，空字符串
string s2 = s1; //拷貝初始化，深拷貝字符串
string s3 = "I am Yasuo"; //直接初始化，s3存了字符串
string s4(10, 'a'); //s4存的字符串是aaaaaaaaaa
string s5(s4); //拷貝初始化，深拷貝字符串
string s6("I am Ali"); //直接初始化
string s7 = string(6, 'c'); //拷貝初始化，cccccc

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1;//初始化字符串，空字符串
    string s2 = s1; //拷貝初始化，深拷貝字符串
    string s3 = "I am Yasuo"; //直接初始化，s3存了字符串
    string s4(10, 'a'); //s4存的字符串是aaaaaaaaaa
    string s5(s4); //拷貝初始化，深拷貝字符串
    string s6("I am Ali"); //直接初始化
    string s7 = string(6, 'c'); //拷貝初始化，cccccc

    //string的各種操作
    string s8 = s3 + s6;//將兩個字符串合併成一個
    s3 = s6;//用一個字符串來替代另一個字符串的對用元素

    cin >> s1;

    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;
    cout << s3 << endl;
    cout << s4 << endl;
    cout << s5 << endl;
    cout << s6 << endl;
    cout << s7 << endl;
    cout << s8 << endl;
    cout << "s7 size = " << s7.size() << endl; //字符串長度，不包括結束符
    cout << (s2.empty() ? "This string is empty" : "This string is not empty") << endl;;

    system("pause");
    return 0;
}

string的IO操作

使用cin讀入字符串時，遇到空白就停止讀取。比如程序輸入的是

"     Hello   World"

那麼我們得到的字符串將是"Hello"，前面的空白沒了，後面的world也讀不出來。

如果我們想把整個hello world讀進來怎麼辦？那就這樣做

cin>>s1>>s2;

hello存在s1裏，world存在s2裏了。

有時我們想把一個句子存下來，又不想像上面那樣創建多個string來存儲單詞，怎麼辦？

那就是用getline來獲取一整行內容。

string str;
getline(cin, str);
cout << str << endl;

當把string對象和字符面值及字符串面值混在一條語句中使用時，必須確保+的兩側的運算對象至少有一個是string

string s1 = s2 + ", "; //正確
string s3 = "s " + ", "; //錯誤
string s4 = "hello" + ", " + s1; //錯誤
string s5 = s1 + "hello " + ", "; //改一下順序，s1放前頭，正確了，注意理解=號右邊的運算順序

處理string中的字符

訪問字符串的每個字符

for (int i = 0; i < s3.size(); i++)
{
    cout << s3[i] << endl;
    s3[i] = 's';
}

在C語言中我都是用下標或者指針來訪問數組元素，而在C++裏，有個新奇的東西叫做迭代器iterator，我們可以使用它來訪問容器元素。

string str("hi sysu");
for (string::iterator it = str.begin(); it != str.end(); it++)
{
    cout << *it << endl;
}

我們也可以是使用const_iterator使得訪問元素時是能讀不能寫，這跟常量指針意思差不多。

string str2("hi sysu");
for (string::const_iterator it = str2.begin(); it != str2.end(); it++)
{
    cout << *it << endl;
    *it = 'l'; //這是錯誤的，不能寫
}

string還有一些很好用的函數，比如找子串

string sq("heoolo sdaa ss");
cout << s.find("aa", 0) << endl; //返回的是子串位置。第二個參數是查找的起始位置，如果找不到，就返回string::npos
if (s.find("aa1", 0) == string::npos)
{
    cout << "找不到該子串！" << endl;
}

vector

C++ STL中的verctor好比是C語言中的數組，但是vector又具有數組沒有的一些高級功能。與數組相比，vector就是一個可以不用再初始化就必須制定大小的邊長數組，當然了，它還有許多高級功能。

要想用vector首先得包含頭文件vector。

#include <vector>

怎麼初始化？

如果vector的元素類型是int，默認初始化爲0；如果vector元素類型爲string，則默認初始化爲空字符串。

vector<int> v1;
vector<father> v2;
vector<string> v3;
vector<vector<int> >;  //注意空格。這裏相當於二維數組int a[n][n];
vector<int> v5 = { 1,2,3,4,5 }; //列表初始化,注意使用的是花括號
vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
vector<int> v7(5, -1); //初始化爲-1,-1,-1,-1,-1。第一個參數是數目，第二個參數是要初始化的值
vector<string> v8(3, "hi");
vector<int> v9(10); //默認初始化爲0
vector<int> v10(4); //默認初始化爲空字符串

如何向vector添加元素？

請使用push_back加入元素，並且這個元素是被加在數組尾部的。

for (int i = 0; i < 20; i++)
{
    v1.push_back(i);
}

vector其他的操作

訪問和操作vector中的每個元素

for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
    cout << v1[i] << endl;
    v1[i] = 100;
    cout << v1[i] << endl;
}

注意：只能對已存在的元素進行賦值或者修改操作，如果是要加入新元素，務必使用push_back。push_back的作用有兩個：告訴編譯器爲新元素開闢空間、將新元素存入新空間裏。

比如下面的代碼是錯誤的，但是編譯器不會報錯，就像是數組越界。

vector<int> vec;
vec[0] = 1;  //錯誤！

當然我們也可以選擇使用迭代器來訪問元素

vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
for (vector<string>::iterator iter = v6.begin(); iter != v6.end(); iter++)
{
    cout << *iter << endl;
    //下面兩種方法都行
    cout << (*iter).empty() << endl;
    cout << iter->empty() << endl; 
}

