List封裝了鏈表,Vector封裝了數組, list和vector得最主要的區別在於vector使用連續內存存儲的,他支持[]運算符,而list是以鏈表形式實現的,不支持[]。
Vector對於隨機訪問的速度很快,但是對於插入尤其是在頭部插入元素速度很慢,在尾部插入速度很快。List對於隨機訪問速度慢得多,因爲可能要遍歷整個鏈表才能做到,但是對於插入就快的多了,不需要拷貝和移動數據,只需要改變指針的指向就可以了。另外對於新添加的元素,Vector有一套算法,而List可以任意加入。
Map,Set屬於標準關聯容器,使用了非常高效的平衡檢索二叉樹:紅黑樹,他的插入刪除效率比其他序列容器高是因爲不需要做內存拷貝和內存移動,而直接替換指向節點的指針即可。
Set和Vector的區別在於Set不包含重複的數據。Set和Map的區別在於Set只含有Key,而Map有一個Key和Key所對應的Value兩個元素。
Map和Hash_Map的區別是Hash_Map使用了Hash算法來加快查找過程,但是需要更多的內存來存放這些Hash桶元素,因此可以算得上是採用空間來換取時間策略。
1 vector
在內存中分配一塊連續的內存空間進行存儲。支持不指定vector大小的存儲。STL內部實現時,首先分配一個非常大的內存空間預備進行存儲,即capacituy()函數返回的大小,當超過此分配的空間時再整體重新放分配一塊內存存儲,這給人以vector可以不指定vector即一個連續內存的大小的感覺。通常此默認的內存分配能完成大部分情況下的存儲。
優點:(1) 不指定一塊內存大小的數組的連續存儲,即可以像數組一樣操作,但可以對此數組
進行動態操作。通常體現在push_back() pop_back()
(2) 隨機訪問方便,即支持[ ]操作符和vector.at()
(3) 節省空間。
缺點:(1) 在內部進行插入刪除操作效率低。
(2) 只能在vector的最後進行push和pop,不能在vector的頭進行push和pop。
(3) 當動態添加的數據超過vector默認分配的大小時要進行整體的重新分配、拷貝與釋
放
2 list
雙向鏈表
每一個結點都包括一個信息快Info、一個前驅指針Pre、一個後驅指針Post。可以不分配必須的內存大小方便的進行添加和刪除操作。使用的是非連續的內存空間進行存儲。
優點:(1) 不使用連續內存完成動態操作。
(2) 在內部方便的進行插入和刪除操作
(3) 可在兩端進行push、pop
缺點:(1) 不能進行內部的隨機訪問,即不支持[ ]操作符和vector.at()
(2) 相對於verctor佔用內存多
3 deque
雙端隊列 double-end queue
deque是在功能上合併了vector和list。
優點:(1) 隨機訪問方便,即支持[ ]操作符和vector.at()
(2) 在內部方便的進行插入和刪除操作
(3) 可在兩端進行push、pop
缺點:(1) 佔用內存多
使用區別:
1 如果你需要高效的隨即存取,而不在乎插入和刪除的效率,使用vector
2 如果你需要大量的插入和刪除,而不關心隨即存取,則應使用list
3 如果你需要隨即存取,而且關心兩端數據的插入和刪除,則應使用deque
#include <vector>
vector屬於std命名域的,因此需要通過命名限定,如下完成你的代碼:
using std::vector; vector<int> v;
或者連在一起,使用全名:
std::vector<int> v;
建議使用全局的命名域方式:
using namespace std;
1.vector的聲明
vector<ElemType> c; 創建一個空的vector
vector<ElemType> c1(c2); 創建一個vector c1,並用c2去初始化c1
vector<ElemType> c(n) ; 創建一個含有n個ElemType類型數據的vector;
vector<ElemType> c(n,elem); 創建一個含有n個ElemType類型數據的vector,並全部初始化爲elem;
c.~vector<ElemType>(); 銷燬所有數據,釋放資源;
2.vector容器中常用的函數。(c爲一個容器對象)
c.push_back(elem); 在容器最後位置添加一個元素elem
c.pop_back(); 刪除容器最後位置處的元素
c.at(index); 返回指定index位置處的元素
c.begin(); 返回指向容器最開始位置數據的指針
c.end(); 返回指向容器最後一個數據單元的指針+1
c.front(); 返回容器最開始單元數據的引用
c.back(); 返回容器最後一個數據的引用
c.max_size(); 返回容器的最大容量
c.size(); 返回當前容器中實際存放元素的個數
c.capacity(); 同c.size()
c.resize(); 重新設置vector的容量
c.reserve(); 同c.resize()
c.erase(p); 刪除指針p指向位置的數據,返回下指向下一個數據位置的指針(迭代器)
c.erase(begin,end) 刪除begin,end區間的數據,返回指向下一個數據位置的指針(迭代器)
c.clear(); 清除所有數據
c.rbegin(); 將vector反轉後的開始指針返回(其實就是原來的end-1)
c.rend(); 將vector反轉後的結束指針返回(其實就是原來的begin-1)
c.empty(); 判斷容器是否爲空,若爲空返回true,否則返回false
