第十六章 string类和标准模板库(3)标准模板库

(三)标准模板库

标准模板库STL,standard template library,STL是1994年发布,ISO/ANSI c++委员会投票将其作为c++标准的一部分。STL不是面向对象的编程,而是一种不同的编程模式,泛型编程generic programming。STL提供了一组表示容器,迭代器,函数对象和算法模板

1.模板类vector

属于容器类。

在头文件vector(以前为vector.h)中定义了vector模板。要使用模板类创建具体的对象,需要用<type>表示法指出要使用的类型,由于vector模板使用动态内存分配,因此可以使用初始化列表参数来指出需要多少矢量。比如:int n; cin>>n;vector<double> scores(n);。表示创建了含有n个元素的double类型的vector对象。可以使用重载的运算符[]来访问各个元素。

vector模板的构造函数有多个,最常用的是vector<int> a(2);这种类型,另外还有vector<int> a(2,10);这种类型,表示元素个数是2,元素内容都是10;还可以使用列表初始化的方法比如vector<int> a{2,55};或者vector<int> a={2,55};,这也是标准模板使用更方便的原因。

容器类是可以存储各种类型对象的并且有着特定功能的数组样的类,使用类模板可以指定存储对象的类型,这种编程思想叫泛型编程。

2.可对矢量执行的操作

vector是一个容器类,而STL的所有的容器类都有一些特定的方法,如size()返回容器中的元素的数目,swap()交换两个容器的内容(相同的的元素类型才可以被交换,swap函数的两个参数是两个容器名),begin()返回一个指向容器中第一个元素的迭代器end()返回一个表示超过容器尾的迭代器(超尾迭代器)。

迭代器:是一个广义指针,是一个可以对其进行类似指针操作的对象,指针操作有解除引用和递增pd++等操作。迭代器,使STL可以对不同的容器类提供统一的接口,比如vector<double>::iterator pd//pd an iterator;pd=scores.begin();使用自动类型推断可以编制出更简单的代码:auto pd=scores.begin();迭代器可以方便容器类对象的使用,比如上面pd=scores.begin();那么可以有:*pd=3.22;++pd;*pd=2.55;这样可以快速而方便地遍历容器。

所有的容器类都包含上面所说的方法(比如begin(),end()等),另外有一些只有某些容器类才有的方法,push_back(相匹配的元素);这个函数方法可以将元素添加到容器类的末尾。比如:double temp;cin>>temp;scores.push_back(temp);。

erase()方法是用于删除给定区间的元素,方法:scores.erase(scores.begin(),scores.begin()+3);第一个迭代器指向区间的起始处,第二个迭代器指向区间的结尾处的后一个位置。也就是[it1,it2)的范围,包含第一个迭代器指向的对象但不包含第二个迭代器指向的位置。

insert()的方法,有三个参数,第一个参数定义了插入的位置(指定位置的前面),第二三个参数标记了插入的区间。比如依然是scores容器,那么使用score.insert(scores.begin(),oldnumber.begin()+1,oldnumber.end());这是将oldnumber容器的除了第一位置的数据之外所有的数据插入到scores对象的最前面。insert()函数是插入到指定元素的前面。

3.对矢量可执行的其他操作

通常需要对数组进行许多操作,如搜索,排序等,STL不是为每一个类定义了成员函数进行操作,而是定义了一个适用于所有容器类的非成员函数(比如find())。

3个具有代表性的STL函数:for_each()函数;这个函数不能对容器的内容进行更改,有三个参数,前两个定义了容器类对象的区间,后一个是指向函数的指针(也就是函数名),表示对区间中的所有的元素执行函数操作(这个函数是对任意一种容器适用的)。random_shuffle()函数接受两个指定区间的迭代器参数,并随机排列该区间的元素。sort()函数(需要容器类允许随机访问),有两个版本,第一个是有两个指定区间的迭代器参数,然后sort()函数的作用是使用重载的<运算符对区间进行排序(如果是自定义的类,需要重新定义<运算符);第二个版本是接三个参数,前两个也是区间,第三个是相应的排序函数(或者说是两个类对象的比较函数)。

4.基于范围的for循环

基于范围的for循环是为STL而设计的,如for(double x:prices){}。括号内的代码声明一个与容器存储类型相同的变量,然后指出容器的名称,接下来,程序根据循环体给出的变量,依次访问容器中的每一个元素。就是变形了的for循环。比如:for(auto x,books) ShowReview(x);不同于for_each()基于范围的for循环可以修改容器的内容,方法是将变量设定为特定对象的引用类型。比如:for(auto & x:books) InflateReview(x);。

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