STL (C++)_stl csdn-优快云博客

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什么是 STL？为什么需要 STL？

STL（Standard Template Library，标准模板库）是 C++ 提供的一组模板类和函数的集合，包含容器（如 vector、map）、迭代器和算法。
STL 算法模块提供了一系列通用算法（如排序、查找、修改、复制等），让开发者可以直接在标准容器上进行高效操作。

需要 STL 的原因：

减少代码冗余：无需重复编写常见算法，如排序、查找等。
提升效率：STL 算法是经过优化的通用实现，性能稳定。
提高可读性和可维护性：让代码更直观、更易理解。
跨平台支持：STL 是 C++ 标准库的一部分，具有良好的移植性。

STL 的好处

丰富功能：STL 提供了一套完整的容器、算法和迭代器，几乎涵盖了日常开发的所有需求。
通用性强：算法和容器可以组合使用，适用于各种类型的数据。
高性能：STL 算法经过严格的设计和优化，在大多数场景下效率极高。
简化开发：开发者可以专注于业务逻辑，而不是编写底层实现。
兼容性强：STL 是现代 C++ 的核心内容，几乎所有 C++ 开发工具链都支持。

学习 STL 算法的步骤

了解 STL 的基本组成：
- 容器（如 vector, map, list）
- 迭代器（如 begin(), end(), rbegin(), rend()）
- 算法模块（如 sort, find, for_each）
学习常用算法：
- 非修改算法：如 find, count, equal
- 修改算法：如 sort, reverse, replace
- 数值算法：如 accumulate, partial_sum
练习结合使用：在实际项目中尝试用 STL 算法操作容器。
深入研究高级用法：学习自定义比较器、Lambda 表达式与 STL 的结合使用

示例展示

示例 1：排序（`std::sort`）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums = {5, 3, 8, 6, 2};
    std::sort(nums.begin(), nums.end()); // 升序排序

    for (int num : nums)
        std::cout << num << " "; // 输出: 2 3 5 6 8

    return 0;
}

示例 2：查找元素（std::find）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto it = std::find(nums.begin(), nums.end(), 3);

    if (it != nums.end())
        std::cout << "Found: " << *it << std::endl; // 输出: Found: 3
    else
        std::cout << "Not Found" << std::endl;

    return 0;
}

示例 3：统计元素出现次数（std::count）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 2, 2, 5};
    int count = std::count(nums.begin(), nums.end(), 2);

    std::cout << "2 appears " << count << " times" << std::endl; // 输出: 2 appears 3 times
    return 0;
}

示例 4：结合 Lambda 表达式过滤数据（std::copy_if）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> evens;

    std::copy_if(nums.begin(), nums.end(), std::back_inserter(evens), [](int n) {
        return n % 2 == 0; // 只保留偶数
    });

    for (int num : evens)
        std::cout << num << " "; // 输出: 2 4

    return 0;
}

示例 5：累加容器元素（std::accumulate）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 0);

    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl; // 输出: Sum: 15
    return 0;
}

总结

STL 算法的特点：
- 高效：经过优化的标准实现。
- 易用：简单直观，代码更加简洁。
- 可组合：算法、容器和迭代器可以灵活组合。
STL 算法的优点：
- 降低开发成本。
- 提高代码的可读性。
- 易于维护和扩展。
常见的 STL 算法：
- 非修改：find, count, equal, all_of
- 修改：sort, reverse, replace, transform
- 数值：accumulate, partial_sum, inner_product
建议：
- 熟悉常见容器（如 vector 和 map）。
- 学会在容器上使用迭代器。
- 多练习 STL 算法的组合使用，如结合 Lambda 表达式实现复杂功能。