C++入门-提高编程

原创于 2025-12-18 09:11:34 发布 · 356 阅读

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C++入门-提高编程

模版
STL初识
STL - 常用容器
STL - 函数对象
STL - 常用算法

本阶段主要针对C++的泛型编程和STL技术做详细学习，探讨C++更深层的使用

模版

模版的概念

模版就是建立通用的模具，大大提高复用性。

函数模版

C++另一种编程思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模版
C++ 提供两种模版机制： 函数模版和类模版

函数模版的基本语法

函数模版作用：建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体定制，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

template：声明创建模版
typename ：表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T: 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母。

#include <iostream>
using namespace std;

// 实现整数类型的交换函数
void swapInt(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 实现一个double类型数据的交换函数
void swapDouble(double &a, double&b) {
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 函数模版
template<typename T> // 声明一个模版，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b) {
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	// 利用函数模版交换, 有如下两种方式使用函数模版 
	// 1、自动推到类型
	//mySwap(a, b);
	
	// 2、第二中方式是显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

函数模版利用关键字template
使用函数模版有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
模版的目的是为了提高复用性，将类型参数化

函数模版的注意事项

注意事项：

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才
可以使用
模版必须要确定出T的数据类型，才可以使用。

在这里插入图片描述
如果想要调用这个函数，需要指定T的类型


template <typename T>
void func() {

}
void test02() {
// func(); 错误， 模版不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>();// 利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模版
}

总结：使用模版时必须确定通用数据类型T,并且能够推导出一致的类型

函数模版案例

案例描述：

利用函数模版封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序
分别利用char数组和int数组进行测试

#include <iostream>
using namespace std;

template<typename T>
void mySort(T arr[], int len) {
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		int max = i; // 设定第一个数是最大值的下表
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			if (arr[max] < arr[j]) {
				// 那么需要交换下标
				max = j;
			}
		}

		if (max != i) 
		{
			// 交换元素
			T temp = arr[max];
			arr[max] = arr[i];
			arr[i] = temp;
		}
	}
}



int main() {

	int arrary[] = { 4, 9, 1, 3, 8, 5 ,2};
	int len = sizeof(arrary) / sizeof(arrary[0]);
	mySort(arrary, len);

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arrary[i];
	}

	cout << "*********************************" << endl;
	char chs[] = "mzqsfde";
	int chLen = sizeof(chs) / sizeof(chs[0]);
	mySort(chs, chLen);
	for (int i = 0; i < chLen; i++)
	{
		cout << chs[i];
	}


	system("pause");
	return 0;
}

普通函数和函数模版的区别

普通函数与函数模版区别：

普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
函数模版调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型抓换
如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

#include <iostream>
using namespace std;

// 普通函数
int myAdd01(int a, int b) {
	return a + b;
}

// 函数模版
template <typename T>
T myAdd02(T a, T b) {
	return a + b;
}


// 使用函数模版时，如果使用自我推导类型， 不会发生自动类型转换， 即隐式类型转换
void test03() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	cout << myAdd01(a, c) << endl;
	//cout << myAdd02(a, c) << endl;   会报错没有匹配模版参数

// 2显示指定类型调用
cout << myAdd02<int>(a, c) << endl; // 显示指定会发生隐式类型转换，不会报错
}

int main() {

	test03();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：建议使用显示指定的方式，调用函数模版，因为可以自己确定通用类型T

普通函数和函数模版的调用规则

调用规则如下：

如果函数模版和普通函数都可以实现，优先使用普通函数
可以通过空模版参数列表来强制调用函数模版
函数模版也可以发生重载
如果哈数模版可以产生更好的匹配，优先调用函数模版

#include <iostream>
using namespace std;

// 普通函数
void myPrint(int a, int b) {
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}


template<typename T>
void myPrint(T a, T b) {
	cout << "调用的函数模版" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) {
	cout << "函数模版的重载 " << endl;
}

void test_01() {
	int a = 10;
	int b = 20;

	// 直接这样调用， 调用的是普通函数
	myPrint(a, b);

	// 通过空模版列表， 强制调用模版函数
	myPrint<>(a, b);

	//函数模版重载调用
	myPrint(a, b, 100);

	// 如果函数模版产生更好的匹配， 优先使用函数模版
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2); // 调用的是函数模版
}


int main() {

	test_01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

模版的局限性

局限性：

模版的通用性并不是万能的

例如：

template<typename T>
void f(T a, T b) {
	a = b;
}

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了。

下面的示例展示了如何解决这种通过模版的局限性：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

class Person 
{
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->name = name;
		this->age = age;
	};


	string name;
	int age;

};

// 普通模版
template<typename T>
bool myCompare(T& a, T& b) {
	
	if (a == b)
	{
		return true;
	}
	else 
	{
		return false;
	}
}

// 具体化， 显示具体化的原型和定义以template<>开头， 并通过名称来支出类型
// 具体化优先于常规模版
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2) 
{
	if (p1.name == p2.name && p1.age == p2.age)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

void test_02() {
	int a = 10;
	int b = 10;

	// 内置数据类型可以直接使用通用函数模版
	bool ret = myCompare(a, b);

	if (ret)
	{
		cout << "a == b" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "a != b" << endl;
	}
}

void test_03() 
{
	Person p1("Tom", 10);
	Person p2("Tom", 10);

	// 自定义数据类型， 不会调用普通的函数模版
	// 可以创建具体化的Person数据类型的模版， 用于特殊处理这个类型
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret)
	{
		cout << "p1 == p2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 != p2" << endl;
	}
}

int main() {

	test_02();

	test_03();



	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：

利用具体化的模版，可以解决自定义类型的通用化
学习模版并不是为了写模版，而是在STL能够运用系统提供的模版。

类模版

类模版语法

类模版作用：

建立一个通用类，类中的成员，数据类型可以不具体定制，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
类

解释：

template: 声明创建模版
typename：表明其后的符号是一种数据类型，可以用 class 来代替
T ：通用数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

// 创建一个类模版
template <class NameType, class AgeType>
class Person {
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson() {
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

void test01() {
	Person<string, int> p1("张三", 90);
	p1.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：类模版和函数版语法相似，在声明模版template后面加类，此类称为类模版。

