C++算法竞赛中常用的STL

快考CSP了,C/C++玩家的福利来了

首先介绍下,什么是STL。STL,Standard Template Library的缩写,标准模版库的意思。STL是一些“容器”的集合,这些容器包括list、 vector、set、queue等。

PS:这里说明下,文中出现的DataType指数据类型,DataName指变量名,cmp指一个返回类型为bool的比较函数

iterator 迭代器:

要访问顺序容器和关联容器中的元素,需要通过“迭代器(iterator)”进行。迭代器是一个变量,相当于容器和操纵容器的算法之间的中介。迭代器可以指向容器中的某个元素,通过迭代器就可以读写它指向的元素。从这一点上看,迭代器和指针类似。

迭代器按照定义方式分成以下四种。

  1. 正向迭代器,定义方法如下:
    容器类名::iterator 迭代器名;

  2. 常量正向迭代器,定义方法如下:
    容器类名::const_iterator 迭代器名;

  3. 反向迭代器,定义方法如下:
    容器类名::reverse_iterator 迭代器名;

  4. 常量反向迭代器,定义方法如下:
    容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

迭代器用法示例会在后边不同容器示例中展示。

vector 动态数组

所谓动态数组,就是不定长数组。

头文件:#include<vector>

声明:vector<DataType> DataName;

基本操作:

  • push_back();,在最后面插入一个新元素
  • size(),返回vector的长度
  • clear(),清空vector
  • 可以像数组一样使用。

例子:

vector<int> vec;	//空的
vec.push_back(0);	//有0
vec.push_back(1);	//有0,1
vec.push_back(2);	//有0,1,2
//两种遍历方法
for(int i=0; i<vec.size(); i++){
   
   
	printf("%d\n",vec[i]);
}
for(vector<int>::iterator it=vec.begin(); it!=vec.end(); it++){
   
   
	printf("%d\n",*it);//迭代器访问
}

vec[1]=3;	//变成0,3,3
vec[2]=2;	//变成0,3,2

vec.clear();//清空

stack 栈

先进后出的数据结构(FILO)

头文件:#include<stack>

声明:stack<DataType> DataName;

基本操作:

  • push(),入栈
  • pop(),出栈
  • top(),访问栈顶元素
  • empty(),判断栈空
  • size(),返回栈中元素个数

例子:

s.push(1);	//{1}
s.push(233);	//{233,1}
s.push(666);	//{666,233,1}
cout<<s.top()<<endl;	//输出栈顶666
cout<<s.size()<<endl;	//输出栈中元素个数3
s.pop();	//{233,1}
s.push(2);	//{2,233,1} 

queue 单向队列

先进先出的数据结构(FIFO)

头文件:#include<queue>

声明:queue<DataType> DataName;

基本操作:

  • push(),入队
  • pop(),出队
  • front(),访问队首元素
  • back(),访问队尾元素
  • empty(),判断队空
  • size(),返回队列元素个数

例子:

int e,m,n;
queue<int> q1;
for(int i=0;i<10;i++)
	q.push(i);	//入队 
//[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
if(!q1.empty())
	cout<<"no empty\n";
n=q1.size();	//n=10
m=q1.back();	//m=9
for(int i=0;i<n;i++){
   
   
	e=q1.front();	//取队首元素
	cout<<e<<" ";
	q1.pop();	//出队 
}
cout<<endl;
if(q1.empty())
	cout<<"queue is empty"; 

set 集合

集合中不会存在重复元素,支持高效的插入、删除和查询操作,复杂度均是O(logn)(对比使用数组来实现,虽然插入的时间复杂度O(1),但是删除和查询的时间复杂度却是O(n))。

头文件:#include<set>

声明:set<DataType> DataName;

基本操作:

  • begin(),返回set第一个元素(类型为迭代器,或者说指针)
  • end(),返回set最后一个元素(同上)
  • clear(),清空set中的元素
  • empty(),判断set是否为空
  • insert(),插入一个元素
  • erase(),删除一个元素
  • find(),查找一个元素,返回为迭代器
  • size(),返回set的元素个数

例子:

set<int> s;
set<int>::iterator it;

s.insert(1);	//{1}
s.insert(2);	//{1,2}
s.insert(3);	//{1,2,3}
s.insert(1);	//{1,2,3}
s.erase(1);		//{2,3}

it=s.find(2);	//查找元素2,若未找到,返回s.end() 

map 映射

从一个元素映射到另一个元素的数据结构,hash是他的一种。

头文件:#include<map>

声明:map<DataTypeA,DataTypeB> DataName;从DataTypeA映射到DataTypeB

基本操作:

  • 可以像数组一样使用
  • 迭代器有两个属性,first代表key,second代表value
  • count(),判断是否存在映射
  • clear(),清空map

例子:

map<string,int> dict;	//{}
dict["Tom"]=1;	//{"Tom":1}
dict["Jone"]=2;	//{"Tom":1,"Jone":2}
dict.insert(map<string,int>::value_type("Mary",1));
// //{"Tom":1,"Jone":2,"Mary":1}
if(dict.count("Mary")){
   
   
	printf("Mary存在");
} else{
   
   
	printf("Mary不存在");
}
//迭代器访问 
for(map<string,int>::iterator it=dict.begin(); it!=dict.end(); it++){
   
   
	cout<<it->first<<":"<<it->second<<endl;
}

priority_queue 优先队列

实质就是二叉堆,使用该模版可以快速实现小根堆、大根堆。插入、删除、查询的时间复杂度均是O(logn)。

头文件:#include<priority_queue>

声明: 默认小根堆,priority_queue<DataType> DataName;

自定义比较函数,priority_queue<DataType,vector<DataType>,cmp> DataName;

基本操作:

  • push(),队尾插入元素
  • pop(),取出队首元素
  • top(),访问队首元素
  • size(),获取队列长度
  • clear(),清空队列

例子:

struct cmp{
   
   
	bool operator() (const int &a,const int &b){
   
   //&引用 
		return a>b;	//最大堆 
	} 
};

priority_queue<int,vector<int>,cmp> q;//[]
q.push(2); //[2]
q.push(1); //[2,1]
q.push(3); //[3,2,1]

for(int i=0;i<q.size();i++){
   
   
	printf("%d\n",q.top());//逐个输出队首
	q.pop();//出队 
}

sort 快排函数

头文件:#include<algorithm>

sort(begin,end,cmp);//begin为序列开始地址,end序列结束地址,cmp比较函数,cmp可以不填,默认升序

数组排序:

int a[4]={
   
   2,4,3,1};
int n=4;
sort(a,a+n);

vector排序:

sort(vec.begin(),vec.end());

结构体排序:

struct Point{
   
   
	int x,y;
}p[4]={
   
   {
   
   1,2},{
   
   1,0},{
   
   2,1},{
   
   0,1}}; 

bool cmp(Point a,Point b){
   
   
	//比较函数,x为主关键字升序,y为次关键字升序 
	if(a.x==b.x) return a.y<b.y;
	return a.x<b.x;
}

int main(){
   
   
	sort(p,p+4,cmp);
	return 0;
}
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