C++ STL基本容器的使用

主要参考:http://blog.youkuaiyun.com/conanswp/article/details/23297441

C++中有两种类型的容器:顺序容器关联容器。顺序容器主要有vectorlistdeque等。其中vector表示一段连续的内存,基于数组实现,list表示非连续的内存,基于链表实现,deque与vector类似,但是对首元素提供插入和删除的双向支持。关联容器主要有mapset。map是key-value形式,set是单值。map和set只能存放唯一的key,multimap和multiset可以存放多个相同的key。

容器类自动申请和释放内存,因此无需new和delete操作。

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一、vector

vector基于模板实现,需包含头文件vector

1.定义和初始化

    //1.定义和初始化

    vector<int> vec1;   //默认初始化,vec1为空

    vector<int> vec2(vec1); //使用vec1初始化vec2

    vector<int> vec3(vec1.begin(),vec1.end());//使用vec1初始化vec2

    vector<int> vec4(10);   //10个值为0的元素

    vector<int> vec5(10,4); //10个值为4的元素

    //2.常用操作方法

    vec1.push_back(100);            //添加元素

    int size = vec1.size();        //元素个数

    bool isEmpty = vec1.empty();   //判断是否为空

    cout<<vec1[0]<<endl;        //取得第一个元素

    vec1.insert(vec1.end(),5,3);    //从vec1.back位置插入5个值为3的元素

    vec1.pop_back();              //删除末尾元素

    vec1.erase(vec1.begin(),vec1.end());//删除之间的元素,其他元素前移

    cout<<(vec1==vec2)?true:false//判断是否相等==、!=、>=、<=...

    vector<int>::iterator iter = vec1.begin();   //获取迭代器首地址

    vector<int>::const_iterator c_iter = vec1.begin();  //获取const类型迭代器

    vec1.clear();                 //清空元素

    //3.遍历

    //下标法

    int length = vec1.size();

    for(int i=0;i<length;i++)

    {

       cout<<vec1[i];

    }

    cout<<endl<<endl;

    //迭代器法

    vector<int>::const_iterator iterator = vec1.begin();

    for(;iterator != vec1.end();iterator++)

    {

       cout<<*iterator;

    }

iterator与const_iterator的区别:

1.iterator,const_iterator作用:遍历容器内的元素,并访问这些元素的值。

iterator可以改元素值,但const_iterator不可改。跟C的指针有点像。
(容器均可以++iter,而vector还可以iter-n, iter+n,n为一整型,iter1-iter2:结果是difference_type类型,表两元素的距离.)
2.const_iterator 对象可以用于const vector 或非 const vector,它自身的值可以改(可以指向其他元素),但不能改写其指向的元素值.
3.const iterator与const_iterator是不一样的:声明一个 const iterator时,必须初始化它。一旦被初始化后,就不能改变它的值,它一旦被初始化后,只能用它来改它指的元素,不能使它指向其他元素。(因此const iterator几乎没什么用途)

unique函数

在STL中unique函数是一个去重函数, unique的功能是去除相邻的重复元素(只保留一个),其实它并不真正把重复的元素删除,是把重复的元素移到后面去了,然后依然保存到了原数组中,然后 返回去重后最后一个元素的地址,因为unique去除的是相邻的重复元素,所以一般用之前都会要排一下序。

例如,若调用sort后,vector的对象的元素按次序排列如下:

sort  jumps  over quick  red  red  slow  the  the turtle
则调用unique后,vector中存储的内容是:


注意,words的大小并没有改变,依然保存着10个元素;只是这些元素的顺序改变了。调用unique“删除”了相邻的重复值。给“删除”加上引号是因为unique实际上并没有删除任何元素,而是将无重复的元素复制到序列的前段,从而覆盖相邻的重复元素。

unique返回的迭代器指向超出无重复的元素范围末端的下一个位置

eg.把一个向量中的元素去重!

sort(words.begin(), words.end()); 
vector<string>::iterator end_unique =  unique(words.begin(), words.end()); 
words.erase(end_unique, words.end());

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二、list

List是stl实现的双向链表,与 向量(vectors)相比, 它允许快速的插入和删除,但是随机访问却比较慢。

需要添加头文件list。

   //1.定义和初始化

    list<int> lst1;          //创建空list

    list<int> lst2(3);      //创建含有三个元素的list

    list<int> lst3(3,2);   //创建含有三个元素的list

    list<int> lst4(lst2);   //使用lst2初始化lst4

    list<int> lst5(lst2.begin(),lst2.end()); //同lst4

    //2.常用操作方法

    lst1.assign(lst2.begin(),lst2.end()); //分配值

    lst1.push_back(10);                   //添加值

    lst1.pop_back();                  //删除末尾值

    lst1.begin();                     //返回首值的迭代器

    lst1.end();                           //返回尾值的迭代器

    lst1.clear();                     //清空值

    bool isEmpty1 = lst1.empty();         //判断为空

    lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end());                       //删除元素

    lst1.front();                     //返回第一个元素的引用

    lst1.back();                      //返回最后一个元素的引用

    lst1.insert(lst1.begin(),3,2);        //从指定位置插入3个2

    lst1.rbegin();                        //返回第一个元素的前向指针

    lst1.remove(2);                       //相同的元素全部删除

    lst1.reverse();                       //反转

    lst1.size();                      //含有元素个数

    lst1.sort();                      //排序

    lst1.unique();                        //删除相邻重复元素

    //3.遍历

    //迭代器法

    for(list<int>::const_iterator iter = lst1.begin();iter != lst1.end();iter++)