类模版与函数模版的区别

类模版与函数模版区别主要有两点：

类模版没有自动类型推导的使用方式
类模版在模版参数列表中可以有默认参数

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个类模版
template<class NameType, class AgeType>
class Person01 {
public: 
	Person01(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson01() {
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

// 1、类模版没有自动类型推导方式
void test02() {

	// Person01 p("zhangsan", 999); 错误: 报错缺少Person01类模版的参数列表， 
	// 因为类模版没有自动推导类型

	Person01<string, int> p("zhangsna", 999);// 正确，只能使用指定类型

	p.showPerson01();
}

// 类模版与函数模版的区别
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person02 {
public:
	Person02(NameType name, AgeType age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson02() {
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};


// 类模版在参数列表中可以有默认参数
void test03() {
	Person02<string> p("lisi", 999);

	p.showPerson02();
}


int main() {
	test02();
	test03();



	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：

类模版使用只能用显示指定类型方式
类模版中的模版参数列表可以有默认参数

类模版中成员函数创建时机

类模版中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模版中的成员函数在调用时才创建

#include <iostream>
using namespace std;

class Person03 {
public:
	void showPerson03() {
		cout << "Person03 show" << endl;
	}
};

class Person04 {
public:
	void showPerson04() {

		cout << "Person4 show" << endl;
	}
};

template<class T>
class MyClass {
public:

	T obj;

	// 类模版中成员函数，并不是一开始就创建的，而是调用时在生成
	void func1() { 
		obj.showPerson03(); 
	}

	void func2() {
		obj.showPerson04();
	}
};

void test04() {
	MyClass<Person03> m;
	m.func1();

	//m.func2(); 编译会出错， 说明函数调用时才会去创建成员函数
}

int main() {

	system("pause");
	return 0;
}

类模版对象做函数参数

类模版实例化的对象，向函数传参的方式

一共有三种传参方式：

指定传入的类型，直接显示对象的数据类型
参数模块化将对象中参数变为模版进行传递
整个类模板化将这个对象类型模版化进行传递。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

// 定义一个类模版
template<class T1, class T2>
class Person05 {
public:

	Person05(T1 name, T2 age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson() {
		cout << "name: " << this->m_Name << " age: " << this->m_Age << endl;
	}

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

// 1、指定传入类型
void printPerson1(Person05<string, int>& p) {
	p.showPerson();
}

void test05() {
	Person05<string, int> p("zhangsna", 888);
	printPerson1(p);
}

// 2、参数模板化
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person05<T1, T2> &p) {
	p.showPerson();
	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;
	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}

void test06() {
	Person05<string, int> p("zhubajie", 90);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T& p) {
	p.showPerson();
}

void test07() {
	Person05<string, int> p("tangsneg", 30);
	printPerson3(p);
}

int main() {

	test05();
	test06();
	test07();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

总结：

通过类模版创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
使用比较广泛的是第一种：指定传入的类型

类模版与继承

当类模版碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模版时，子类在声明的时候，需要指出父类中T的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需要变为类模版。

#include <iostream>
using namespace std;

// 模版与继承
template<class T>
class Base {
	T m;
};

// class Son : public Base 
// // 错误， C++编译器需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下选择
class Son : public Base<int> // 必须指定一个类型
{

};

void test08() {
	Son s;
}

// 如果想灵活指定父类中T类型， 子类也需要变为类模版
template<class T1, class T2>
class Son2 : public Base<T2>
{
	T1 obj;
};

void test09() {
	Son2<int, char> s2;
}

int main() {
	
	test08();
	test09();


	system("pause");
	return 0;
}

总结：如果父类是类模版，子类需要指定出父类中T的数据模型。

类模版成员函数类外实现

目标：能够掌握类模版中的成员函数类外实现

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person06_01 
{
public:
	// 内类实现
	Person06_01(T1 name, T2 age) 
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	void showPerson() {
		cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
	}

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};


// 类外实现
template<class T1, class T2>
class Person06_02 {
public:
	Person06_02(T1 name, T2 age);
	void showPerson();

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

// 类外实现类模版的成员构造函数和成员函数
template<class T1, class T2>
Person06_02<T1, T2>::Person06_02(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person06_02<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}

void test06_01() {
	// 创建person6_01
	Person06_01<string, int> p1("zhangsan", 99);
	p1.showPerson();

	// 创建Person6_02
	Person06_02<string, int> p2("lisi", 88);
	p2.showPerson();
}


int main() {

	test06_01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：类模版中成员函数类外实现时，需要加上模版参数列表

类模版分文件编写

问题：

类模版中成员函数创建时机在调用阶段，导致份文件编写时链接不到

解决：

解决方式1：直接包含.cpp文件
解决方式2：将声明和实现写到同一个文件，并更改后缀名为.hpp，.hpp是约定的名称，并不是强制

// Person07.h头文件代码
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person07 {
public:
	Person07(T1 name, T2 age);
	void showPerson07();

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

// Person07.cpp
#include "Person07.h"

template<class T1, class T2>
Person07<T1, T2>::Person07(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}


template<class T1, class T2>
void Person07<T1, T2>::showPerson07() {
	cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}

// 测试代码：
#include <iostream>
using namespace std;
#include "Person07.h"

void test08() {
	Person07<string, int> p("zhangsan", 99);

	p.showPerson07();
}

int main() {

	test08();

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果报如下错误：
在这里插入图片描述

解决方案如下：

#include <iostream>
using namespace std;
//#include "Person07.h"

//第一种解决方式直接导入.cpp文件
#include "Person07.cpp"

void test10() {
	Person07<string, int> p("zhangsan", 99);

	p.showPerson07();
}

int main() {

	test10();

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

第二种解决方案：

//Person07.hpp文件代码
//#include "Person07.h"
#include <iostream>
using namespace std;
#include<string>

template<class T1, class T2>
class Person07 {
public:
	Person07(T1 name, T2 age);
	void showPerson07();

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

template<class T1, class T2>
Person07<T1, T2>::Person07(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}


template<class T1, class T2>
void Person07<T1, T2>::showPerson07() {
	cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
}

//测试代码：

#include <iostream>
using namespace std;
// 第二种解决方式，降.h和.cpp中的内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件
#include "Person07.hpp"

void test10() {
	Person07<string, int> p("lisi", 88);

	p.showPerson07();
}

int main() {

	test10();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模版和成员函数写到一起，并将后缀改名为.hpp

