STL組件概述

一、六大組件

容器、類屬算法、迭代器、函數對象、適配器、分配器

二、容器（存儲其他對象集合的對象）

1.序列容器（將一組具有相同類型的對象以嚴格線性的形式組織在一起）

• vector<T>：隨機訪問編程序列，即：訪問複雜度爲O（1），對序列末尾的插入和刪除均是分攤常量；（數組表示）
• deque<T>：隨機訪問邊長序列，對序列開頭和末尾的插入和刪除操作均是分攤常量的；（兩級數組結構實現）
  
• list<T>：（雙向鏈表）對變長序列的線性時間訪問；對序列中任意位置的插入和刪除操作時間複雜度爲O（1）；（雙向鏈表實現）

注：（1）對於string類和STL序列容器類，其end成員函數返回的是終點之後的迭代器，而不是真正指向序列最後一個元素的迭代器；

（2）STL爲所有容器類都定義了==運算符；

2.有序關聯容器（有從基於鍵的集合中快速提取對象的能力，集合的大小可運行時改變）

• set<Key>：支持唯一的鍵（每個鍵只出現一次），並可快速檢索鍵；
• multi<Key>:支持可重複的鍵（同一個鍵可出現多次），可快速檢索鍵key 
• map<Key,T>：鍵值對，支持唯一的鍵；可通過鍵快速檢索其對應的類型爲T的值；（用find（Key）數據成員實現）
• multimap<Key,T>：鍵值對，支持可重複的鍵；可通過鍵快速檢索其對應的類型爲T的值；

例，向map中插入元素：

map<string , long> map_test;

map_test["cyj"]=123;

注意：STL容器和其他C++容器類庫的重要區別之一：STL容器類並沒有爲其所含的數據提供過多的操作，而是提供了類屬算法；

三、類屬算法

1.類屬查找算法（適用於任何STL容器）

• find（iterator1 , iterator2, search_content）:若找到，返回第一個出現search_content的位置，否則返回容器某位元素後面一個元素的迭代器；
  例：
  vector<char> vec1 = make<vector<char> >("C++");
  find(vec1.begin|(),vec1.end(),'C');

注：與表（list）對應的迭代器不支持+運算符，支持自增預算符++;所有STL容器均支持自增預算符++；

2.類屬合併算法（merge,將兩個序列內的元素合併到一個序列中）

• 調用形式
  merge(  first1 , last1 , first2 , last2, result );
  (1) 迭代器first1和last1表示一個輸入序列的起始和終止位置，元素類型爲T；
  (2)迭代器first2和last2表示另一個輸入序列的起始和終止位置，元素類型爲T；
  (3)兩個輸入序列均爲升序排列；
  (4)result表示合併序列存放的起始位置；注意：結果容器所有元素均升序排列；若前面兩個容器中元素均未升序排列，合併後的result容器非升序排列；三個容器不一定是同一類容器，可以屬於不同類別，如：分別爲list，char[] , deque容器，但元素類型必須爲T；

例子：

#include <cassert>
2 #include <iostream>
3 #include <deque>
4 #include <list>
5 #include <algorithm>
6 #include "string.h"
7 #include "stdlib.h"
8 using namespace std;
9 
10 template<typename container>
11 container make( const char source[]);
12 
13 int main()
14 {
15 char s[]="acd";(升序)
16 int len = strlen(s);
17 list<char> list1 = make< list<char> >("befghijklmnopqrstuvwxy");（升序）
18 deque<char> d(26,'x');
19 
20 merge(&s[0],&s[len] , list1.begin() , list1.end(),d.begin());

assert( d == make< deque<char> >("abcdefghijklmnopqrstuvwxyx"));
23 std::cout<<"result ok"<<std::endl;
24 return 0;
25 }
26 
27 
28 template<typename container>
29 container make( const char source[])
30 {
31 return container( &source[0] , &source[strlen(source)]);
32 }

四 迭代器（具有和指針類似的特徵）

1.迭代器分類

• 輸入迭代器：支持!=，*，++，==，但是對於*操作，只能從容器中讀取數據，而不能向其中寫入數據；
• 輸出迭代器：支持!=，*，++，==，但是對於*操作，不能從容器中讀取數據，只能向其中寫入數據
• 前向迭代器：支持==，!= , *,++操作；
• 雙向迭代器：支持==，!= , *,++，--操作；
• 隨機訪問迭代器：支持==，!= , *,++，--，+=，-=，+，-，<,>,<=,>=操作
• 類屬函數accumulate：accumulate(first，last，init)，把init和從first到last指向的值進行累加並返回累加得到的和；

注意：accumulate、find、merge等一些用於輸入地帶器的算法比對迭代器有更高要求的算法（如sort算法要求使用隨機訪問迭代器）通用性強。

五、函數對象

• 函數對象：一個實體，可以不帶參數，也可以帶有一個以上的參數，並能夠從中獲得一個值或改變程序的狀態，除了普通函數，另一類函數對象可以是類或結構的對象，且在其定義中重載了函數調用運算符。

例子：

#include <iostream>
2 #include <vector>
3 #include <algorithm>
4 #include <numeric> //for accumulate
5 
6 using namespace std;
7

//函數對象，重載函數調用運算符。
8 class multi{
9 public:
10 //function call overload
11 int operator()(int x , int y ) const
12 {
13 return x*y;
14 }
15 };
16 
17 int main()
18 {
19 int x[5]={1,2,3,4,5};
20 vector<int> vec1(&x[0],&x[5]);

//1 is inited value
22 int result = accumulate(vec1.begin() , vec1.end() , 1, multi());
23 std::cout<<"result is:"<<result<<std::endl;
24 }

• 在類multi中定義函數調用運算符operator()，就定義了一種可以作爲函數參數的對象，可以像使用函數一樣使用該對象；multi()使用編譯器提供的默認構造函數；該對象沒有響應的內存，只有函數定義；
• 函數對象的優勢
  （1）以類的形式定義函數對象，可以攜帶更多額外信息，某些類屬算法或容器將會用到這類信息；
  （2）更加通用、高效

六、適配器（改變其他組件接口的組件）

• 適配器reverse_iterator：將某種類型的迭代器變成一種新的迭代器，但保持其功能不變，將其遍歷的方向翻轉過來。（使用場景：如用find函數查找某個元素在容器中最後出現的位置；浮點數累加，若元素升序排列，舍入誤差通常會小一些，否則，以降序順序排列時，與累加和相比，非常小的數值對於累加和幾乎不起任何作用，因此可用reverse_iterator和accumulate實現降序序列浮點數累加，結果精確些）
• 注：STL每種容器都定義了reverse_iterator，以及返回這種類型迭代器的rbegin和rend成員函數
• 棧適配器：將序列容器變換到先進後出的棧接口中；
• 隊列適配器：將序列容器變換到先入先出隊列中；
• 優先級隊列：將序列容器變換到優先級隊列中，由一個比較參數來控制元素訪問順序。
• 函數適配器：
  （1）取反器（negator）：對判定函數對象（返回值爲bool類型）的結果進行取反；
  （2）綁定器（binder)：將二元函數的一個參數與某個特定的值綁定，從而將二元函數編程一元函數。
  （3）函數指針適配器：從函數指針得到函數對象。

七、分配器（封裝程序所用的內存分配模式信息）

注：分配器類可以封裝許多信息：指針、常量指針、引用、常量引用、對象大小、不同類型指針之間的差別、分配函數與釋放函數以及其他一些函數信息。分配器上所有操作都具有分攤常量的運行時間