c++ STL教程

概念

C++ STL(標準模板庫)是一套功能強大的 C++ 模板類,提供了通用的模板類和函數,這些模板類和函數可以實現多種流行和常用的算法和數據結構,如向量、鏈表、隊列、棧。
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這三個組件都帶有豐富的預定義函數,幫助我們通過簡單的方式處理複雜的任務。

容器

c++中有兩種類型的容器:順序容器和關聯容器。

  • 順序容器

    主要有:vector、list、deque等。其中vector表示一段連續的內存地址,基於數組的實現,list表示非連續的內存,基於鏈表實現。deque與vector類似,但是對於首元素提供刪除和插入的雙向支持。

  • 關聯容器

    主要有map和set。map是key-value形式的,set是單值。map和set只能存放唯一的key值,multimap和multiset可以存放多個相同的key值。

順序容器

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Vector主要操作

1.定義和初始化
vector< int > vec1; //默認初始化,vec1爲空
vector< int > vec2(vec1); //使用vec1初始化vec2
vector< int > vec3(vec1.begin(),vec1.end());//使用vec1初始化vec2
vector< int > vec4(10); //10個值爲0的元素
vector< int > vec5(10,4); //10個值爲4的元素
2.常用操作方法
vec1.push_back(100); //尾部添加元素
int size = vec1.size(); //元素個數
bool isEmpty = vec1.empty(); //判斷是否爲空
cout << vec1[0] << endl; //取得第一個元素
vec1.insert(vec1.end(),5,3); //從vec1.back位置插入5個值爲3的元素
vec1.pop_back(); //刪除末尾元素
vec1.erase(vec1.begin(),vec1.begin()+2);//刪除vec1[0]-vec1[2]之間的元素,不包括vec1[2]其他元素前移
cout<<(vec1==vec2)?true:false; //判斷是否相等==、!=、>=、<=…
vector< int >::iterator iter = vec1.begin(); //獲取迭代器首地址
vector< int >::const_iterator c_iter = vec1.begin(); //獲取const類型迭代器
vec1.clear(); //清空元素

3.遍歷
int length = vec1.size();
for(int i=0;i < length;i++)
{
cout << vec1[i];
}
cout << endl << endl;
//迭代器法
vector< int >::iterator iter = vec1.begin();
for(;iter != vec1.end();iter++)
{
cout<<*iter;
}

list主要操作

list是stl實現的雙向鏈表,與向量vector想比,它允許快速的插入和刪除,但是隨機訪問卻是比較慢。

//1.定義和初始化
list< int> lst1; //創建空list
list< int> lst2(3); //創建含有三個元素的list
list< int> lst3(3,2); //創建含有三個元素爲2的list
list< int> lst4(lst2); //使用lst2初始化lst4
list< int> lst5(lst2.begin(),lst2.end()); //同lst4

//2.常用操作方法
lst1.assign(lst2.begin(),lst2.end()); //分配值,3個值爲0的元素
lst1.push_back(10); //末尾添加值
lst1.pop_back(); //刪除末尾值
lst1.begin(); //返回首值的迭代器
lst1.end(); //返回尾值的迭代器
lst1.clear(); //清空值
bool isEmpty1 = lst1.empty(); //判斷爲空
lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end()); //刪除元素
lst1.front(); //返回第一個元素的引用
lst1.back(); //返回最後一個元素的引用
lst1.insert(lst1.begin(),3,2); //從指定位置插入個3個值爲2的元素
lst1.rbegin(); //返回第一個元素的前向指針
lst1.remove(2); //相同的元素全部刪除
lst1.reverse(); //反轉
lst1.size(); //含有元素個數
lst1.sort(); //排序
lst1.unique(); //刪除相鄰重複元素

//3.遍歷
//迭代器法
for(list::const_iterator iter = lst1.begin();iter != lst1.end();iter++)
{
cout<<*iter;
}

deque主要操作

deque容器類與vector類似,支持隨機訪問和快速插入和刪除,與vector不同,deque還支持從開始端插入數據:push_front。其餘的類似vector操作方法的使用.

關聯容器

map容器

提供一個鍵值對(key/value)容器,map與multimap差別僅僅在於multimap允許一個鍵對應多個值。需要包含頭文件#include< map >。對於迭代器來說,可以修改實值,而不能修改key。map會根據key自動排序.
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(1) 初始化map對象的方式
map< int, string > m1 = { { 1, “guangzhou” }, { 2, “shenzhen” }, { 3, “changsha” } }; // 實例化一個map容器,還有3組數據

map< char, string > m2; // 實例化一個空map容器

(2)map常用函數

begin() //返回容器第一個元素的迭代器

end() //返回容器最後一個元素之後的迭代器

rbegin():

rend():

clera() //清除容器中所有元素

empty() //判斷容器是否爲空

insert(p1) //插入元素 p1 是通過pair函數建立的映射關係對

insert(pair< char, string >(‘S’, “shenzhen”)) // 插入元素

size()//返回容器中元素的個數

count()//返回指定鍵對應的數據的出現的次數

get_allocator()//返回map的配置器

swap()//交換兩個map容器的元素

(3)map遍歷

for( map< int,string >::iterator iter = map1.begin(); iter!=map1.end(); iter++ )
{
int keyk = iter->first;

string valuev = iter->second;
}

set集合

set的含義是集合,它是一個有序的容器,裏面的元素都是排序好的支持插入、刪除、查找等操作,就像一個集合一樣,所有的操作都是嚴格在logn時間內完成,效率非常高。set和multiset的區別是:set插入的元素不能相同,但是multiset可以相同,set默認是自動排序的,使用方法類似list。

算法

算法爲一個計算的具體步驟,常用於計算、數據處理和自動推理。C++ 算法庫(Algorithms library)爲 C++ 程序提供了大量可以用來對容器及其它序列進行算法操作的函數。這些組件可以爲函數或函數模板,大部份由頭文件 < algorithm> 提供,一小部份位於 < numeric >、< cstdlib > 中。

不修改內容的序列操作

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修改內容的序列操作

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劃分操作

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排序操作

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二分法查找操作

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集合操作

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堆操作

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最大/最小操作

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數值操作

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C 庫算法

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迭代器

迭代器(Iterator)是一個對象,它的工作是遍歷並選擇序列中的對象,它提供了一種訪問一個容器(container)對象中的各個元素,而又不必暴露該對象內部細節的方法。通過迭代器,開發人員不需要了解容器底層的結構,就可以實現對容器的遍歷。由於創建迭代器的代價小,因此迭代器通常被稱爲輕量級的容器。

注意事項

1)使用容器的iterator()方法返回一個Iterator,然後通過Iterator的next()方法返回第一個元素。

2)使用Iterator()的hasNext()方法判斷容器中是否還有元素,如果有,可以使用next()方法獲取下一個元素。

3)可以通過remove()方法刪除迭代器返回的元素。

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