类模版与友元

学习目标：掌握类模版配合友元

全局函数类内实现 - 直接在类内申明友元即可

全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

// 这段代码是提前让编译器知道Person类的存在
template<class T1, class T2>
class Person08;


// 类外实现全局函数做友元 
template<class T1, class T2>
void printPerson08_02(Person08<T1, T2> p) {
	cout << "类外实现---姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

// 通过全局函数，打印Person信息
template<class T1, class T2>
class Person08 {

	// 全局函数做友元，类内实现
	friend void printPerson08(Person08<T1, T2> p) {
		cout << "类内实现---姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
	}

	// 全局函数做友元， 类外实现
	// 建一个<> 空模版的参数列表， 表示是一个模版函数， 不是一个普通的函数
	// 如果我们的全局函数是类外实现的话， 需要让编译器提前知道这个函数的存在， 
	// 可以把全局函数的视线提前到类前面
	friend void printPerson08_02<>(Person08<T1, T2> p);

public:
	Person08(T1 name, T2 age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

void test11() {
	Person08<string, int> p("zhangsan", 99);
	printPerson08(p);
}



void test12() {
	Person08<string, int> p("lisi", 22);
	printPerson08_02(p);
}


int main() {

	test11();
	test12();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述
总结：建一全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

类模版案例

案例描述：实现一个通用的数组类，要求如下：

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
class MyArray 
{
public:
	// 构造函数		
	MyArray(int capacity)
	{
		cout << "MyArray的构造函数被调用============" << endl;
		this->m_Capacity = capacity;
		this->m_Size = 0;
		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
	}

	// 拷贝构造函数
	MyArray(const MyArray& arr) 
	{
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		// 深拷贝
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		// 拷贝数据
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
	}

	// 重载 operation= 防止浅拷贝， 如果还需要可以在
	MyArray& operator= (const MyArray & arr)
	{
		// 先判断原先的堆区是否有数据， 如果有先释放
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
			this->m_Capacity = 0;
			this->m_Size = 0;
		}

		// 深拷贝
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		for (int i = 0; i < arr.m_Size; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}

		return *this;  // 返回这个对象本身
	}

	// 尾插法
	void push(const T& val) 
	{
		// 判断容量是否足够
		if (this->m_Capacity == this->m_Size)
		{
			return;
		}
		this->pAddress[this->m_Size]; // 在数组尾部插入数据
		this->m_Size++; // 更新数组大小
	}

	// 尾删法
	void pop() 
	{
		// 直接让用户无法访问到最后一个元素，即为尾删， 逻辑删除
		if (this->m_Size == 0)
		{
			return;
		}

		this->m_Size--;
	}

	// 通过下标方式访问数组中的元素 arr[0] = 100
	T& operator[](int index) {
		if (index >= this->m_Size)
		{
			return;
		}
		return this->pAddress[index];
	}
	
	// 返回数组容量
	int getCapacity() 
	{
		return this->m_Capacity;
	}

	// 返回数组大小
	int getSize() 
	{
		return this->m_Size;
	}

	// 析构函数
	~MyArray()
	{
		cout << "MyArray的析构函数被调用======" << endl;
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
		}
	}

private:
	T* pAddress; // 指针指向堆区开辟的真实数组

	int m_Capacity; // 数组容量

	int m_Size; // 数组大小
};

STL初识

STL的基本概念

STL（Standard Template Library标准模板库）
STL 从广义上分为：容器（Container）算法（algorithm）迭代器（iterator）
容器和算法之间通过迭代器进行无缝衔接
STL几乎所有的代码都采用了模版或者模版函数

STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据
算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西
空间适配器：负责空间的配置与管理。

STL中容器、算法、迭代器

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构：数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种：

序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置
关联式容器：二叉树结构，各个元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法：问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法（Algorithms）

算法分为：质变算法和非质变算法。

质变算法：是指运算过程中会更改区间的元素的内容，例如拷贝、替换、删除等
非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等。

迭代器：容器和算法之间粘合剂

提供一种方法，便之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器内部表示方式。
每个容器都有自己的专属的迭代器
迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。

迭代器种类：
在这里插入图片描述
常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器。

容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力。

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据，并遍历这个容器。

Vector存放内置数据模型

容器： vector
算法：for_each
迭代器：vector<int>::iterator

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>

void myPrint(int val) {
	cout << val;
}

void test01() {
	// 创建一个vector容器，数组
	vector<int> v;

	// 向容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(10);
	v.push_back(10);

	// 通过迭代器访问容器的数据
	vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); // 起始迭代器
	vector<int>::iterator itEnd = v.end();// 结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置

	// 第一种遍历方式
	while (itBegin != itEnd)
	{
		cout << *itBegin ;
		itBegin++;
	}
	cout << endl;

	// 第二种遍历方式
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it;
	}
	cout << endl;

	// 第三中遍历方式
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

Vector存放自定义的数据类型

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>

class Person 
{
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->name = name;
		this->age = age;
	}

public:
	string name;
	int age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;
	
	Person p("zhangsan", 99);
	Person p1("lisi", 88);
	Person p2("wangwu", 77);

	v.push_back(p);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);

	// 遍历
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名： " << it->name << " 年龄： " << it->age << endl;
	}
}

int main() {
	
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

Vector容器嵌套容器

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void test03() {

	vector<vector<int>> v;

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		vector<int> v1;
		for (int k = 0; k < 4; k++)
		{
			v1.push_back(10 + k);
		}
		v.push_back(v1);
	}


	// 遍历

	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
	{
		for (vector<int>::iterator it_inner = (*it).begin(); it_inner != (*it).end(); it_inner++)
		{
			cout << *it_inner << "  ";

		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {

	test03();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

STL - 常用容器

string容器

string的基本概念

本质： string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

*string和char 的区别：

char* 是一个指针
string是一个类，内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器

特点：
string类内部封装了很多成员方法
例如：查找find，拷贝copy、删除delete、替换replace、插入insert
string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责。

string构造函数

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

// string的构造函数

void test01() {
	// string()创建一个空的字符串 默认构造器
	string s1;
	s1 = "string的默认构造器";
	cout << "s1:" << s1 << endl;

	// 直接使用字符串初始化 string(const char* s)
	const char* str = "字符串初始化";
	string s2(str);
	cout << "s2: " << s2 << endl;