c1.swap(c2); 交換兩個容器中的數據
c.insert(p,elem); 在指針p指向的位置插入數據elem,返回指向elem位置的指針
c.insert(p,n,elem); 在位置p插入n個elem數據,無返回值
c.insert(p,begin,end) 在位置p插入在區間[begin,end)的數據,無返回值
3.vector中的操作
operator[] 如: c.[i];
同at()函數的作用相同,即取容器中的數據。
在上大致講述了vector類中所含有的函數和操作,下面繼續討論如何使用vector容器;
1.數據的輸入和刪除。push_back()與pop_back()
2.元素的訪問
3.排序和查詢
4.二維容器
C++ STLList隊列用法(實例)
#include <iostream>
#include <list>
#include <numeric>
#include <algorithm>
using namespace std;
//創建一個list容器的實例LISTINT
typedef list<int> LISTINT;
//創建一個list容器的實例LISTCHAR
typedef list<char> LISTCHAR;
void main(void)
{
LISTINT::reverse_iterator ir;
}
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
typedef list<int> INTLIST;
//從前向後顯示list隊列的全部元素
void put_list(INTLISTlist, char *name)
{
}
//測試list容器的功能
void main(void)
{
//list1對象初始爲空
//從list1序列後面添加兩個元素
list1.push_back(2);
list1.push_back(4);
cout<<"list1.push_back(2) andlist1.push_back(4):"<<endl;
//從list1序列前面添加兩個元素
list1.push_front(5);
list1.push_front(7);
cout<<"list1.push_front(5) andlist1.push_front(7):"<<endl;
//在list1序列中間插入數據
list1.insert(++list1.begin(),3,9);
cout<<"list1.insert(list1.begin()+1,3,9):"<<endl;
//測試引用類函數
cout<<"list1.front()="<<list1.front()<<endl;
cout<<"list1.back()="<<list1.back()<<endl;
//從list1序列的前後各移去一個元素
list1.pop_front();
list1.pop_back();
cout<<"list1.pop_front() andlist1.pop_back():"<<endl;
//清除list1中的第2個元素
list1.erase(++list1.begin());
cout<<"list1.erase(++list1.begin()):"<<endl;
//對list2賦值並顯示
list2.assign(8,1);
cout<<"list2.assign(8,1):"<<endl;
//顯示序列的狀態信息
cout<<"list1.max_size(): "<<list1.max_size()<<endl;
cout<<"list1.size(): "<<list1.size()<<endl;
cout<<"list1.empty(): "<<list1.empty()<<endl;
//list序列容器的運算
cout<<"list1>list3: "<<(list1>list3)<<endl;
cout<<"list1<list3: "<<(list1<list3)<<endl;
//對list1容器排序
list1.sort();
//結合處理
list1.splice(++list1.begin(),list3);
}
map映照容器的數據結構是採用紅黑樹來實現的,插入鍵值的元素不允許重複,比較函數只對元素的鍵值進行比較,元素的各項數據可通過鍵值檢索出來。
使用map容器需要頭文件包含語句“#include<map>”,map文件也包含了對multimap多重映照容器的定義。
1、map創建、元素插入和遍歷訪問
創建map對象,鍵值與映照數據的類型由自己定義。在沒有指定比較函數時,元素的插入位置是按鍵值由小到大插入到黑白樹中去的,下面這個程序詳細說明了如何操作map容器。
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<string,float> m ;
14
15 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
16 m["Jack"] = 98.5 ;
17 m["Bomi"] = 96.0 ;
18 m["Kate"] = 97.5 ;
19
20 //先前遍歷元素
21 map<string,float> :: iterator it ;
22 for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
23 {
