C++第十节课要点摘抄--STL标准模板库

                                                                            C++标准模板库  --  STL

 

最大值优先级队列、最小值优先级队列

优先级队列适配器 STL priority_queue

用来开发一些特殊的应用,请对stl的类库,多做扩展性学习

    priority_queue<int, deque<int>>   pq;

    priority_queue<int, vector<int>>   pq;

    pq.empty()

    pq.size()

    pq.top()

    pq.pop()

pq.push(item)

 

 

set是一个集合容器，其中所包含的元素是唯一的，集合中的元素按一定的顺序排列。元素插入过程是按排序规则插入，所以不能指定插入位置。

set采用红黑树变体的数据结构实现，红黑树属于平衡二叉树。在插入操作和删除操作上比vector快。

set不可以直接存取元素。（不可以使用at.(pos)与[]操作符）。

multiset与set的区别：set支持唯一键值，每个元素值只能出现一次；而multiset中同一值可以出现多次。

不可以直接修改set或multiset容器中的元素值，因为该类容器是自动排序的。如果希望修改一个元素值，必须先删除原有的元素，再插入新的元素。

 

 

pair译为对组，可以将两个值视为一个单元。

pair<T1,T2>存放的两个值的类型，可以不一样，如T1为int，T2为float。T1,T2也可以是自定义类型。

pair.first是pair里面的第一个值，是T1类型。

pair.second是pair里面的第二个值，是T2类型。

 

set<int> setInt;

...  //往setInt容器插入元素1,3,5,7,9

pair< set<int>::iterator , set<int>::iterator > pairIt = setInt.equal_range(5);

set<int>::iterator itBeg = pairIt.first;

set<int>::iterator itEnd = pairIt.second;

//此时 *itBeg==5  而  *itEnd == 7

 

 

 

map是标准的关联式容器，一个map是一个键值对序列，即(key,value)对。它提供基于key的快速检索能力。

map中key值是唯一的。集合中的元素按一定的顺序排列。元素插入过程是按排序规则插入，所以不能指定插入位置。

map的具体实现采用红黑树变体的平衡二叉树的数据结构。在插入操作和删除操作上比vector快。

map可以直接存取key所对应的value，支持[]操作符，如map[key]=value。

multimap与map的区别：map支持唯一键值，每个键只能出现一次；而multimap中相同键可以出现多次。multimap不支持[]操作符。

#include <map> 

 

 

理论提高：所有容器提供的都是值（value）语意，而非引用（reference）语意。容器执行插入元素的操作时，内部实施拷贝动作。所以STL容器内存储的元素必须能够被拷贝（必须提供拷贝构造函数）。

 

除了queue与stack外，每个容器都提供可返回迭代器的函数，运用返回的迭代器就可以访问元素。

通常STL不会丢出异常。要求使用者确保传入正确的参数。

每个容器都提供了一个默认构造函数跟一个默认拷贝构造函数。

如已有容器vecIntA。 

vector<int> vecIntB(vecIntA);  //调用拷贝构造函数，复制vecIntA到vecIntB中。

与大小相关的操作方法(c代表容器)：

c.size();   //返回容器中元素的个数

c.empty();   //判断容器是否为空

比较操作(c1,c2代表容器)：

c1 == c2     判断c1是否等于c2

c1 != c2      判断c1是否不等于c2

c1 = c2        把c2的所有元素指派给c1

 

 deque的使用场景：比如排队购票系统，对排队者的存储可以采用deque，支持头端的快速移除，尾端的快速添加。如果采用vector，则头端移除时，会移动大量的数据，速度慢。

vector与deque的比较：

一：vector.at()比deque.at()效率高，比如vector.at(0)是固定的，deque的开始位置却是不固定的。

二：如果有大量释放操作的话，vector花的时间更少，这跟二者的内部实现有关。

三：deque支持头部的快速插入与快速移除，这是deque的优点。

list的使用场景：比如公交车乘客的存储，随时可能有乘客下车，支持频繁的不确实位置元素的移除插入。

set的使用场景：比如对手机游戏的个人得分记录的存储，存储要求从高分到低分的顺序排列。 

map的使用场景：比如按ID号存储十万个用户，想要快速要通过ID查找对应的用户。二叉树的查找效率，这时就体现出来了。如果是vector容器，最坏的情况下可能要遍历完整个容器才能找到该用户。