	//string(const string& str) 使用一个string对象初始化另外一个string对象
	string s3(s2);
	cout << "s3: " << s3 << endl;

	// string(int n, char c) 使用n个字符c初始化
	string s4(10, 'a');
	cout << "s4:" << s4 << endl;

}

int main() 
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结： string的多构造方式没有可比性，灵活使用即可

string赋值操作

功能描述：

给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

string& operator=(const char* s); //char*类型字符串赋值给当前的字符串
string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

部分方法示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void test02() {
	string s1;
	s1 = "const char*";
	cout << "s1:" << s1 << endl;

	string s2;
	string test("const string &s");
	s2 = test;
	cout << "s2:" << s2 << endl;
	
	char c = 'c';
	string s3;
	s3 = c;
	cout << "s3: " << s3 << endl;

}

int main() 
{	
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：string的赋值方式很多， operator=这种方式是比较实用

string字符串拼接

功能描述：

实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str)
string& append(const string &s, int pos, int n); //字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void test03() {
	string str = "我";
	str += "爱完游戏";
	cout << "str: " << str << endl;

	str += ':';
	cout << "str: " << str << endl;

	string s2 = "Lol";
	str += s2;
	cout << "str: " << str << endl;

	string str1 = "I";
	str1.append("love");
	str1.append("game abcde", 4);
	string str2 = "aaaabbbccc";
	str1.append(str2, 4, 3);
	cout << "str1: " << str1 << endl;

}

int main() 
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

string查找和替换

功能描述：

查找：查找指定字符串是否存在
替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>


void test04() 
{
	// 查找
	string str1 = "abcdefg";
	int pos = str1.find("de");
	
	if (pos == -1)
	{
		cout << "未能找到字符串" << endl;
	}else 
	{
		cout << "找到字符串， pos = " << pos <<  endl;
	}

	// 替换
	string str2 = "abcdefg";
	str2.replace(1, 3, "1111");
	cout << "str2: " << str2 << endl;
}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

总结：

find查找是从左往右，rfind是从右往左
find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

string字符串比较

功能描述：字符串之间的比较
比较方式：

字符串是按照字符的ASCII码进行对比的
- = 返回0
- 返回1
- < 返回 -1

函数原型

int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
int compare(const char *s) const; //与字符串s比较

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void test05() {
	string str1 = "heelo";
	string str2 = "xello";

	if (str1.compare(str2) == 0)
	{
		cout << "str1 等于 str2" << endl;
	}
	else if (str1.compare(str2) > 0)
	{
		cout << "str1 大于 str2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "str1 小于 str2" << endl;
	}
}

int main() 
{
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义不是很大。

string字符串存取

string中单个字符存取方式有两种

char& operator[] (int n); :通过[]方式获取字符串
char& at（int n）; : 通过at方式获取字符

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void test06() 
{
	string str = "hello world";
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";
	}

	cout << endl;

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";
	}

	cout << endl;

	// 修改单个字符串
	str[0] = 'x';
	cout << "str = " << str << endl;

	str.at(1) = 'x';
	cout << "str = " << str << endl;

}

int main() 
{
	test06();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用[]或at

string插入和删除

功能描述：

对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void test07()
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111");
	cout << "str: " << str << endl;

	// 删除
	str.erase(1, 3);
	cout << "str: " << str << endl;
}

int main() 
{
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：插入和删除的起始下标都是0开始

string子串

功能描述：

从字符串中获取想要的子串

函数原型：

string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>


void test08()
{
	string str = "abcdef";
	string subStr = str.substr(1, 3);

	cout << "subStr = " << subStr << endl;
	cout << "str = " << str << endl;

	string email = "hello@sina.com";
	int pos = email.find("@");

	string username = email.substr(0, pos);
	cout << "username = " << username << endl;
}

int main()
{
	test08();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

vector容器

vector的基本概念

功能：

vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。

vector构造函数

功能描述：

创建vector容器

函数原型：

vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

#include <iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(const vector<int> &v)
{
	for (vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}

	cout << endl;
}


void test01()
{
	// 默认构造函数
	vector<int> v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	printVector(v);

	// 通过区间方式进行构造
	vector<int> v2(v.begin(), v.end());
	printVector(v2);

	//n个elem方式构造
	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);

	// 拷贝构造
	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

vector复制操作

功能描述：

给vector容器进行赋值

函数原型：

vector& operator=(const vector &vec); //重载等号操作符
assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void printVector02(const vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}

	cout << endl;
}

void test02()
{
	vector<int> v(10, 12);
	printVector02(v);

	vector<int> v2;
	v2 = v;
	printVector02(v2);

	vector<int> v3;
	v3.assign(v.begin(), v.end());
	printVector02(v3);

	vector<int> v4;
	v4.assign(5, 100);
	printVector02(v4);
}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

vector容量和大小

功能描述：

对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

empty(); //判断容器是否为空
capacity(); //容器的容量
size(); //返回容器中元素的个数
resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void printVector03(const vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}

	cout << endl;
}

// vector容器的容量和大小操作
void test03()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	printVector03(v);

	if (v.empty())
	{
		// 为真， 代表容器为空
		cout << "v为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "v不为空" << endl;
		cout << "v的容量为： " << v.capacity() << endl;
	}

	// 重新制定大小
	v.resize(15, 100);// 利用重载版本，可以制定默认填充值， 参数2
	printVector03(v);// 如果重新制定比原来长了， 默认用0填充新的位置


	v.resize(5);
	printVector03(v);// 如果重新制定的比原来的短了， 超出的那部分会删除
}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述

vector的插入和删除

功能描述：

对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

push_back(ele); //尾部插入元素ele
pop_back(); //删除最后一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count, ele); //迭代器指向位置pos插入count个元素ele
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有元素

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void printVector04(const vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}

	cout << endl;
}

void test04()
{
	vector<int> v;
	// 尾插法
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	printVector04(v);

	//尾删
	v.pop_back();
	printVector04(v);

	// 插入 第一个参数是迭代器
	v.insert(v.begin(), 100);
	printVector04(v);

	v.insert(v.begin() + 1, 2, 1000);
	printVector04(v);

	// 删除也是迭代器
	v.erase(v.begin());
	printVector04(v);

	v.erase(v.begin(), v.end());
	printVector04(v);
}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

vector数据存储

功能描述：

对vector中的数据的存取操作

函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void test05() 
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 利用[]方式访问数组元素
	for (int i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;


