C++ STL



STL的代码从广义上讲分为三类:algorithm(算法)、container(容器)和iterator(迭代器)


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

<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个(尽管它很好理解),它是由一大堆模版函数组成的,可以认为每个函数在很大程度上都是独立的,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、移除、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。


容器部分主要由头文件<vector>,<list>,<deque>,<set>,<map>,<stack><queue>组成。对于常用的一些容器和容器适配器(可以看作由其它容器实现的容器),可以通过下表总结一下它们和相应头文件的对应关系。

向量(vector)连续存储的元素<vector>

列表(list)      由节点组成的双向链表,每个结点包含着一个元素<list>

双队列(deque)连续存储的指向不同元素的指针所组成的数组<deque>

集合(set)由节点组成的红黑树,每个节点都包含着一个元素,节点之间以某种作用于元素对的谓词排列,没有两个不同的元素能够拥有相同的次序 <set>

多重集合(multiset)允许存在两个次序相等的元素的集合 <set>

(stack)后进先出的值的排列 <stack>

队列(queue)先进先出的执的排列 <queue>

优先队列(priority_queue)元素的次序是由作用于所存储的值对上的某种谓词决定的的一种队列 <queue>

映射(map){键,值}对组成的集合,以某种作用于键对上的谓词排列 <map>

多重映射(multimap)允许键对有相等的次序的映射 <map>


迭代器部分主要由头文件<utility>,<iterator><memory>组成。

<utility>是一个很小的头文件,它包括了贯穿使用在STL中的几个模板的声明,

<iterator>中提供了迭代器使用的许多方法,而对于<memory>的描述则十分的困难,它以不同寻常的方式为容器中的元素分配存储空间,同时也为某些算法执行期间产生的临时对象提供机制,<memory>中的主要部分是模板类allocator,它负责产生所有容器中的默认分配器。








迭代器(iterator)

  个人理解就是把所有和迭代有关的东西给抽象出来的,不管是数组的下标,指针,for里面的、list里面的、vector里面的,抽象一下变成了iterator

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <vector>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     vector<int> v;
 9     for(int i = 0; i < 10; ++i )
10     {
11         v.push_back(i);
12     }
13     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
14     {
15         cout << *it << " ";
16     }
17     cout << endl;
18     return 0;
19 }
复制代码

  

  求和(<numeric> accumulate)

  accumulate(v.begin(),v.end(),0),把从 v.begin() 开始到 v.end()结束所有的元素加到0上面去

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <vector>
 3 #include <numeric>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     vector<int> v;
10     for(int i = 0; i < 10; ++i )
11     {
12         v.push_back(i);
13     }
14     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
15     {
16         cout << *it << " ";
17     }
18     cout << endl;
19     cout << accumulate(v.begin(),v.end(),0) << endl;
20     return 0;
21 }
复制代码

 

 

  vector(动态数组)

  vector有内存管理的机制,也就是说对于插入和删除,vector可以动态调整所占用的内存空间。  

  vector相关函数

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <vector>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     vector<int> v;
 9     v.push_back(3);  //数组尾部插入3
10     v.push_back(2);
11     v.push_back(1);
12     v.push_back(0);
13     cout << " 下标 " << v[3] << endl;
14     cout << " 迭代器 " << endl;
15     for(vector<int>::iterator i = v.begin();i!= v.end();++i)
16     {
17         cout << *i << " ";
18     }
19     cout << endl;
20     //在第一个元素之前插入111  insert begin+n是在第n个元素之前插入
21     v.insert(v.begin(),111);
22     //在最后一个元素之后插入222 insert end + n 是在n个元素之后插入
23     v.insert(v.end(),222);
24 
25     for(vector<int>::iterator i = v.begin();i!= v.end();++i)
26     {
27         cout << *i << " ";
28     }
29     cout << endl;
30 
31     vector<int> arr(10);
32     for(int i = 0; i < 10; i++)
33     {
34         arr[i] = i;
35     }
36     for(vector<int>::iterator i = arr.begin();i!= arr.end();++i)
37     {
38         cout << *i << " ";
39     }
40     cout << endl;
41 
42     //删除 同insert
43     arr.erase(arr.begin());
44 
45     for(vector<int>::iterator i = arr.begin();i!= arr.end();++i)
46      {
47         cout << *i << " " ;
48      }
49     cout << endl ;
50 
51     arr.erase(arr.begin(),arr.begin()+5);
52 
53     for(vector<int>::iterator i = arr.begin();i!= arr.end();++i)
54     {
55         cout << *i << " " ;
56     }
57     cout << endl ;
58     return 0 ;
59  }
复制代码