 

 

 

 

算法部分主要由头文件<algorithm>，<numeric>和<functional>组成。

<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，其中常用到的功能范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改、反转、排序、合并等等。

<numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数，包括加法和乘法在序列上的一些操作。

<functional>中则定义了一些模板类，用以声明函数对象。

STL提供了大量实现算法的模版函数，只要我们熟悉了STL之后，许多代码可以被大大的化简，只需要通过调用一两个算法模板，就可以完成所需要的功能，从而大大地提升效率。

#include <algorithm>

#include <numeric>

#include <functional>

 

 

 

操作对象 

直接改变容器的内容

将原容器的内容复制一份,修改其副本,然后传回该副本

功能:

非可变序列算法 指不直接修改其所操作的容器内容的算法

计数算法  count、count_if

搜索算法  search、find、find_if、find_first_of、…

比较算法  equal、mismatch、lexicographical_compare

可变序列算法 指可以修改它们所操作的容器内容的算法

删除算法  remove、remove_if、remove_copy、…

修改算法  for_each、transform

排序算法  sort、stable_sort、partial_sort、

排序算法 包括对序列进行排序和合并的算法、搜索算法以及有序序列上的集合操作

数值算法 对容器内容进行数值计算

 

 

 

常用的查找算法：

                 adjacent_find()（ adjacent 是邻近的意思）,binary_search(),count(),

                 count_if(),equal_range(),find(),find_if()。

常用的排序算法：

                 merge(),sort(),random_shuffle()（shuffle是洗牌的意思） ,reverse()。

常用的拷贝和替换算法：

                 copy(), replace(),

                 replace_if(),swap()

常用的算术和生成算法：

                 accumulate()（ accumulate 是求和的意思）,fill(),。

常用的集合算法：

                 set_union(),set_intersection(),

                 set_difference()。

常用的遍历算法：

                 for_each(), transform()（ transform 是变换的意思）

 

 

 

for_each:  用指定函数依次对指定范围内所有元素进行迭代访问。该函数不得修改序列中的元素

transform:   与for_each类似Œ遍历所有元素Œ但可对容器的元素进行修改

binary_search在有序序列中查找value,找到则返回true。注意：在无序序列中，不可使用。

count利用等于操作符，把标志范围内的元素与输入值比较，返回相等的个数。

find:  利用底层元素的等于操作符，对指定范围内的元素与输入值进行比较。当匹配时，结束搜索，返回该元素的迭代器。

equal_range:    返回一对iterator，第一个表示lower_bound,第二个表示upper_bound。

find_if:   使用输入的函数代替等于操作符执行find。返回被找到的元素的迭代器。

merge:    合并两个有序序列，存放到另一个序列。

sort:  以默认升的方式重新排列指定范围内的元素。若要改排规则，可以输入比较函数。

random_shuffle:     对指定范围内的元素随机调整次序。

replace(beg,end,oldValue,newValue):    将指定范围内的所有等于oldValue的元素替换成newValue。

replace_if : 将指定范围内所有操作结果为true的元素用新值替换

swap:   交换两个容器的元素

accumulate:  对指定范围内的元素求和，然后结果再加上一个由val指定的初始值。

fill:   将输入值赋给标志范围内的所有元素。

set_union:  构造一个有序序列，包含两个有序序列的并集。

set_intersection:  构造一个有序序列，包含两个有序序列的交集。

set_difference:  构造一个有序序列，该序列保留第一个有序序列中存在而第二个有序序列中不存在的元素。