	// 利用at方式访问元素
	for (int i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << "第一个元素： " << v.front() << endl;
	cout << "最后一个元素： " << v.back() << endl;
}

int main()
{
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

vector互换容器

功能描述：实现两个容器元素进行互换
函数原型：
- swap(vec); : 将vec与本身的元素互换

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

void printVector06(const vector<int> &v)
{
	for (vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test06()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	printVector06(v);

	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector06(v2);


	cout << "交换后：" << endl;

	v.swap(v2);
	printVector06(v);
	printVector06(v2);
}

int main() 
{
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

这个交换函数也可以实现收缩空间的目的，使用匿名函数 + 拷贝构造函数

void test06_02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	v.resize(3);

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	// 收缩内存
	vector<int>(v).swap(v); // 匿名对象


	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实现的收缩内存效果。

vector预留空间

功能描述：

减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

reserve(int len); //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

#include <iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void test07()
{
	vector<int> v;
	
	// 预留空间
	v.reserve(100000);

	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])
		{
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}

	cout << "num: " << num << endl;
}

int main()
{
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}

没有提前分配空间打印结果：
在这里插入图片描述
提前分配好空间：v.reserve(100000)：

总结：如果数量较大，可以一开始利用reserve预留空间

deque容器

deque容器的基本概念

功能：

双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与vector区别：

vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

在这里插入图片描述

deque内部工作原理：

deque内部有个中空器，维护每段缓冲区的内容，缓冲区中存放真实数据
中空器维护每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的空间

注意： deque容器的迭代器也是支持随机访问的

deque构造函数

功能描述：

deque容器构造

函数原型：

deque<T> deqT; //默认构造形式
deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

#include <iostream>
using namespace std;
#include <deque>

// 如果闲置传入的deque是只读状态， 那么便利的迭代器 也需要改变成对应的cons_iterator
void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	deque<int> d;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d.push_back(i);
	}
	printDeque(d);

	deque<int> d2(d.begin(), d.end());
	printDeque(d2);


	deque<int> d3(10, 100);
	printDeque(d3);

	deque<int>d4(d3);
	printDeque(d4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

deque复制操作

功能描述：

给deque容器进行赋值

函数原型：

deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符
assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <deque>

void printDeque02(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test02()
{
	deque<int>d;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d.push_back(i);
	}

	printDeque02(d);

	deque<int> d2;
	d2 = d;
	printDeque02(d2);

	deque<int> d3;
	d3.assign(d2.begin(), d2.end());
	printDeque02(d3);

	deque<int> d4;
	d4.assign(10, 123);
	printDeque02(d4);

}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

deque大小操作

功能描述：

对deque容器的大小进行操作

函数原型：

deque.empty(); //判断容器是否为空
deque.size(); //返回容器中元素的个数
deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <deque>

void printDeque03(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}


void test03()
{
	deque<int> d;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d.push_back(i);
	}

	printDeque03(d);

	if (d.empty())
	{
		cout << "deque容器为空 为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "deque容器不为空" << endl;
		cout << "deque容器中的个数： " << d.size() << endl;
	}

	d.resize(5);
	printDeque03(d);

	d.resize(10, 345);
	printDeque03(d);
}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

deque插入和删除

功能描述：

向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

两端插入操作：

push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
pop_back(); //删除容器最后一个数据
pop_front(); //删除容器第一个数据

指定位置操作：

insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
clear(); //清空容器的所有数据
erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

void printDeque04(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test04()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(99);
	d.push_front(88);

	printDeque04(d);

	d.pop_back();
	d.pop_front();
	printDeque04(d);

	d.insert(d.begin(), 111);
	printDeque04(d);

	d.insert(d.begin() + 1, 3, 222);
	printDeque04(d);

}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

deque数据存储

功能描述：

对deque中的数据的存取操作

函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

#include <iostream>
using namespace std;
#include<deque>

void test05()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	d.push_back(40);

	for (int i = 0; i < d.size(); i++)
	{
		cout << d[i] << "  ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < d.size(); i++)
	{
		cout << d.at(i) << "  ";
	}
	cout << endl;

	cout << "front:" << d.front() << endl;

	cout << "back:" << d.back() << endl;
}

int main()
{
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述
总结：

除了用迭代器获取deque容器中元素，[]和at也可以
front返回容器第一个元素
back返回容器最后一个元素

deque排序

功能描述：

利用算法实现对deque容器进行排序

算法：

sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

#include <iostream>
using namespace std;
#include <deque>
#include <random>
#include <algorithm>

void printDeque06(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test06()
{
	deque<int> d;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		std::random_device rd;
		std::mt19937 gen(rd());
		std::uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0);

		int random_num = dis(gen) * 10;

		cout << random_num << "   ";

		d.push_back(random_num);
	}

	cout << endl;

	printDeque06(d);
	// 排序 默认排序规则， 从小到大 升序
	// 对于支持随机访问的迭代器的容器， 都可以利用sort算法直接对其进行排序
	// vector容器也可以利用sort进行排序
	sort(d.begin(), d.end());

	cout << "排序后：" << endl;
	printDeque06(d);

}

int main()
{
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件algorithm即可

Stack

Stack基本概念

概念： stack是一种先进后出的数据结构，它只有一个出口
在这里插入图片描述
栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据行为 — 入栈push
栈中弹出数据行为 —出栈pop

Stack常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

stack<T> stk; //stack采用模板类实现，stack对象的默认构造形式
stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

push(elem); //向栈顶添加元素
pop(); //从栈顶移除第一个元素
top(); //返回栈顶元素

大小操作：

empty(); //判断堆栈是否为空
size(); //返回栈的大小

#include <iostream>
using namespace std;
#include <stack>


void test01()
{
	stack<int> s;

	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);

	cout << "stack 的大小：" << s.size() << endl;
	cout << "栈顶元素： " << s.top() << endl;

	s.pop();
	cout << "栈顶元素： " << s.top() << endl;

	s.pop();
	cout << "栈顶元素： " << s.top() << endl;

	cout << "stack 的大小：" << s.size() << endl;

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

queue容器

queue的基本概念

概念： Queue是一种先进先出的数据结构，它有两个出口
在这里插入图片描述

队列容器允许一端新增元素，从另外一端移除元数
队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为
队列中进数据称为 ----- 入队push

queue的常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
queue(const queue &que); //拷贝构造函数