24 cout << (*it).first << " : " << (*it).second << endl ;
25 }
26
27 return 0 ;
28}
29
Bomi :96
Jack :98.5
Kate :97.5
程序編譯試,會產生代號爲“warning C4786” 的警告, “4786” 是標記符超長警告的代號。可以在程序的頭文件包含代碼的前面使用"#pragma waring(disable:4786)" 宏語句,強制編譯器忽略該警告。4786號警告對程序的正確性和運行並無影響。
2、刪除元素
map映照容器的 erase() 刪除元素函數,可以刪除某個迭代器位置上的元素、等於某個鍵值的元素、一個迭代器區間上的所有元素,當然,也可使用clear()方法清空map映照容器。
下面這個程序演示了刪除map容器中鍵值爲28的元素:
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<int, char> m ;
14 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
15 m[25] = 'm' ;
16 m[28] = 'k' ;
17 m[10] = 'x' ;
18 m[30] = 'a' ;
19 //刪除鍵值爲28的元素
20 m.erase(28) ;
21 //向前遍歷元素
22 map<int, char> :: iterator it ;
23 for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
24 {
25 //輸出鍵值與映照數據
26 cout << (*it).first << " : " << (*it).second << endl ;
27 }
28 return 0 ;
29}
30
10 : x
25 : m
30 : a
3、元素反向遍歷
可以用反向迭代器reverse_iterator反向遍歷map映照容器中的數據,它需要rbegin()方法和rend()方法指出反向遍歷的起始位置和終止位置。
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<int, char> m ;
14 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
15 m[25] = 'm' ;
16 m[28] = 'k' ;
17 m[10] = 'x' ;
18 m[30] = 'a' ;
19 //反向遍歷元素
20 map<int, char> :: reverse_iterator rit ;
21 for( rit = m.rbegin() ; rit != m.rend() ; rit ++)
22 {
23 //輸入鍵值與映照數據
24 cout << (*rit).first << " : " << (*rit).second << endl ;
25 }
26 return 0 ;
27}
28
30 : a
28 : k
25 : m
10 : x
4、元素的搜索
使用find()方法來搜索某個鍵值,如果搜索到了,則返回該鍵值所在的迭代器位置,否則,返回end()迭代器位置。由於map採用黑白樹數據結構來實現,所以搜索速度是極快的。
下面這個程序搜索鍵值爲28的元素:
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<int, char> m ;
14 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
15 m[25] = 'm' ;
16 m[28] = 'k' ;
17 m[10] = 'x' ;
18 m[30] = 'a' ;
19 map<int, char> :: iterator it ;
20 it = m.find(28) ;
21 if(it != m.end()) //搜索到該鍵值
22 cout << (*it).first << " : " << ( *it ).second << endl ;
23 else
24 cout << "not found it" << endl ;
25 return 0 ;
26}
27
將元素插入到map中去的時候,map會根據設定的比較函數將該元素放到該放的節點上去。在定義map的時候,如果沒有指定比較函數,那麼採用默認的比較函數,即按鍵值由小到大的順序插入元素。在很多情況下,需要自己編寫比較函數。
編寫方法有兩種。
(1)如果元素不是結構體,那麼,可以編寫比較函數。下面這個程序編寫的比較規則是要求按鍵值由大到小的順序將元素插入到map中
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10//自定義比較函數 myComp
11struct myComp
12{
13 bool operator() (const int &a, const int &b)
14 {
15 if(a != b) return a > b ;
16 else return a > b ;
17 }
18} ;
19
20int main()
21{
22 //定義map對象,當前沒有任何元素
23 map<int, char> m ;
24 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
25 m[25] = 'm' ;
