C++复习之路（五）——STL标准模板库

一、STL概述。

1、基本概念

STL（Standard Template Library，标准模板库）是惠普实验室开发的一系列软件统称。

STL从广义上讲分为三类：algorithm（算法）、container（容器）和 iterator（迭代器）。容器和算法可以通过迭代器无缝地连接。几乎所有代码都采用了模板类和模板函数的方式。相比于传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。在C++标准中，STL被组织为下面13个头文件中：<algorithm>、<deque>、<functional>、<iterator>、<vector>、<list>、<map>、<memory>、<numeric>、<queue>、<set>、<stack>、<utility>。

老师这张图太形象了，必须放上来，感觉当初没学到精髓。容器就是存数据的地方，不同的数据根据其特点选用不同的容器，算法就是处理数据的地方。为了使得算法和存数据的地方足够通用，所以使用上了模板。为了使得算法能够对数据的处理，于是有了迭代器。

（1）STL六大组件

容器（Container）、算法（Algorithm）、迭代器（Iterator）、仿函数(Function object)、适配器（Adaptor）、空间配置器（allocator）。

（2）STL的优点

STL是C++的一部分，因此不用额外安装什么，它被内建在你的编译器之内。

STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念，但是这种分离使得STL变得非常通用。例如：STL的容器中，可以放入元素、基础数据类型变量、元素的地址等。STL中的sort（）函数可以用来操作vector、list等容器。

程序员可以不用思考STL的具体实现过程，只要能够熟练掌握使用STL就可以。

STL具有高可重用性，高性能，高移植性，跨平台的优点。高重用性：STL几乎所有的代码都采用了模板类和模板函数的方式实现；高性能：如map可以高效地从十几万条记录里面查找出指定的记录，因为map指定的时采用红黑树的变体实现的。（红黑树是平衡二叉树的一种）

2、容器container

在实际的开发过程中，当程序存在着对时间要求很高的部分时，数据结构的选择就显得很重要。STL容器为我们提供特定类型下的数据结构，通过设置一些模板，STL容器对常用的数据结构提供了支持，这些模板的参数允许我们制定容器中元素的数据类型。容器部分主要头文件<vector>、<list>、<deque>、<set>、<map>、<stack>和<queue>组成。

（1）容器的概念

用来管理一组数据。

各种类型的容器的形象示意图

（2）容器的分类

序列式容器（Sequence containers）

每个容器有一个固定位置——取决于插入时机和地点，和元素值无关。如vector、deque、list。

关联式容器（Associated containers）

元素位置取决于特定的排序准则，和插入顺序无关。如set、multiset、map、multimap。

3、迭代器iterator

迭代器在STL中用来将算法和容器联系起来，起着一种黏合剂的作用，几乎所有的STL提供的所有算法都是通过迭代器存取元素序列进行工作的。每一个容器都定义了其本身所专有的迭代器，用以存取容器中的元素。迭代器部分主要由头文件<utility>、<iterator>和<memory>组成。

4、算法alogrithm

C++利用模板的机制允许推迟某些类型的选择，STL利用这一点提供了相当多的有用算法，在一个有效的框架中完成这些算法——将所有的数据类型划分为少数的几类，就可以在模板参数中使用一种类型代替同一种类的其他类型。STL实现了大约100个实现算法的模板函数。算法部分主要由头文件<algorithm> <numeric>和<functional>组成。

5、C++标准库

太多太多了，我可以抽空再好好理吗。。。。。

 

二、容器

1、string

（1）string的概念

string是STL的字符串类型，通常用来表示字符串。string和char *的比较：string是一个类，char *是一个指向字符的指针；string中封装了char *,管理这个字符串，是一个char *型的容器；string不用考虑内存释放和越界问题，string管理char *所分配的内存，每一个string复制，取值都由string类维护；string提供了一系列的字符串操作函数：查找find、拷贝copy、删除erase、替换replace、插入insert。

（2）string的构造函数

string（）；                         //默认构造函数，构造一个空的字符串string s1

string（const string &str）;  //拷贝构造函数，构造一个和str一样的string

string（const  char *s）；  //带参构造函数，用字符串s初始化

string(int n, char c);             //带参构造函数，用n个字符c初始化

（3）string类的存取操作

connst char &operator [](int n)  const;     //   [ ]在刚好越界的时会返回char(0) zai

const char & at(int n) const;                   //at()在越界时抛出异常

 （4）从string取得const char *的操作

const char * c_str() const;       //返回一个以'\0'结尾的字符串的首地址

（5）从stirng拷贝到指向char *指向的内存空间的操作

int copy(char *s, int n, int pos = 0) const;  //把当前串中以pos开始的n个字符拷贝到以s为起始位置的字符数组中，返回实际拷