赋值操作：

queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

push(elem); //往队尾添加元素
pop(); //从队头移除第一个元素
back(); //返回最后一个元素
front(); //返回第一个元素

大小操作：

empty(); //判断堆栈是否为空
size(); //返回栈的大小

#include <iostream>
using namespace std;
#include <queue>
#include <string>

class Person 
{
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->m_Age = age;
		this->m_Name = name;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test()
{
	queue<Person> q;

	// 准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	// 入队
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	while (!q.empty())
	{
		// 查看队列
		cout << "队头元素 ---- 姓名：" << q.front().m_Name << " 年龄： " << q.front().m_Age << endl;

		// 查看队尾
		cout << "队尾元素 --- 姓名： " << q.back().m_Name << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;


		// 出队
		q.pop();
	}
}

int main()
{
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果:
在这里插入图片描述

list容器

list容器的概念

功能：将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表
在这里插入图片描述
上图中没有画出循环的一个操作

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

链表灵活，但是空间(指针域)和时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

list构造函数

功能描述：

创建list容器

函数原型：

list<T> lst; //list采用模板类实现,对象的默认构造形式：
list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
list(const list &lst); //拷贝构造函数。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>

void printList(const list<int>& l1)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l1.begin(); it != l1.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}

	cout << endl;
}

void test01()
{
	// 创建list容器
	list<int> l1; // 默认构造器
	
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);

	// 遍历
	printList(l1);

	// 区间方式构造
	list<int> l2(l1.begin(), l1.end());
	printList(l2);


	// 拷贝构造
	list<int> l3(l2);
	printList(l3);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

list赋值和交换

功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>

void printList2(const list<int>& L) {
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test02()
{
    list<int> l;
    l.push_back(10);
    l.push_back(20);
    printList2(l);

    // assign赋值
    list<int> l2;
    l2.assign(l.begin(), l.end());
    printList2(l2);


    list<int> l3;
    l3.assign(5, 111);
    printList2(l3);

    list<int> l4;
    l4 = l3;
    printList2(l4);


    cout << "交换后：" << endl;
    l.swap(l4);
    printList2(l);
    printList2(l4);


}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

list大小操作

功能描述：

对list容器的大小进行操作

函数原型：

size(); // 返回容器中元素的个数
empty(); // 判断容器是否为空
resize(num); // 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
// 如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(num, elem); // 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
// 如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

void printList03(const list<int>& L) {
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test03()
{
    list<int> L;
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    L.push_back(40);
    printList03(L);

    if (L.empty())
    {
        cout << "L 为空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "L不为空" << endl;
        cout << "L的大小为：" << L.size() << endl;
    }

    L.resize(5);
    printList03(L);
    L.resize(10, 100);
    printList03(L);
}

int main()
{
    test03();
    system("pause");
    return 0;
}

输出结果:
在这里插入图片描述

list插入和删除

功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

push_back(elem); // 在容器尾部加入一个元素
pop_back(); // 删除容器中最后一个元素
push_front(elem); // 在容器开头插入一个元素
pop_front(); // 从容器开头移除第一个元素
insert(pos, elem); // 在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos, n, elem); // 在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos, beg, end); // 在pos位置插入[beg, end)区间的数据，无返回值。
clear(); // 移除容器的所有数据
erase(beg, end); // 删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos); // 删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
remove(elem); // 删除容器中所有与elem值匹配的元素。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>

void printList04(const list<int>& L) {
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test04()
{
    list<int> L;
    L.push_back(300);
    L.push_back(200);
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    printList04(L);
    
    // 尾删
    L.pop_back();
    printList04(L);

    // 头删
    L.pop_front();
    printList04(L);

    // insert插入
    L.insert(L.begin(), 500);
    printList04(L);

    // 清空
    L.clear();
    printList04(L);


}

int main()
{
    test04();
    system("pause");
    return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

list的数据存储

功能描述：

对list容器中数据进行存取

函数原型：

front(); // 返回第一个元素。
back(); // 返回最后一个元素。

注意：ist底层是链表，不是一段连续的空间，所以不能直接使用[] 或 at的方式来访问数据， list的迭代器是不支持随机访问的

#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>

void test05()
{
    list<int>L;
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    L.push_back(40);

    //L[0];  不可以用[]访问list容器中的元素
    //L.at(0); 不可以用at方式访问list容器中的元素

    // 原因是list本质是链表， 不是用连续性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的
    cout << "第一个元素：" << L.front() << endl;
    cout << "最后一个元素： " << L.back() << endl;

    // 验证迭代器是不是支持随机访问的
    list<int>::iterator it = L.begin();
    // 双向支持
    it++;
    it--;

    //it = it + 1;报错：  不支持随机访问
}

int main()
{
    test05();
    system("pause");
    return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

list反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

reverse(); // 反转链表
sort(); // 链表排序

#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>

void printList06(const list<int>& L) {
    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test06()
{
    list<int> L;
    L.push_back(10);
    L.push_back(50);
    L.push_back(40);
    L.push_back(30);

    // 排序
    cout << "排序前：" << endl;
    printList06(L);

    // 所有不支持随机访问的迭代器，不可以使用标准算法
    // 不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应的一些算法
    // sort(L.begin(), L.end());

    L.sort();
    cout << "排序后：" << endl;
    printList06(L);

    
    //反转
    cout << "反转后：" << endl;
    L.reverse();
    printList06(L);
}

int main()
{
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果:
在这里插入图片描述

set/multiset容器

set基本概念

简介：

所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

set不允许容器中有重复的元素
multiset允许容器中有重复的元素

set构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

set<T> st; //默认构造函数：
set(const set &st); //拷贝构造函数

赋值：

set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>

void printSet(const set<int>& s1) 
{
	for (set<int>::const_iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	set<int> s1;
	// 插入数据 只有insert方式
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(30);

	// 遍历容器
	// set容器特点： 所有元素插入时候自动被排序
	// set容器不允许插入重复值
	printSet(s1);


	// 拷贝构造
	set<int> s2(s1);
	printSet(s2);

	// 复制
	set<int> s3;
	s3 = s2;
	printSet(s3);