 


  数组转置 (<algorithm> reverse)

  reverse(v.begin(),v.end())

View Code
复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<vector>
 3 #include<algorithm>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     vector<int> v;
10     for(int i = 0; i < 10; ++i)
11     {
12         v.push_back(i);
13     }
14     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
15     {
16         cout << *it << " ";
17     }
18     cout << endl;
19 
20     reverse(v.begin(),v.end());
21 
22 
23     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
24     {
25         cout << *it << " ";
26     }
27     cout << endl;
28     return 0;
29 }
复制代码


排序(<algorithm> sort)

sort的简单用法:

#include<iostream>

int array[10]={....};

sort(array,array+10);//直接将array数组排序

bool cmp(int a,int b)//自己定义排序顺序

{

    return a>b;

}

sort(array,array+10,cmp);



  sort(v.begin(),v.end())

View Code
复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<vector>
 3 #include<algorithm>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 bool Comp(const int &a,const int &b)
 8 {
 9     return a>b;
10 }
11 
12 int main()
13 {
14     vector<int> v;
15     v.push_back(1);
16     v.push_back(3);
17     v.push_back(2);
18     v.push_back(55);
19     v.push_back(-1);
20     v.push_back(0);
21     v.push_back(2);
22     v.push_back(3);
23     v.push_back(4);
24 
25     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
26     {
27         cout << *it << " ";
28     }
29     cout << endl;
30 
31     //默认升序
32     sort(v.begin(),v.end());
33 
34 
35     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
36     {
37         cout << *it << " ";
38     }
39     cout << endl;
40 
41     //用降序 需要自定义一个降序函数
42     sort(v.begin(),v.end(),Comp);
43 
44 
45     for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
46     {
47         cout << *it << " ";
48     }
49     cout << endl;
50 
51     return 0;
52 }
复制代码

set容器

  set是用红黑树的平衡二叉索引树的数据结构来实现的,插入时,它会自动调节二叉树排列,把元素放到适合的位置,确保每个子树根节点的键值大于左子树所有的值、小于右子树所有的值,插入重复数据时会忽略。set迭代器采用中序遍历,检索效率高于vector、deque、list,并且会将元素按照升序的序列遍历。set容器中的数值,一经更改,set会根据新值旋转二叉树,以保证平衡,构建set就是为了快速检索(python中的set一旦建立就是一个常量,不能改的)。

  multiset,与set不同之处就是它允许有重复的键值。

  正反遍历,迭代器iterator、reverse_iterator

View Code
复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<set>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     set<int> v;
 9     v.insert(1);
10     v.insert(3);
11     v.insert(5);
12     v.insert(2);
13     v.insert(4);
14     v.insert(3);
15 
16     //中序遍历 升序遍历
17     for(set<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
18     {
19         cout << *it << " ";
20     }
21     cout << endl;
22 
23     for(set<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit)
24     {
25         cout << *rit << " ";
26     }
27     cout << endl;
28 
29     return 0;
30 }
复制代码

  自定义比较函数,insert的时候,set会使用默认的比较函数(升序),很多情况下需要自己编写比较函数。

  1、如果元素不是结构体,可以编写比较函数,下面这个例子是用降序排列的(和上例插入数据相同):

View Code
复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<set>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 struct Comp
 7 {
 8     //重载()
 9     bool operator()(const int &a, const int &b)
10     {
11         return a > b;
12     }
13 };
14 int main()
15 {
16     set<int,Comp> v;
17     v.insert(1);
18     v.insert(3);
19     v.insert(5);
20     v.insert(2);
21     v.insert(4);
22     v.insert(3);
23   
24     for(set<int,Comp>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
25     {
26         cout << *it << " ";
27     }
28     cout << endl;
29 
30     for(set<int,Comp>::reverse_iterator rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit)
31     {
32         cout << *rit << " ";
33     }
34     cout << endl;
35 
36     return 0;
37 }
复制代码