    {

       cout<<*iter;

    }

    cout<<endl;

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三、deque
deque容器类与vector类似,支持随机访问和快速插入删除,它在容器中某一位置上的操作所花费的是线性时间。与vector不同的是,deque还支持从开始端插入数据:push_front()。其余类似vector操作方法的使用。

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四、map
C++中map容器提供一个键值对(key/value)容器,map与multimap差别仅仅在于multiple允许一个键对应多个值。需要包含头文件map。对于迭代器来说,可以修改实值,而不能修改key。Map会根据key自动排序

    //1.定义和初始化

    map<int,string> map1;                 //空map

    //2.常用操作方法

    map1[3] = "Saniya";                    //添加元素

    map1.insert(map<int,string>::value_type(2,"Diyabi"));//插入元素

    //map1.insert(pair<int,string>(1,"Siqinsini"));

    map1.insert(make_pair<int,string>(4,"V5"));

    string str = map1[3];                 //根据key取得value,key不能修改

    map<int,string>::iterator iter_map = map1.begin();//取得迭代器首地址

    int key = iter_map->first;            //取得key

    string value = iter_map->second;      //取得value

    map1.erase(iter_map);                 //删除迭代器数据

    map1.erase(3);                        //根据key删除value

    map1.size();                      //元素个数

    map1.empty();                      //判断空

    map1.clear();                     //清空所有元素

    //3.遍历

    for(map<int,string>::iterator iter = map1.begin();iter!=map1.end();iter++)

    {

       int keyk = iter->first;

       string valuev = iter->second;

    }

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五、set

set的含义是集合,它是一个有序的容器,里面的元素都是排序好的,支持插入,删除,查找等操作,就像一个集合一样。所有的操作的都是严格在logn时间之内完成,效率非常高。set和multiset的区别是:set插入的元素不能相同,但是multiset可以相同。Set默认自动排序。使用方法类似list。

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(1) vector
内部数据结构:数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
在末尾增加或删除元素所需时间与元素数目无关,在中间或开头增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
可动态增加或减少元素,内存管理自动完成,但程序员可以使用reserve()成员函数来管理内存
vector的迭代器在内存重新分配时将失效(它所指向的元素在该操作的前后不再相同)。当把超过capacity()-size()个元素插入vector中时,内存会重新分配,所有的迭代器都将失效;否则,指向当前元素以后的任何元素的迭代器都将失效。当删除元素时,指向被删除元素以后的任何元素的迭代器都将失效。

(2)deque
内部数据结构:数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
在开头和末尾增加元素所需时间与元素数目无关,在中间增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
可动态增加或减少元素,内存管理自动完成,不提供用于内存管理的成员函数。
增加任何元素都将使deque的迭代器失效。在deque的中间删除元素将使迭代器失效。在deque的头或尾删除元素时,只有指向该元素的迭代器失效。

(3)list
内部数据结构:双向环状链表。
不能随机访问一个元素。
可双向遍历。
在开头、末尾和中间任何地方增加或删除元素所需时间都为常量。
可动态增加或减少元素,内存管理自动完成。
增加任何元素都不会使迭代器失效。删除元素时,除了指向当前被删除元素的迭代器外,其它迭代器都不会失效。

(4)slist
内部数据结构:单向链表。
不可双向遍历,只能从前到后地遍历。
其它的特性同list相似。

(5)stack
适配器,它可以将任意类型的序列容器转换为一个堆栈,一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能后进先出(LIFO)。
不能遍历整个stack。

(6)queue
适配器,它可以将任意类型的序列容器转换为一个队列,一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能先进先出(FIFO)。
不能遍历整个queue。

(7)priority_queue
适配器,它可以将任意类型的序列容器转换为一个优先级队列,一般使用vector作为底层存储方式。
只能访问第一个元素,不能遍历整个priority_queue。
第一个元素始终是优先级最高的一个元素。

(8)set
键和值相等。
键唯一。
元素默认按升序排列。
如果迭代器所指向的元素被删除,则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(9)multiset
键可以不唯一。
其它特点与set相同。

(10)hash_set
与set相比较,它里面的元素不一定是经过排序的,而是按照所用的hash函数分派的,它能提供更快的搜索速度(当然跟hash函数有关)。
其它特点与set相同。

(11)hash_multiset
键可以不唯一。
其它特点与hash_set相同。

(12)map
键唯一。
元素默认按键的升序排列
如果迭代器所指向的元素被删除,则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(13)multimap
键可以不唯一。
其它特点与map相同。

(14)hash_map
与map相比较,它里面的元素不一定是按键值排序的,而是按照所用的hash函数分派的,它能提供更快的搜索速度(当然也跟hash函数有关)。
其它特点与map相同。

(15)hash_multimap
键可以不唯一。
其它特点与hash_map相同。



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