第八週 標準模板庫STL(一)
1.string類
2.標準模板庫STL概述(一)
3.標準模板庫STL概述(二)
4.vector,deque和list
5.函數對象
3.標準模板庫STL概述(二)
迭代器：用於訪問容器中的元素，類似指針
用於指向順序容器和關聯容器中的元素
迭代器用法和指針類似
有const 和非const兩種
通過迭代器可以讀取它指向的元素
通過非const迭代器還能修改其指向的元素
定義一個容器類的迭代器的方法可以是：
容器類名::iterator 變量名;
或：
容器類名::const_iterator 變量名;
訪問一個迭代器指向的元素：* 迭代器變量名
迭代器上可以執行 ++ 操作, 以使其指向容器中的下一個元素。如果迭代器到達了容器中的最後一個元素的後面，此時再使用它，就會出錯，類似於使用NULL或未初始化的指針一樣。
迭代器的例子：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v; //一個存放int元素的數組，一開始裏面沒有元素
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
vector<int>::const_iterator i; //常量迭代器
for( i = v.begin();i != v.end();++i )
cout << * i << ",";
cout << endl;
vector<int>::reverse_iterator r; //反向迭代器，++是往前走的
for( r = v.rbegin();r != v.rend();r++ )
cout << * r << ",";
cout << endl;
vector<int>::iterator j; //非常量迭代器
for( j = v.begin();j != v.end();j ++ )
* j = 100;
for( i = v.begin();i != v.end();i++ )
cout << * i << ",";
}
輸出：
1,2,3,4,
4,3,2,1,
100,100,100,100,
雙向迭代器
若p和p1都是雙向迭代器，則可對p、p1可進行以下操作：
++p, p++ 使p指向容器中下一個元素
–p, p-- 使p指向容器中上一個元素
*p 取p指向的元素
p = p1 賦值
p == p1 , p!= p1 判斷是否相等、不等
隨機訪問迭代器
若p和p1都是隨機訪問迭代器，則可對p、p1可進行以下操作：
雙向迭代器的所有操作
p += i 將p向後移動i個元素
p -= i 將p向向前移動i個元素
p + i 值爲: 指向 p 後面的第i個元素的迭代器
p - i 值爲: 指向 p 前面的第i個元素的迭代器
p[i] 值爲: p後面的第i個元素的引用
p < p1, p <= p1, p > p1, p>= p1
p – p1 : p1和p之間的元素個數
STL中的容器及對應的迭代器類別：
vector 隨機訪問
deque 隨機訪問
list 雙向
set/multiset 雙向
map/multimap 雙向
stack 不支持迭代器
queue 不支持迭代器
priority_queue 不支持迭代器
有的算法，例如sort，binary_search需要通過隨機訪問迭代器來訪問容器中的元素，那麼list以及關聯容器就不支持該算法！
vector的迭代器是隨機迭代器，遍歷 vector 可以有以下幾種做法(deque亦然)：
vector<int> v(100);
int i;
for(i = 0;i < v.size() ; i ++)
cout << v[i]; //根據下標隨機訪問
vector<int>::const_iterator ii;
for( ii = v.begin(); ii != v.end ();++ii)
cout << * ii;
for( ii = v.begin(); ii < v.end ();++ii )
cout << * ii;
//間隔一個輸出：
ii = v.begin();
while( ii < v.end()) {
cout << * ii;
ii = ii + 2;
}
list 的迭代器是雙向迭代器，正確的遍歷list的方法：
list<int> v;
list<int>::const_iterator ii;
for( ii = v.begin(); ii != v.end ();++ii )
cout << * ii;
錯誤的做法：
for( ii = v.begin(); ii < v.end ();++ii )//error, 兩個雙向迭代器不能用小於號比較
cout << * ii;
for(int i = 0;i < v.size() ; i ++)
cout << v[i];//eror, list沒有 [] 成員函數
算法簡介
算法就是一個個函數模板, 大多數在 中定義
STL中提供能在各種容器中通用的算法，比如查找，排序等
算法通過迭代器來操縱容器中的元素。許多算法可以對容器中的一個局部區間進行操作，因此需要兩個參數，一個是起始元素的迭代器，一個是終止元素的後面一個元素的迭代器。比如，排序和查找
有的算法返回一個迭代器。比如 find() 算法，在容器中查找一個元素，並返回一個指向該元素的迭代器
算法可以處理容器，也可以處理普通數組
算法示例：find()
template<class InIt, class T>
InIt find(t InIt first, t InIt last, t const T& val; );
first 和 last 這兩個參數都是容器的迭代器，它們給出了容器中的查找區間起點和終點**[first,last)。區間的起點是位於查找範圍之中的，而終點不是。find在[first,last)**查找等於val的元素，不包括last。
用 == 運算符判斷相等
函數返回值是一個迭代器。如果找到，則該迭代器指向被找到的元素。如果找不到，則該迭代器等於last。
時間複雜度是O(n)
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() { //find算法示例
int array[10] = {10,20,30,40};
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
vector<int>::iterator p;
p = find(v.begin(),v.end(),3);
if( p != v.end())
cout << * p << endl; //輸出3
p = find(v.begin(),v.end(),9);
if( p == v.end())
cout << "not found " << endl;
p = find(v.begin()+1,v.end()-2,1);//整個容器：[1,2,3,4]， 查找區間：[2,3)
if( p != v.end())
cout << * p << endl;
int * pp = find( array,array+4,20);//數組名是迭代器
cout << * pp << endl;
return 0；
}
輸出：
3
not found
3
20
STL中的“大”、“小”和“相等”
STL中“大”“小” 的概念
關聯容器內部的元素是從小到大排序的
有些算法要求其操作的區間是從小到大排序的，稱爲“有序區間算法”，例：binary_search
有些算法會對區間進行從小到大排序，稱爲“排序算法”，例： sort
還有一些其他算法會用到“大”，“小”的概念。
使用STL時，在缺省的情況下，以下三個說法等價：
- x比y小
- 表達式“x<y”爲真
- y比x大
STL中“相等”的概念
有時，“x和y相等”等價於“x==y爲真”，例：在未排序的區間上進行的算法，如順序查找find
有時“x和y相等”等價於“x小於y和y小於x同時爲假”，例：有序區間算法，如binary_search，例：關聯容器自身的成員函數find
STL中“相等” 概念演示
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
class A {
int v;
public:
A(int n):v(n) { }
bool operator < ( const A & a2) const {
//必須爲常量成員函數
cout << v << "<" << a2.v << "?" << endl;
return false;
}
bool operator ==(const A & a2) const {
cout << v << "==" << a2.v << "?" << endl;
return v == a2.v;
}
};
int main()
{
A a [] = { A(1),A(2),A(3),A(4),A(5) };
cout << binary_search(a,a+4,A(9));//折半查找
return 0;
}
輸出結果：
3<9?
2<9?
1<9?
9<1?
1
