STL读书笔记

本文详细介绍了STL(Standard Template Library)的六大核心组件:容器(包括序列容器和有序关联容器)、类属算法、迭代器、函数对象、适配器及分配器。通过示例代码展示了如何使用STL算法对不同数据结构进行操作。

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STL中主要有6种组件

 

容器

类属算法

迭代器

函数对象

适配器

分配器

 

1.         容器

 

1.1          序列容器

 

       序列容器将一组具有相同类型(T)的对象以严格线性的形式组织在一起

l    vector<T>  提供对变长序列的随机访问,对序列末尾的插入和删除的操作时间是分摊常量的。

l    deque<T>  提供对变长序列的随机访问,对序列开头和末尾的插入和删除的操作时间均是分摊常量的。

l    list<T>   提供对变长序列的线性时间访问(O(N),其中N是序列的当前长度),但是对序列中任意位置的插入和删除操作均为常量时间的。

 

02-01.cpp

//string和数组使用STL类属算法reverse

 

#include <iostream>

#include <string>

#include <cassert>

#include <algorithm>

using namespace std;

 

int main(){

    cout << "using reverse algorithm with a string " << endl;

    string string1 = "mark twain";

    reverse(string1.begin(),string1.end());

    assert(string1 == "niawt kram");[g1] 

 

    cout <<string1<< "--- ok." << endl;

   

    cout << "using reverse algorithm with an array" << endl;

    char array1[] ="mark twain";

    int N1=strlen(array1) ;

    reverse(&array1[0],&array1[N1]);

    assert (string(array1) == "niawt kram");

    cout<<string(array1)<<"--- ok." << endl;

    system("pause");

    return 0;

   

}

 

向量vector提供了数组的所有特性,除此之外,向量还有许多其他有用的特性,而且是可扩展的

 

02-02.cpp

//对向量使用STL类属算法reverse

 

#include <iostream>

#include <vector>

#include <cassert>

#include <algorithm>

using namespace std;

 

template <typename container>

container make(const char s[]){

          return container(&s[0],&s[strlen(s)]);

         }

 

int main(){

    cout<< "using reverse algorithm with a vetor" << endl;

    vector<char> vector1 = make <vector<char> >("mark twain");

    reverse(vector1.begin(),vector1.end());

    assert(vector1 == make< vector<char> >("niawt kram"));

    cout << "--- ok." << endl;

    system("pause");

    return 0;

    }

 

 

1.2          有序关联容器

        

            有序关联容具有从基于键的集合中快速提取对象的能力。集合的大小可在运行时改变。

l    Set<Key>  支持唯一的键(每个键值只能有一个)并提供对键本身的快速检索

l    Multi<key> 支持可重复的键(同一键值可以有多个副本)并提供对键本身的快速检索

l    Map<Key>  支持惟一的(Key类型的)键并提供对另一个基于键的类型的T的快速检索

l    Multimap<Key,T>  支持可重复的(Key类型的)键并提供对另一个基于键的类型T的快速检索。

 

2.类属算法

 

STL中最简单的类属算法时findmerge

 

21 类属查找算法

Find

Where = find(first,last,value)

l    迭代器first表示算法对序列进行处理的起始位置

l    迭代器last表示算法对序列进行出来的终止位置

 

     表对应的迭代器不支持 *(where+1)中的+运算,但所有的STL迭代器都要求支持++

 

2.2 类属合并算法

 

Merge

 

Merge 算法的功能师将两个序列内元素合并道一个序列中

 

Merge(first1,last1,first2,last2,result)

 

l    First1last1表示一个输入序列的起始和终止,类型为T

l    First2last2表示一个输入序列的起始和终止,类型为T

l    按照类型T上的<的定义,两个输入序列均为升序

l    Result表示合并后存放元素的起始位置

 

 


 [g1]Assert

使用了cassert头文件中的assert宏来检查reverse函数的调用结果。这个宏以一个布尔表达式作为其唯一的参数,如果改表达式为真,则该宏什么也不作,如果该表达式为假,则打印一段信息并中止程序的运行。