2、元素本身就是结构体,直接把比较函数写在结构体内部,下面的例子依然降序:

View Code
复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<set>
 3 #include<string>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 struct Info
 8 {
 9     string name;
10     double score;
11 
12     //重载 <
13     bool operator < (const Info &a) const
14     {
15         return a.score < score;
16     }
17 };
18 int main()
19 {
20     set<Info> s;
21     Info info;
22 
23     info.name = "abc";
24     info.score = 123.3;
25     s.insert(info);
26 
27     info.name = "EDF";
28     info.score = -23.53;
29     s.insert(info);
30 
31 
32     info.name = "xyz";
33     info.score = 73.3;
34     s.insert(info);
35     
36     for(set<Info>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
37     {
38         cout << (*it).name << ":" << (*it).score << endl;
39     }
40     cout << endl;
41 
42     for(set<Info>::reverse_iterator rit = s.rbegin(); rit != s.rend(); ++rit)
43     {
44         cout << (*rit).name << ":" << (*rit).score << endl;
45     }
46     cout << endl;
47 
48     return 0;
49 }
复制代码

  multiset与set的不同之处就是key可以重复,以及erase(key)的时候会删除multiset里面所有的key并且返回删除的个数。

  map

  map也是使用红黑树,他是一个键值对(key:value映射),便利时依然默认按照key程序的方式遍历,同set。


复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<map>
 3 #include<string>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     map<string,double> m;
10 
11     //声明即插入
12     m["li"] = 123.4;
13     m["wang"] = 23.1;
14     m["zhang"] = -21.9;
15     m["abc"] = 12.1;
16     for(map<string,double>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
17     {
18         //first --> key second --> value
19         cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;
20     }
21     cout << endl;
22     return 0;
23 }
复制代码

  用map实现数字分离

  string --> number

  之前用string进行过数字分离,现在使用map

 View Code

复制代码
 1 #include<iostream>
 2 #include<map>
 3 #include<string>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     map<char,int> m;
10 
11     m['0'] = 0;
12     m['1'] = 1;
13     m['2'] = 2;
14     m['3'] = 3;
15     m['4'] = 4;
16     m['5'] = 5;
17     m['6'] = 6;
18     m['7'] = 7;
19     m['8'] = 8;
20     m['9'] = 9;
21     /*
22         等价于
23         for(int i = 0; i < 10; ++i)
24         {
25             m['0' + i] = i;
26         }
27     */
28 
29     string sa;
30     sa = "9876543210";
31     int sum = 0;
32     for( int i = 0; i < sa.length(); ++i)
33     {
34         sum += m[sa[i]];
35     }
36     cout << sum << endl;
37     return 0;
38 }
复制代码

  number --> string

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <map>
 3 #include <string>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     map<int,char> m;
10 
11     for(int i = 0; i < 10; ++i)
12     {
13         m[i] = '0' + i;
14     }
15 
16     int n = 7;
17 
18     string out = "the number is :";
19     cout << out + m[n] << endl;
20 
21     return 0;
22 }
复制代码

  multimap

  multimap由于允许有重复的元素,所以元素插入、删除、查找都与map不同。

  插入insert(pair<a,b>(value1,value2))

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <map>
 3 #include <string>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int main()
 8 {
 9     multimap<string,double> m;
10 
11     m.insert(pair<string,double>("Abc",123.2));
12     m.insert(pair<string,double>("Abc",123.2));
13     m.insert(pair<string,double>("xyz",-43.2));
14     m.insert(pair<string,double>("dew",43.2));
15 
16     for(multimap<string,double>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); ++it )
17     {
18         cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;
19     }
20     cout << endl;
21 
22     return 0;
23 }
复制代码

  至于删除和查找,erase(key)会删除掉所有key的map,查找find(key)返回第一个key的迭代器

  deque

  deque和vector一样,采用线性表,与vector唯一不同的是,deque采用的分块的线性存储结构,每块大小一般为512字节,称为一个deque块,所有的deque块使用一个Map块进行管理,每个map数据项记录各个deque块的首地址,这样以来,deque块在头部和尾部都可已插入和删除元素,而不需要移动其它元素。使用push_back()方法在尾部插入元素,使用push_front()方法在首部插入元素,使用insert()方法在中间插入元素。一般来说,当考虑容器元素的内存分配策略和操作的性能时,deque相对vectore更有优势。(下面这个图,我感觉Map块就是一个list< map<deque名字,deque地址> >)