26 m[28] = 'k' ;
27 m[10] = 'x' ;
28 m[30] = 'a' ;
29 //使用前向迭代器中序遍歷map
30 map<int, char,myComp> :: iterator it ;
31 for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
32 cout << (*it).first << " : " << (*it).second << endl ;
33 return 0 ;
34}
35
30 :a
28 :k
25 :m
10 :x
(2)如果元素是結構體,那麼,可以直接把比較函數寫在結構體內。下面的程序詳細說明了如何操作:
2#include <string>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10struct Info
11{
12 string name ;
13 float score ;
14 //重載 “<”操作符,自定義排列規則
15 bool operator < (const Info &a) const
16 {
17 //按score由大到小排列。如果要由小到大排列,使用“>”號即可
18 return a.score < score ;
19 }
20} ;
21
22int main()
23{
24 //定義map對象,當前沒有任何元素
25 map<Info, int> m ;
26 //定義Info結構體變量
27 Info info ;
28 //插入元素,按鍵值的由小到大放入黑白樹中
29 info.name = "Jack" ;
30 info.score = 60 ;
31 m[info] = 25 ;
32 info.name = "Bomi" ;
33 info.score = 80 ;
34 m[info] = 10 ;
35 info.name = "Peti" ;
36 info.score = 66.5 ;
37 m[info] = 30 ;
38 //使用前向迭代器中序遍歷map
39 map<Info,int> :: iterator it ;
40 for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
41 {
42 cout << (*it).second << " : " ;
43 cout << ((*it).first).name << " : " << ((*it).first).score << endl ;
44 }
45 return 0 ;
46}
47
10 :Bomi 80
30 :Peti 66.5
25 :Jack 60
6、用map實現數字分離
對數字的各位進行分離,採用取餘等數學方法是很耗時的。而把數字當成字符串,使用map的映照功能,很方便地實現了數字分離。下面這個程序將一個字符串中的字符當成數字,並將各位的數值相加,最後輸出各位的和。
2#include <map>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<char, int> m ;
14
15 //賦值:字符映射數字
16 m['0'] = 0 ;
17 m['1'] = 1 ;
18 m['2'] = 2 ;
19 m['3'] = 3 ;
20 m['4'] = 4 ;
21 m['5'] = 5 ;
22 m['6'] = 6 ;
23 m['7'] = 7 ;
24 m['8'] = 8 ;
25 m['9'] = 9 ;
26 /**//*上面的10條賦值語句可採用下面這個循環簡化代碼編寫
27 for(int j = 0 ; j < 10 ; j++)
28 {
29 m['0' + j] = j ;
30 }
31 */
32 string sa, sb ;
33 sa = "6234" ;
34 int i ;
35 int sum = 0 ;
36 for ( i = 0 ; i < sa.length() ; i++ )
37 sum += m[sa[i]] ;
38 cout << "sum = " << sum << endl ;
39 return 0 ;
40}
41
在很多情況下,需要實現將數字映射爲相應的字符,看看下面的程序:
2#include <map>
3#include <iostream>
4
5using std :: cout ;
6using std :: endl ;
7using std :: string ;
8using std :: map ;
9
10int main()
11{
12 //定義map對象,當前沒有任何元素
13 map<int, char> m ;
14
15 //賦值:字符映射數字
16 m[0] = '0' ;
17 m[1] = '1' ;
18 m[2] = '2' ;
19 m[3] = '3' ;
20 m[4] = '4' ;
21 m[5] = '5' ;
22 m[6] = '6' ;
23 m[7] = '7' ;
24 m[8] = '8' ;
25 m[9] = '9' ;
26 /**//*上面的10條賦值語句可採用下面這個循環簡化代碼編寫
27 for(int j = 0 ; j < 10 ; j++)
28 {
29 m[j] = '0' + j ;
30 }
31 */
32 int n = 7 ;
33 string s = "The number is " ;
