C++ STL详解-优快云博客

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C++STL

什么是STL？

STL 是“Standard Template Library”的缩写，中文译为“标准模板库”。

STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。这是STL能够得到广泛复用的原因之一，例如，由于STL的sort()函数是完全通用的，你可以用它来操作几乎任何数据集合，包括链表，容器和数组；

STL另一个重要特性是它不是面向对象的。对于OOP的三大特性，STL基本都不包含，相反，STL主要依赖于模板。另外，由于STL是基于模板的，其内联函数的大量使用使得生成的代码短小高效。

STL的六大组件

容器（Container），对应数据结构，如list，vector，和deque ，以模板类的方法提供。为了访问容器中的数据，可以使用由容器类输出的迭代器；
迭代器（Iterator），提供了访问容器中对象的方法。例如，可以使用一对迭代器指定list或vector中的一定范围的对象。从使用上来说，迭代器可以看成是指针。
算法（Algorithm），是用来操作容器中的数据的模板函数。例如，STL用sort()来对一个vector中的数据进行排序，用find()来搜索一个list中的对象，需要注意的是，STL的算法都是基于模板的，因此对于简单或复杂的数据类型都是可行的。
仿函数（Functor），如果一个类将 () 运算符重载为成员函数，这个类就称为函数对象类，这个类的对象就是函数对象（又称仿函数）。
适配器（Adaptor），可以使一个类的接口（模板的参数）适配成用户指定的形式，从而让原本不能在一起工作的两个类工作在一起。值得一提的是，容器、迭代器和函数都有适配器。
分配器（allocator），为容器类模板提供自定义的内存申请和释放功能，由于往往只有高级用户才有改变内存分配策略的需求，因此内存分配器对于一般用户来说，并不常用。

容器

STL包括了很多种容器，但主要分类的话，可以如下分类：

头文件

在当前的标准模板库STL中，主要包括了以下十三个头文件，这是三个头文件也是使用STL的必须的头文件，分别封装了一定的数据结构与算法

iterator	functional	vector	deque
list	queue	stack	set
map	algorithm	numeric	memory
utility

迭代器

无论是序列式容器还是关联式容器，我们都要对容器内部的元素执行各种操作，比如增删改查，但STL是为了让算法与容器分隔开的，对于不同类型的元素应该都可以采用同一种模式进行操作。基于此，迭代器就诞生了，迭代器与C的指针类似，它可以是需要的任意类型，通过迭代器可以指向容器中的某个元素，如果需要，还可以对该元素进行读/写操作。

迭代器分类

迭代器总共有五种，分为输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器。

输入输出迭代器与另外三种迭代器不同，他们的操作对象是输入输出流，而另外三种迭代器操作容器。

正向迭代器（前向迭代器）	顾名思义，正向迭代器支持“正向”的操作，也就是如果p是一个迭代器，那么我们可以对p执行p++,++p,*p，但不可以执行p--等“反向”操作，此外，正向迭代器还支持赋值、复制和比较
双向迭代器	可以使用正向迭代器的全部功能，除此之外还支持p--,--p
随机访问迭代器	支持所有双向迭代器的操作，除此之外，随机访问迭代器还支持p += i,p -= i,p+i,p-i,p[i]这一系列更贴近真实的指针的操作，此外，两个随机访问迭代器还支持比较操作，也就是可以对两个随机访问迭代器进行< > <= >=的操作，此外，对于两个随机访问迭代器，p2-p1也有意义，类似于两个指针作差

需要注意的是，根据容器支持的迭代器的类型不同，其支持的算法也会有所不同。

对于STL中的容器，其支持的迭代器如下：

array	随机访问迭代器
vector	随机访问迭代器
deque	随机访问迭代器
list	双向迭代器
set / multiset	双向迭代器
map / multimap	双向迭代器
forward_list	前向迭代器
unordered_map / unordered_multimap	前向迭代器
unordered_set / unordered_multiset	前向迭代器
stack	不支持迭代器
queue	不支持迭代器

定义迭代器

定义一个迭代器，可以采用如下四种方式：

正向迭代器（前向迭代器）	容器类名::iterator 迭代器名;
常量正向迭代器	容器类名::const_iterator 迭代器名;
反向迭代器（反向迭代器适配器）	容器类名::reverse_iterator 迭代器名;
常量反向迭代器	容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

迭代器的操作类似指针，使用*迭代器名即可访问对应的元素

常量与非常量迭代器只有能不能修改其指向的元素这一区别，而反向迭代器与正向迭代器的区别只在于对正向迭代器进行++操作会往后指一位，对反向则往前指一位。

需要指出的是，由于每个容器对于支持的迭代器类型不同，所以有的容器是不支持某些迭代器的，比如forward_list容器就只支持正向迭代器，不支持反向迭代器

基本STL及其用法：
序列式容器，戳这里！
怎么用关联式容器？
无序式关联式容器，基于哈希的数据结构
 不懂容器适配器？戳这里！