  插入删除

  遍历当然可以使用下标遍历,在这里使用迭代器。

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <deque>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     deque<int> d;
 9 
10     //尾部插入
11     d.push_back(1);
12     d.push_back(3);
13     d.push_back(2);
14     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
15     {
16         cout << (*it) << " ";
17     }
18     cout << endl << endl;
19 
20     //头部插入
21     d.push_front(10);
22     d.push_front(-23);
23     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
24     {
25         cout << (*it) << " ";
26     }
27     cout << endl << endl;
28 
29     d.insert(d.begin() + 2,9999);
30     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
31     {
32         cout << (*it) << " ";
33     }
34     cout << endl << endl;
35 
36     //反方向遍历
37     for(deque<int>::reverse_iterator rit = d.rbegin(); rit != d.rend(); ++rit )
38     {
39         cout << (*rit) << " ";
40     }
41     cout << endl << endl;
42 
43     //删除元素pop pop_front从头部删除元素 pop_back从尾部删除元素 erase中间删除 clear全删
44     d.clear();
45     d.push_back(1);
46     d.push_back(2);
47     d.push_back(3);
48     d.push_back(4);
49     d.push_back(5);
50     d.push_back(6);
51     d.push_back(7);
52     d.push_back(8);
53     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
54     {
55         cout << (*it) << " ";
56     }
57     cout << endl;
58 
59     d.pop_front();
60     d.pop_front();
61     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
62     {
63         cout << (*it) << " ";
64     }
65     cout << endl;
66 
67     d.pop_back();
68     d.pop_back();
69     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
70     {
71         cout << (*it) << " ";
72     }
73     cout << endl;
74 
75     d.erase(d.begin() + 1);
76     for(deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); ++it )
77     {
78         cout << (*it) << " ";
79     }
80     cout << endl;
81     return 0;
82 }
复制代码

  list

  list<int> l

  插入:push_back尾部,push_front头部,insert方法前往迭代器位置处插入元素,链表自动扩张,迭代器只能使用++--操作,不能用+n -n,因为元素不是物理相连的。

  遍历:iterator和reverse_iterator正反遍历

  删除:pop_front删除链表首元素;pop_back()删除链表尾部元素;erase(迭代器)删除迭代器位置的元素,注意只能使用++--到达想删除的位置;remove(key) 删除链表中所有key的元素,clear()清空链表。

  查找:it = find(l.begin(),l.end(),key)

  排序:l.sort()

  删除连续重复元素:l.unique() 【2 8 1 1 1 5 1】 --> 【 2 8 1 5 1】

  bitset

  从来没用过,上两幅图吧就:

  stack(后进先出)

  

这个印象深刻,学数据结构的时候做表达式求值的就是用的栈。

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <stack>
 3 using namespace std;
 4 
 5 int main()
 6 {
 7 
 8     stack<int> s;
 9     s.push(1);
10     s.push(2);
11     s.push(4);
12     s.push(5);
13 
14     cout << s.size() << endl;
15 
16     while(s.empty() != true)
17     {
18         cout << s.top() << endl;
19         s.pop();
20     }
21     return 0;
22 }
复制代码

 

  stack然我唯一费解之处在于,貌似它没有iterator,可以试试s.begin()编译器报错的。

  queue(先进先出)

  queue有入队push(插入)、出队pop(删除)、读取队首元素front、读取队尾元素back、empty,size这几种方法

  priority_queue(最大元素先出)

 

 

 

View Code
复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <queue>
 3 using namespace std;
 4 
 5 int main()
 6 {
 7 
 8     priority_queue<int> pq;
 9 
10     pq.push(1);
11     pq.push(3);
12     pq.push(2);
13     pq.push(8);
14     pq.push(9);
15     pq.push(0);
16 
17     cout << "size: " << pq.size() << endl;
18 
19     while(pq.empty() != true)
20     {
21         cout << pq.top() << endl;
22         pq.pop();
23     }
24     return 0;
25 }
复制代码

  重载操作符同set重载操作符。





评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值