34 cout << s + m[n] << endl ;
35 return 0 ;
36}
37
The number is 7
準模板庫就是類與函數模板的大集合。STL共有6種組件:容器,容器適配器,迭代器,算法,函數對象和函數適配器。
1、容器:
容器是用來存儲和組織其他對象的對象。STL容器類的模板在標準頭文件中定義。主要如下所示
①序列容器
基本的序列容器是上面圖中的前三類:
關於三者的優缺點主要是:
A:vector<T>矢量容器:可以隨機訪問容器的內容,在序列末尾添加或刪除對象,但是因爲是從尾部刪除,過程非常慢,因爲必須移動插入或刪除點後面的所有對象。
矢量容器的操作:(自己以前有個表,貼出來大家看看)
其中的capacity表示容量,size是當前數據個數。矢量容器如果用戶添加一個元素時容量已滿,那麼就增加當前容量的一半的內存,比如現在是500了,用戶添加進第501個,那麼他會再開拓250個,總共就750個了。所以矢量容器當你添加數據量很大的時候,需要注意這一點哦。。。
如果想用迭代器訪問元素是比較簡單的,使用迭代器輸出元素的循環類似如下:
- vector<int>::iterator表示矢量容器vector<int>的迭代器。。。
- for(vector<int>::iterator iter = number.begin(); iter<number.end(); iter++)//這裏的iterator iter算是一個指針了
- cout << " " << *iter;
- for(vector<int>::size_type i=0; i<number.size(); i++)
- cout << " " << number[i]
排序矢量元素:
對矢量元素的排序可以使用<algorithm>頭文件中定義的sort()函數模板來對一個矢量容器進行排序。但是有幾點要求需要注意
- sort()函數模板用<運算符來排列元素的順序,所以容器中對象必須可以進行<運算,如果是基本類型,可以直接調用sort(),如果是自定義對象,必須對<進行運算符重載
- 兩個迭代器的指向必須是序列的第一個對象和最後一個對象的下一個位置。比如:sort(people.begin(), people.end());//這裏兩個參數就是迭代器的意思了
B:deque<T>容器:非常類似vector<T>,且支持相同的操作,但是它還可以在序列開頭添加和刪除。
deque<T>雙端隊列容器與矢量容器基本類似,具有相同的函數成員,但是有點不同的是它支持從兩端插入和刪除數據,所以就有了兩個函數:push_front和pop_front。並且有兩個迭代器變量
- <span style="font-size:18px;">#include <deque>
- deque<int> data;//創建雙端隊列容器對象
- deque<int>::iterator iter;//書序迭代器
- deque<int>::reverse_iterator riter;//逆序迭代器。
- //iter和riter是不同的類型</span>
C:list<T>容器是雙向鏈表,因此可以有效的在任何位置添加和刪除。列表的缺點是不能隨機訪問內容,要想訪問內容必須在列表的內部從頭開始便利內容,或者從尾部開始。
②關聯容器
map<K, T>映射容器:K表示鍵,T表示對象,根據特定的鍵映射到對象,可以進行快速的檢索。
有關它的創建以及查找的操作作如下總結
- //創建映射容器
- map<person, string> phonebook;
- //創建要存儲的對象
- pair<person, string> entry = pair<person, string>(person("mel", "Gibson"), "213 345 567");
- //插入對象
- phonebook.insert(entry);//只要映射中沒有相同的鍵,就可以插入entry
- //訪問對象
- string number = phonebook[person("mel", "Gibson")];//如果這個鍵不存在,會默認將這個鍵插入
- //如果不想在找不到的時候插入,可以先查找然後再檢索
- person key = person("mel", "Gibson");
- map<person, string>::iterator iter = phonebook.find(key);//創建迭代器,就認爲是指針就好了
- if(iter != phonebook.end())
- string number = iter->second;
2、容器適配器:
容器適配器是包裝了現有的STL容器類的模板類,提供了一個不同的、通常更有限制性的功能。具體如下所示
A:queue<T>隊列容器:通過適配器實現先進先出的存儲機制。我們只能向隊列的末尾添加或從開頭刪除元素。push_back() pop_front()
代碼:queue<string, list<string> > names;(這就是定義的一個適配器)是基於列表創建隊列的。適配器模板的第二個類型形參指定要使用的底層序列容器,主要的操作如下
B:priority_queue<T>優先級隊列容器:是一個隊列,它的頂部總是具有最大或最高優先級。優先級隊列容器與隊列容器一個不同點是優先級隊列容器不能訪問隊列後端的元素。
默認情況下,優先級隊列適配器類使用的是矢量容器vector<T>,當然可以選擇指定不同的序列容器作爲基礎,並選擇一個備用函數對象來確定元素的優先級代碼如下