學習STL起因
大家都知道，數據結構是一門難懂的課，我在學習數據結構的時候發現，如果用純c語言寫代碼很難，看別人的題解大多都是c++ STL，爲了後面數據結構的學習效率上有所提高，特意過來了解一下STL。
模板
c++編程中，模板分爲函數模板和類模板。
1、函數模板
給一個例子：
/*
功能：比較兩個數的大小
*/
int Max(int a, int b)
{
if(a >= b)
{
return a;
}
return b;
}
傳參char a和char b，程序必然會報錯：參數類型不匹配。解決方法：
- 重載函數：char max(char a, char b)。在實際項目開發中，重載函數無疑會增加代碼量和工作量，影響開發效率。
- 模板：將上面max函數抽象成模板如下：
template <typename T>
T Max(T a, T b)
{
if(a >= b)
{
return a;
}
return b;
}
T：泛型類型。Max函數可以傳入任何類型的參數，而且不必重載，大大減少了代碼量，提高了代碼的可重用性。
2、類模板
給一個例子：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
template <typename T>
class Compare
{
private:
T a;
T b;
public:
Compare(T x, T y)
{
a = x;
b = y;
}
T Max()
{
return a > b?a:b;
}
};
int main(int argc, char **argv)
{
try
{
/* code */
Compare<int> test1(2,3);//比較整型數據大小
Compare<char> test2('b','c');//比較字符型大小
cout<<test1.Max()<<endl;
cout<<test2.Max()<<endl;
}
catch(const std::exception& e)
{
std::cerr << e.what() << '\n';
return -1;
}
}
運行結果：
- 分析
代碼中我應用同一個類模板，分別進行了兩種不同類型數據的大小比較，並且正確輸出結果，對於不同的傳參，我們不需要重新定義新類，由此說明模板的使用可以提高項目的開發效率。
什麼是STL
-
Standard Template Library 簡稱STL，中文稱標準模板庫，把一些數據結構的算法抽象成模板類庫，是C++標準庫的一部分。
-
STL的組成：迭代器、算法、容器、仿函數、內存配置器和配接器。
容器
存儲和管理類模板，將所有類模板放在容器中，實例化後是容器類，我們通過調用這些類模板可以構建自己需要的數據結構，而不需要進行耗費體力的工作。
![容器、迭代器、元素的關係]()
迭代器
迭代相當於for(i = 0; i < size; i++)中的i，在容器中迭代一般用begin()和end()表示，迭代器在每個容器中其着中介的作用，它瞭解容器的內部結構，提供一個接口用於訪問容器中的元素。
算法
處理元素的一種方法，比如排序、求最大最值、添加和刪除元素等，在迭代器的協助下，算法程序可以應用於各種容器。
仿函數
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
/*第一種定義方式*/
template <typename T>
struct compare
{
T operator()(T a, T b)
{
return a > b?a:b;
}
};
/*第二種定義方式*/
template <typename T>
class compare1
{
public:
T operator()(T a, T b)
{
return a > b?a:b;
}
};
int main(int argc, char **argv)
{
compare<int> test1;
compare1<int> test2;
cout<<"使用對象調用："<<test1(9,8)<<endl;
cout<<"使用仿函數調用："<<compare<char>()('a','b')<<endl;
cout<<"使用test2對象調用："<<test2(9,8)<<endl;
cout<<"使用仿函數調用："<<compare1<char>()('a','b')<<endl;
return 0;
}
運行結果：
解析：
仿函數定義：關鍵詞是struct、opreator、class、public。
仿函數實質：類重載opreator()，仿函數執行效率比一般的函數指針高，使用仿函數調用operator時產生了一個臨時對象，僅佔1個字節，因爲沒有數據成員。
配接器
- 功能：可以實現不同類之間的數據轉換。最常用的配接器是istream_temtor，它提供了函數複製的接口。
- STL提供的配接器：
stack <Container>; queue <Container>; deque <Container>;
-
應用：力扣題
請實現一個函數按照之字形順序打印二叉樹，即第一行按照從左到右的順序打印，第二層按照從右到左的順序打印，第三行再按照從左到右的順序打印，其他行以此類推。解題思路：程序用到容器、配接器。
![在這裏插入圖片描述]()
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> res;//定義一個返回二維數組
deque<struct TreeNode*> q;//定義一個雙端隊列
vector<int> EL_val;//定義暫存每層節點值的數組
struct TreeNode *node;//定義一個節點指針
if(!root)//參數合法性判斷
{
return res;
}
q.push_back(root);//將頭節點添加到隊列中
bool flag = true;//初始化一個從左到右打印節點的標誌
while(!q.empty())//隊列爲空說明樹已遍歷完
{
int EL_nums = q.size();//隊列中暫存每一層得所有節點，初始化每層的節點個數
cout<<"EL_nums="<<EL_nums<<endl;
while(EL_nums)//層節點打印完跳出循環
{
if(flag)//從從左到右打印節點,前取後進
{
node = q.front();//從前面取節點
q.pop_front();//刪除節點
if(node->left)
{
q.push_back(node->left);
}
if(node->right)
{
q.push_back(node->right);
}
}
else//從右向左打印節點，前進後取
{
node = q.back();//從後面取節點
q.pop_back();//刪除節點
if(node->right)
{
q.push_front(node->right);
}
if(node->left)
{
q.push_front(node->left);
}
}
EL_val.push_back(node->val);
EL_nums--;
}
flag = !flag;//正序逆序交替打印
res.push_back(EL_val);//將每層節點裝入二維數組中
EL_val.clear();//將每層節點清空，以便裝下一層節點
}
return res;
}
內存配置器
- 作用：主要用於爲容器對象管理內存空間的，包括分配對象空間和釋放對象空間。
參考學習適配器：https://www.cnblogs.com/tp-16b/p/9186826.html
參考學習STL知識框架：https://blog.csdn.net/qq_21950929/article/details/79808690