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

set大小和交换

功能描述：

统计set容器大小以及交换set容器

函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

#include <iostream>
using namespace std;
#include <set>

void printSet02(const set<int>& s1)
{
	for (set<int>::const_iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}


void test02()
{	
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	if (s1.empty())
	{
		cout << "s1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1不为空" << endl;
		cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;
	}

	set<int> s2;
	s2.insert(100);
	s2.insert(200);
	s2.insert(300);
	s2.insert(400);

	cout << "交换前： " << endl;
	printSet02(s1);
	printSet02(s2);

	cout << "交换后： " << endl;
	s1.swap(s2);
	printSet02(s1);
	printSet02(s2);
}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述

set插入和删除

功能描述：

set容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void printSet03(const set<int>& s1)
{
	for (set<int>::const_iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

void test03()
{
	set<int> s;
	s.insert(100);
	s.insert(200);
	s.insert(300);
	s.insert(400);

	printSet03(s);

	// 删除
	s.erase(s.begin());
	printSet03(s);

	// 删除重载版本
	s.erase(300);
	printSet03(s);

	// 清空
	s.erase(s.begin(), s.end());
	// s.clear();
	printSet03(s);
}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

set查找和统计

功能描述：

对set容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

find(key); //查找key是否存在，若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void test04()
{
	set<int> s;
	s.insert(10);
	s.insert(20);
	s.insert(30);
	s.insert(40);

	set<int>::iterator pos = s.find(30);
	if (pos != s.end())
	{
		cout << "找到元素：" << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

set和multiset区别

区别：

set不可以插入重复数据，而multiset可以
set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void test()
{
	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);

	if (ret.second)
	{
		cout << "第一次插入成功" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "第一次插入失败" << endl;
	}

	ret = s.insert(10);

	if (ret.second)
	{
		cout << "第二次插入成功" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "第二次插入失败" << endl;
	}

	multiset<int> ms;
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);

	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}

	cout << endl;

}

int main()
{
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果:
在这里插入图片描述

总结：

如果不允许插入重复数据可以利用set
如果需要插入重复数据利用multiset

pair对组创建

功能描述：

成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

pair<type, type> p ( value1, value2 );
pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>
#include<string>

void test06()
{
	// 第一种方式：
	pair<string, int> p("Tom", 20);

	cout << "姓名：" << p.first << "年龄：" << p.second << endl;


	// 第二种方式
	pair<string, int>p2 = make_pair("Jerry", 30);
	cout << "姓名：" << p2.first << "年龄：" << p2.second << endl;
}

int main()
{
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

容器排序

学习目标：

set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：

利用仿函数，可以改变排序规则

示例一 set存放内置数据类型

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

// 定义一个伪函数
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int a, int b) const
	{
		return a > b; // 从大到小排序
	}
};

void test07()
{
	set<int> s;
	s.insert(10);
	s.insert(40);
	s.insert(20);
	s.insert(50);
	s.insert(30);

	// 打印结果默认是升序排列 从小到大
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

	// 指定排序规则从大到小
	//指定排序规则为从大到小
	set<int, MyCompare>s2;

	s2.insert(10);
	s2.insert(40);
	s2.insert(20);
	s2.insert(50);
	s2.insert(30);

	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test07();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：利用仿函数可以指定容器的排序规则

注意：仿函数本质上是重载的（）

class Person07
{
public:
	Person07(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class comparePerson {
public:

	bool operator()(const Person07& p1, const Person07& p2) const
	{
		// 按照年龄降序
		return p1.m_Age > p2.m_Age;
	}
};



void test07_1()
{
	Person07 p1("刘备", 24);
	Person07 p2("关羽", 18);
	Person07 p3("张飞", 25);
	Person07 p4("赵云", 21);

	set<Person07, comparePerson> s;
	s.insert(p1);
	s.insert(p2);
	s.insert(p3);
	s.insert(p4);

	for (set<Person07, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄： " << (*it).m_Age << endl;
	}
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据

map/multimap容器

map的基本概念

简介：

map中所有元素都是pair
pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

map不允许容器中有重复key值元素
multimap允许容器中有重复key值元素

map的构造和赋值

功能描述：

对map容器进行构造和赋值操作

函数原型：

构造：

map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

void printMap(map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << (*it).first << "value = " << it->second << endl;
	}
}

void test01()
{
	// 创建map容器
	map <int, int> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(4, 40));

	printMap(m);

	cout << "拷贝构造函数 " << endl;

	// 拷贝构造函数
	map<int, int> m2(m);
	printMap(m2);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结： map中所有元素都是成对出现的，插入数据要使用对组

map的大小和交换

功能描述：

统计map容器大小以及交换map容器

函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

void printMap02(map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << (*it).first << "value = " << it->second << endl;
	}
}

void test02() 
{
	map<int, int> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	if (m.empty())
	{
		cout << "m为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "m 不为空" << endl;
		cout << "m 的大小：" << m.size() << endl;
	}


	map<int, int>m2;
	m2.insert(pair<int, int>(4, 40));
	m2.insert(pair<int, int>(5, 50));
	m2.insert(pair<int, int>(6, 60));

	

	cout << "交换前：" << endl;
	printMap02(m);
	printMap02(m2);

	cout << "交换后：" << endl;
	m.swap(m2);
	printMap02(m);
	printMap02(m2);


}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

map的插入和删除

功能描述：

map容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(key); //删除容器中值为key的元素。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

void printMap03(map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << (*it).first << "value = " << it->second << endl;
	}
}

void test03()
{
	map<int, int>m;

	//插入
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));

	// 第二种
	m.insert(make_pair(2, 20));

	// 第三种
	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));

	// 第四种
	m[4] = 40;

	printMap03(m);

	cout << "========================" << endl;

	// 删除
	m.erase(m.begin());
	printMap03(m);

	cout << "========================" << endl;

	// 按照key删除
	m.erase(3);
	printMap03(m);
	cout << "========================" << endl;

	// 清空
	//m.erase(m.begin(), m.end());
	m.clear();
	printMap03(m);

	cout << "========================" << endl;

}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述

map的查找和统计

功能描述：

对map容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

find(key); //查找key是否存在，若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

void printMap04(map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << (*it).first << "value = " << it->second << endl;
	}
}

void test04()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	map<int, int>::iterator pos = m.begin();

	if (pos != m.end())
	{
		cout << "查找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}