上面是正向迭代，如果我們想從後往前迭代該如何操作？
使用反向迭代器

for (vector<string>::reverse_iterator iter = v6.rbegin(); iter != v6.rend(); iter++)
{
    cout << *iter << endl;

}

vector最常用的增刪操作

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
void showvector(vector<T> v)
{
    for (vector<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it;
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
    v6.resize(3);  //重新調整vector容量大小
    showvector(v6);

    vector<int> v5 = { 1,2,3,4,5 }; //列表初始化,注意使用的是花括號
    cout << v5.front() << endl; //訪問第一個元素
    cout << v5.back() << endl; //訪問最後一個元素

    showvector(v5);
    v5.pop_back(); //刪除最後一個元素
    showvector(v5);
    v5.push_back(6); //加入一個元素並把它放在最後
    showvector(v5);
    v5.insert(v5.begin()+1,9); //在第二個位置插入新元素
    showvector(v5);
    v5.erase(v5.begin() + 3);  //刪除第四個元素
    showvector(v5);
    v5.insert(v5.begin() + 1, 7,8); //連續插入7個8
    showvector(v5);
    v5.clear(); //清除所有內容
    showvector(v5);

    system("pause");
    return 0;
} 

注意：雖然vertor對象可以動態增長，但是也或有一點副作用：已知的一個限制就是不能再範圍for循環中向vector對象添加元素。另外一個限制就是任何一種可能改變vector對象容量的操作，不如push_back，都會使該迭代器失效。

總而言之就是：但凡使用了迭代器的循環體，都不要向迭代器所屬的容器添加元素！

C++中push_back和insert兩個有什麼區別?

顧名思義push_back把元素插入容器末尾，insert把元素插入任何你指定的位置。
不過push_back速度一般比insert快。如果能用push_back儘量先用push_back。

set

set跟vector差不多，它跟vector的唯一區別就是，set裏面的元素是有序的且唯一的，只要你往set裏添加元素，它就會自動排序，而且，如果你添加的元素set裏面本來就存在，那麼這次添加操作就不執行。要想用set先加個頭文件set。

#include <set>

#include <iostream>
#include <set>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
void showset(set<T> v)
{
    for (set<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it;
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    set<int> s1{9,8,1,2,3,4,5,5,5,6,7,7 }; //自動排序，從小到大,剔除相同項
    showset(s1);
    set<string> s2{ "hello","sysy","school","hello" }; //字典序排序
    showset(s2);
    s1.insert(9); //有這個值了，do nothing
    showset(s1);
    s2.insert("aaa"); //沒有這個字符串，添加並且排序
    showset(s2);
    
    system("pause");
    return 0;
} 

list

list就是鏈表，在C語言中我們想使用鏈表都是自己去實現的，實現起來倒不難，但是如果有現成的高效的鏈表可以使用的話，我們就不需要重複造輪子了。STL就提供了list容器給我們。

list是一個雙向鏈表，而單鏈表對應的容器則是foward_list。

list即雙向鏈表的優點是插入和刪除元素都比較快捷，缺點是不能隨機訪問元素。

初始化方式就大同小異了，跟vector基本一樣。要想用list先加個頭文件list。

#include <list>

#include <iostream>
#include <list>
#include <string>

using namespace std;

template <typename T>
void showlist(list<T> v)
{
    for (list<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it;
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    list<int> l1{ 1,2,3,4,5,5,6,7,7 };
    showlist(l1);
    list<double> l2;
    list<char> l3(10);
    list<int> l4(5, 10); //將元素都初始化爲10
    showlist(l4);

    
    system("pause");
    return 0;
} 

值得注意的是，list容器不能調用algorithm下的sort函數進行排序，因爲sort函數要求容器必須可以隨機存儲，而list做不到。所以，list自己做了一個自己用的排序函數，用法如下：

list<int> l1{ 8,5,7,6,1,2,3,4,5,5,6,7,7 };
l1.sort();

map

map運用了哈希表地址映射的思想，也就是key-value的思想，來實現的。

首先給出map最好用也最最常用的用法例子，就是用字符串作爲key去查詢操作對應的value。

要使用map得先加個頭文件map。

#include <map>

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

using namespace std;

void showmap(map<string, int> v)
{
    for (map<string, int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << it->first << "  " << it->second << endl;  //注意用法，不是用*it來訪問了。first表示的是key，second存的是value
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    map<string, int> m1; //<>裏的第一個參數表示key的類型,第二個參數表示value的類型
    m1["Kobe"] = 100;
    m1["James"] = 99;
    m1["Curry"] = 98;

    string s("Jordan");
    m1[s] = 90;

    cout << m1["Kobe"] << endl;
    cout << m1["Jordan"] << endl;
    cout << m1["Durant"] << endl; //不存在這個key，就顯示0

    m1.erase("Curry");//通過關鍵字來刪除
    showmap(m1);
    m1.insert(pair<string, int>("Harris", 89)); //也可以通過insert函數來實現增加元素
    showmap(m1);
    m1.clear(); //清空全部


    system("pause");
    return 0;
}

如果想看看某個存不存在某個key，可以用count來判斷

if (m1.count("Lee"))
{
    cout << "Lee is in m1!" << endl;
}
else
{
    cout << "Lee do not exist!" << endl;
}

用迭代器來訪問元素

for (map<string, int>::iterator it = m1.begin(); it != m1.end(); it++)
{
    cout << it->first<<"  "<<it->second << endl;  //注意用法，不是用*it來訪問了。first表示的是key，second存的是value
}