c++ STL教程

概念

C++ STL(标准模板库)是一套功能强大的 C++ 模板类,提供了通用的模板类和函数,这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构,如向量、链表、队列、栈。
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这三个组件都带有丰富的预定义函数,帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

容器

c++中有两种类型的容器:顺序容器和关联容器。

  • 顺序容器

    主要有:vector、list、deque等。其中vector表示一段连续的内存地址,基于数组的实现,list表示非连续的内存,基于链表实现。deque与vector类似,但是对于首元素提供删除和插入的双向支持。

  • 关联容器

    主要有map和set。map是key-value形式的,set是单值。map和set只能存放唯一的key值,multimap和multiset可以存放多个相同的key值。

顺序容器

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Vector主要操作

1.定义和初始化
vector< int > vec1; //默认初始化,vec1为空
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个值为0的元素
vector< int > vec5(10,4); //10个值为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(); //元素个数
bool isEmpty = vec1.empty(); //判断是否为空
cout << vec1[0] << endl; //取得第一个元素
vec1.insert(vec1.end(),5,3); //从vec1.back位置插入5个值为3的元素
vec1.pop_back(); //删除末尾元素
vec1.erase(vec1.begin(),vec1.begin()+2);//删除vec1[0]-vec1[2]之间的元素,不包括vec1[2]其他元素前移
cout<<(vec1==vec2)?true:false; //判断是否相等==、!=、>=、<=…
vector< int >::iterator iter = vec1.begin(); //获取迭代器首地址
vector< int >::const_iterator c_iter = vec1.begin(); //获取const类型迭代器
vec1.clear(); //清空元素

3.遍历
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实现的双向链表,与向量vector想比,它允许快速的插入和删除,但是随机访问却是比较慢。

//1.定义和初始化
list< int> lst1; //创建空list
list< int> lst2(3); //创建含有三个元素的list
list< int> lst3(3,2); //创建含有三个元素为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个值为0的元素
lst1.push_back(10); //末尾添加值
lst1.pop_back(); //删除末尾值
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(); //判断为空
lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end()); //删除元素
lst1.front(); //返回第一个元素的引用
lst1.back(); //返回最后一个元素的引用
lst1.insert(lst1.begin(),3,2); //从指定位置插入个3个值为2的元素
lst1.rbegin(); //返回第一个元素的前向指针
lst1.remove(2); //相同的元素全部删除
lst1.reverse(); //反转
lst1.size(); //含有元素个数
lst1.sort(); //排序
lst1.unique(); //删除相邻重复元素

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

deque主要操作

deque容器类与vector类似,支持随机访问和快速插入和删除,与vector不同,deque还支持从开始端插入数据:push_front。其余的类似vector操作方法的使用.

关联容器

map容器

提供一个键值对(key/value)容器,map与multimap差别仅仅在于multimap允许一个键对应多个值。需要包含头文件#include< map >。对于迭代器来说,可以修改实值,而不能修改key。map会根据key自动排序.
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(1) 初始化map对象的方式
map< int, string > m1 = { { 1, “guangzhou” }, { 2, “shenzhen” }, { 3, “changsha” } }; // 实例化一个map容器,还有3组数据

map< char, string > m2; // 实例化一个空map容器

(2)map常用函数

begin() //返回容器第一个元素的迭代器

end() //返回容器最后一个元素之后的迭代器

rbegin():

rend():

clera() //清除容器中所有元素

empty() //判断容器是否为空

insert(p1) //插入元素 p1 是通过pair函数建立的映射关系对

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

size()//返回容器中元素的个数

count()//返回指定键对应的数据的出现的次数

get_allocator()//返回map的配置器

swap()//交换两个map容器的元素

(3)map遍历

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

string valuev = iter->second;
}

set集合

set的含义是集合,它是一个有序的容器,里面的元素都是排序好的支持插入、删除、查找等操作,就像一个集合一样,所有的操作都是严格在logn时间内完成,效率非常高。set和multiset的区别是:set插入的元素不能相同,但是multiset可以相同,set默认是自动排序的,使用方法类似list。

算法

算法为一个计算的具体步骤,常用于计算、数据处理和自动推理。C++ 算法库(Algorithms library)为 C++ 程序提供了大量可以用来对容器及其它序列进行算法操作的函数。这些组件可以为函数或函数模板,大部份由头文件 < algorithm> 提供,一小部份位于 < numeric >、< cstdlib > 中。

不修改内容的序列操作

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修改内容的序列操作

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划分操作

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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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数值操作

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C 库算法

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迭代器

迭代器(Iterator)是一个对象,它的工作是遍历并选择序列中的对象,它提供了一种访问一个容器(container)对象中的各个元素,而又不必暴露该对象内部细节的方法。通过迭代器,开发人员不需要了解容器底层的结构,就可以实现对容器的遍历。由于创建迭代器的代价小,因此迭代器通常被称为轻量级的容器。

注意事项

1)使用容器的iterator()方法返回一个Iterator,然后通过Iterator的next()方法返回第一个元素。

2)使用Iterator()的hasNext()方法判断容器中是否还有元素,如果有,可以使用next()方法获取下一个元素。

3)可以通过remove()方法删除迭代器返回的元素。

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