STL简介

C++ STL详解

最新推荐文章于 2024-10-06 17:22:55 发布

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本文详细介绍了C++标准模板库(STL)的核心概念及其主要组成部分，包括容器、迭代器、算法和仿函数等，并通过示例代码展示了如何使用STL中的栈和矢量。

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1、简介

（1）STL 是 C++ 标准程序库的核心。STL 内所有组件都由模板构成，其元素可以是任意类别。

（2）STL译为标准模板库。STL从根本上讲是“容器”的集合，也是组件的集合。

容器包括：list、vector、set、map等，组件包括迭代器、算法等。

（3）STL的算法是标准算法，可以把STL已经定义的算法应用在容器的对象上。

2、组成构件

STL 的组件中最主要的是容器、迭代器、算法和仿函数。

（1）容器：用来管理某类对象的集合

（2）迭代器：用来在一个对象群集的元素上进行遍历动作

（3）算法：用来处理群集内的元素

3、基本结构

STL 是 C++ 通用库，由容器、算法、迭代器、仿函数和内存配置器组成。

（1）容器

Vector<T>，是一种向量

List<T>，是一种双向链表容器

Queue<T>，是一种队列容器

Stack<T>，是一种栈容器

Deque<T>，是双端队列容器

Set<T>，是一种集合容器

Map<key,val>，是一种关联数组容器

（2）算法

STL提供了非常多的数据结构算法。

这些算法在命名空间std的范围内定义，通过包含头文件<algorithm>来获得使用权。

STL中所有的算法都是基于模板实现的。

（3）迭代器

通俗的讲，迭代器就是指示器，能够使程序反复对数据进行访问，为访问数据提供了通用的接口，类似于C++的指针。包括：

a、输入迭代器：为程序需要的数据源提供接口，只能从一个序列读取数值，可修改可引用

b、输出迭代器：只能向一个序列写入数据，可修改，可引用

c、双向迭代器：可读可写，可进行前项、后项操作

d、随机接入迭代器：可通过跳跃的方式访问任意数据，是功能最强大的迭代器

（4）仿函数

STL包含了大量仿函数。仿函数可以理解为函数的一般形式。仿函数有几种不同的约束，对于编程来说，仿函数非常重要。

在标准C++规范中，函数调用一般使用指针，当需要调用函数时，只需要告诉函数的地址即可。

（5）内存配置器

STL包括了底层的内存分配和释放。

STL提供3种容器配接器

a、Statck<Container>

b、Queue<Container>

c、Deque<Container>

示例代码：

#这里以stack为例，运行环境：CFree（比VS轻量，运行速度快，学习算法推荐使用这个工具）
#include <iostream>
#include <stack> 
using namespace std;

int main(){
	//定义堆栈对象
	 stack<int> st;
	 for(int i=0;i<10;i++){
	 	//将数据压入堆栈 
	 	st.push(i);	
	 }
	 while(!st.empty()){
	 	//如果st非空即可持续访问其中的数据
		//弹出堆栈第一个元素并输出
		cout<<st.top()<<" ";
		//弹出堆栈元素
		st.pop(); 	 
	 }
	 cout<<endl;
	 //任意键退出
	 cin.get(); 
}

运行结果：

4、特点

优点：

（1）代码易读性强；

（2）STL集成了优秀的算法，熟悉使用可以提高开发效率；精通STL后，可以自己用模板去设计实现自己的算法和数据结构。

缺点：

（1）STL和其他的类库的接口不太方便；

例如在VCL和MFC中，都有自己的string类型，CString和AnsiString，其余接口如果使用字符串，肯定是使用自己的原生类型，然而为了设计可移植的程序，有可能将平台独立的部分用STL实现，这样导致了在两部分合作时存在大量的转型动作，而且必须付出额外的转型动作，例如std::string和CString/AnsiString没有直接的转型方法，因此必须通过char *作为转型的媒介。

（2）STL没有提供object persistent.（？）

查语法错误不方便，由于广泛使用模板，编译器的提示信息总是千奇百怪，让人摸不找头脑。调试极不方便，Watch窗口的监视功能等于虚设．还要自己编写代码来查看容器内容．尤其是跟踪到STL内部之后，更让人晕头转向。

5、编程概述

#以矢量Vector为例
#include <iostream>
#include <vector> 
using namespace std;
//使用命名空间std

//定义矢量对象
vector<int> ratings(5);
int n; 

int main(){
	//输入矢量的大小
	cin>>n;
	//定义矢量动态内存
	vector<double>scores(n); 
}

#include <iostream>
#include <vector> 
#include <string>
using namespace std;
//使用命名空间std
const int NUM=5;

//定义矢量对象
/*
vector<int> ratings(5);
int n; */

int main(){
/*
	//输入矢量的大小
	cin>>n;
	//定义矢量动态内存
	vector<double>scores(n); */
	//定义矢量对象
	vector<string> names(NUM); 
	vector<int> sexs(NUM);
	
	cout<<"Please do exactly as told.you will enter\n"<<NUM<<"Personal name ,Their sex.\n";
	
	int i=0;
	//输入信息
	for(i-0;i<NUM;i++){
		cout<<"enter title #"<<i+1<<":";
		//获取输入信息
		getline(cin,names[i]);
		cout<<"enter sex(0/1) #";
		cin>>sexs[i];
		//等待 
		cin.get(); 
	}
	cout<<"you enterd the following:\n"<<endl;
	//输出信息
	for(i=0;i<NUM;i++){
		cout<<names[i]<<"\t"<<sexs[i]<<endl;
	}
	return 0;
}
#注意：这里总结出STL编程基本思路：定义变量--输入值--读取值

运行结果：