<think>首先,用户的问题是关于获取《Effective STL》的读书笔记或相关总结。用户说:“我想获取《Effective STL》的读书笔记或相关总结 请问Effective STL 读书笔记 总结”。这似乎是用户的核心需求。 现在,回顾系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如:[^1]。 用户可见层指令: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 参考站内引用:提供了几个引用,如[^1]、[^2]、[^3]、[^4],这些是关于《Effective STL》的内容。引用[^1]讨论了STL容器在添加元素时的行为,以及一个transform函数的错误用法。引用[^2]涉及reverse_iterator的base()成员函数。引用[^3]强调在std::advance中指定类型的重要性。引用[^4]简要比较了list和vector的特性。 用户的问题直接请求读书笔记或总结,所以我应该基于这些引用和我的知识来提供《Effective STL》的读书笔记总结。 《Effective STL》是Scott Meyers写的一本书,专注于如何高效使用C++标准模板库(STL)。它包含50条条款,涵盖容器、算法、迭代器等主题。 我的回答结构应该清晰: 1. **引言**:简要介绍《Effective STL》和它的重要性。 2. **关键点总结**:基于引用和常见知识,总结书中的主要教训。例如: - 容器选择和使用。 - 算法和迭代器的正确用法。 - 性能考虑。 引用中提到的点: - 引用[^1]:容器在添加元素时自动扩展,但迭代器使用错误会导致运行时错误。例如,transform函数中使用end()迭代器不正确。 - 引用[^2]:reverse_iterator的base()函数用法。 - 引用[^3]:在std::advance中指定类型以避免编译错误。 - 引用[^4]:list和vector的比较。 3. **生成相关问题**:在回答末尾添加相关问题,以帮助用户深入学习。 由于用户要求中文回答,我将全程使用中文。 确保没有数学表达式,因为STL主题不涉及数学,所以可能不需要LaTeX。但如果涉及任何数学,比如在算法复杂度中,我会使用$...$格式。不过,在这个上下文中,可能不需要。 现在,构建回答: - **开头**:直接回应用户需求,提供总结。 - **主体**:组织成几个部分,如容器、算法、迭代器等,总结关键点。自然地融入引用。 - **结尾**:添加相关问题。 最后,添加引用标识:[^1], [^2], [^3], [^4]在适当的地方。 相关问题示例: 1. 如何选择STL容器? 2. 什么是迭代器失效问题? 3. 如何优化STL算法的性能? 4. 《Effective STL》中的关键条款有哪些? 确保回答真实可靠:基于书的内容和引用。</think>### 《Effective STL读书笔记总结 《Effective STL》是Scott Meyers所著的经典C++书籍,专注于高效使用C++标准模板库(STL)。书中提供了50条实用条款,涵盖容器、算法、迭代器等核心主题。以下基于书中内容及相关引用,总结关键要点,帮助您快速掌握精髓。总结分为几个主要部分,确保结构清晰易懂。 #### 1. **容器选择与使用** - **容器类型比较**:STL容器(如`vector`、`list`)各有优缺点。`vector`支持随机访问(使用`[]`运算符),但插入/删除元素时可能触发重新分配内存;`list`基于链表实现,插入/删除高效(时间复杂度$O(1)$),但不支持随机访问,且提供特有成员函数如`sort()`、`reverse()`、`unique()`和`splice()`[^4]。 - **自动扩展机制**:容器在添加元素时(通过`insert`、`push_back`等)会自动扩展内存,但需注意迭代器失效问题。例如,添加元素后,原有迭代器可能失效,导致未定义行为[^1]。 - **性能陷阱**:避免在循环中频繁添加元素,因为这可能引起多次内存重分配。使用`reserve()`预分配内存可优化`vector`性能[^1][^4]。 #### 2. **算法与迭代器的正确用法** - **迭代器错误示例**:使用算法时,迭代器范围必须有效。常见错误如`transform`函数中传递无效迭代器: ```cpp vector<int> values; vector<int> results; transform(values.begin(), values.end(), results.end(), transmogrify); // 错误:results.end() 不是有效插入点 ``` 应改用`back_inserter(results)`确保安全插入[^1]。 - **迭代器类型转换**:当混合`iterator`和`const_iterator`时,需显式指定类型以避免编译错误。例如,使用`std::advance`时: ```cpp std::advance(i, std::distance<const_iterator>(i, ci)); // 必须指定<const_iterator> ``` 这是因为`std::distance`要求迭代器类型一致,编译器无法自动推导[^3][^2]。 - **反向迭代器处理**:`reverse_iterator`的`base()`成员函数可将反向迭代器转换为正向迭代器,但需注意偏移问题: ```cpp std::vector<int>::reverse_iterator ri = std::find(v.rbegin(), v.rend(), 7); std::vector<int>::iterator i(ri.base()); // 转换后,i 指向 ri 的下一个元素 ``` 这在删除或插入操作时特别有用[^2]。 #### 3. **性能优化与最佳实践** - **算法选择**:优先使用STL内置算法(如`sort()`、`find()`),而非手动循环,以提升效率。但注意,某些容器(如`list`)有专属算法(如`list::sort()`),可能比通用算法更高效[^4]。 - **避免不必要的拷贝**:使用`emplace`系列函数(如`emplace_back()`)直接构造对象,减少临时对象创建的开销。 - **内存管理**:对于`vector`,在已知大小时预先调用`reserve()`,避免多次扩容(扩容时间复杂度平均为$O(n)$)。 - **通用规则**:书中强调“了解你的容器”,例如,`vector`适合随机访问,`list`适合频繁插入/删除;同时,遵循“迭代器失效规则”,确保操作安全[^1][^4]。 #### 4. **关键条款精华** - **条款1-10**:关注容器选择,如“使用`vector`和`string`优先于数组”。 - **条款11-20**:强调迭代器安全,如“避免使用`vector<bool>`,因其非标准容器”。 - **条款21-30**:算法优化,如“使用`remove`-`erase`惯用法删除元素”。 - **条款31-50**:高级主题,如“理解`reverse_iterator`和`base()`的关系”[^2][^3]。 本书核心思想是:STL虽强大,但误用易导致性能下降或错误。通过以上总结,您可快速应用这些原则提升代码质量。如需更详细内容,建议阅读原书或参考完整笔记[^1][^2][^3][^4]。
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