	// 统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

map的容器排序

map容器默认排序规则为，按照key值进行从小到大排序
主要技术点：利用仿函数，可以改变排序规则

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1, int v2) const
	{
		// 降序
		return v1 > v2;
	}
};

void test05()
{
	map<int, int, MyCompare> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	m.insert(pair<int, int>(4, 40));
	m.insert(pair<int, int>(5, 50));


	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << (*it).first << " value = " << (*it).second << endl;
	}
	


}

int main()
{
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：

利用仿函数可以指定map容器的排序规则
对于自定义数据类型， map必须要指定排序规则，同set容器

STL - 函数对象

函数对象

函数对象的概念

概念：

重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：
函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

函数对象的使用

特点：

函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的态度
函数对象可以作为参数传递

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

class MyAdd
{
public:
	int operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

class MyPrint
{

public:
	
	MyPrint()
	{
		this->count = 0;
	}

	void operator()(string test)
	{
		cout << test << endl;
		count++; // 统计调用次数
	}

	int count; // 内部自己的状态
};

// 函数对象作为参数传递
void doPrint(MyPrint& mp, string test)
{
	mp(test);
}

// 函数作为对象在使用时， 可以像函数那样调用， 可以有返回值
void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 20) << endl;

	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello wordl");
	myPrint("hello wordl");
	myPrint("hello wordl");

	cout << "myPrint调用次数是： " << myPrint.count << endl;

	doPrint(myPrint, "hello C++");
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：

仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递。

谓词

谓词概念

概念：

返回bool类型的仿函数称为谓词
如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

一元谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

struct GreaterFive
{
	bool operator()(int val) {
		return val > 5;
	}
};


void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());

	if (it == v.end())
	{
		cout << "没找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到" << *it <<  endl;
	}
}

int main()
{
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结: 参数只有一个的谓词，称为一元谓词

二元谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>


class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int val1, int val2)
	{
		return val1 > val2;
	}

};

void test03()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	// 默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

	cout << "-------------------------------" << endl;

	// 使用函数对象改变算法排序， 排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

内建函数对象

内建函数对象意义

概念：

STL内建了一些函数对象

分类：

算术仿函数
关系仿函数
逻辑仿函数

用法：

这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

算数仿函数

功能描述：

实现四则运算
其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

template<class T> T plus<T> //加法仿函数
template<class T> T minus<T> //减法仿函数
template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数
template<class T> T divides<T> //除法仿函数
template<class T> T modulus<T> //取模仿函数
template<class T> T negate<T> //取反仿函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<functional>


void test04()
{
	// negate<int> n 取反函数
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;

	// 二元仿函数 加法
	plus<int> p;
	
	cout << p(10, 20) << endl;


}

int main()
{
	test04();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件#include<functional>

关系仿函数

功能描述：

实现关系对比

仿函数原型：

template<class T> bool equal_to<T> //等于
template<class T> bool not_equal_to<T> //不等于
template<class T> bool greater<T> //大于
template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于
template<class T> bool less<T> //小于
template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

#include<iostream>
using namespace std;
#include<functional>
#include<vector>
#include<algorithm>

void test05()
{	
	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

	//STL 内仿函数，大于函数 , 如果不适用内建仿函数， 则需要自己写仿函数
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test05();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

逻辑仿函数

功能描述：

实现逻辑运算

函数原型：

template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与
template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或
template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

#include<iostream>
using namespace std;
#include<functional>
#include<vector>
#include<algorithm>

void test06()
{
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for (vector<bool>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

	// 逻辑非， 将v容器中搬运到v2中， 并执行逻辑非运算
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());

	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << "  ";
	}
	cout << endl;

}

int main()
{
	test06();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

STL - 常用算法

在这里插入图片描述

常用遍历算法

for_each

作用: 实现遍历容器
函数原型：fro_each(iterator 北馆， iterator end， _func)；
- 遍历算法，遍历容器元素
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _func：函数或者函数对象

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

// 普通函数
void myPrint(int val) {
	cout << val << "  ";
}

// 仿函数
class Print {

public:
	// 重写操作符()
	void operator()(int val) {
		cout << val << "  ";
	}

};

void test_for_each() {
	vector<int> vector;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		vector.push_back(i);
	}

	cout << "普通方法打印=================" << endl;
	for_each(vector.begin(), vector.end(), myPrint);
	cout << endl;

	cout << "仿函数打印========================" << endl;
	for_each(vector.begin(), vector.end(), Print());
	cout << endl;
}

int main() {
	test_for_each();
	system("pause");
	return 0;
}

注意：普通函数是传入函数名，仿函数是传入对象

transform

功能描述: 搬运容器到另一个容器中
函数原型：
- transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);：给出了transform函数的原型。
  - beg1：源容器的开始迭代器，用于指定源容器中需要处理的第一个元素的位置。
  - end1：源容器的结束迭代器，用于指定源容器中需要处理的最后一个元素的下一个位置。
  - beg2：目标容器的开始迭代器，用于指定变换后的元素要存放的目标容器的起始位置。
  - _func：函数或者函数对象，用于对源容器中的每个元素进行变换操作。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class Transform {
public:
	int operator()(int val) {
		return val;
	}
};

class MyPrintTransform {
public:
	void operator()(int val) {
		cout << val << "  ";
	}
};

void test_trasnform() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int> vTarget;// 目标容器
	vTarget.resize(v.size()); // 目标容器，必须要提前开辟空间
	
	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), Transform());
	
	// 循环打印
	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrintTransform());
	cout << endl;
}

int main() {
	test_trasnform();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

我们再使用这个搬运算法的时候，在这个过程中可以对这个数据进行操作。
示例：

class Transform {
public:
	int operator()(int val) {
		return val + 100;
	}
};

输出结果：
在这里插入图片描述

总结：搬运目标容器必须提前开辟空间，否则无法正常搬运

常用查找算法

find

功能描述：查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()
函数原型：
- find(iterator beg, iterator end, int value)
  - beg : 开始迭代器
  - end：结束迭代器
  - value：查找的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<string>

class PersonFind {
public:
	PersonFind(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	// 重载== 运算符
	bool operator==(const PersonFind& p) {
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}


public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};



void test_find() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 查找元素
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "没有找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到：" << *pos << endl;
	}
}

void test_find_custom() {
	vector<PersonFind> v;
	PersonFind p("aaa", 20);
	PersonFind p1("bbb", 30);
	PersonFind p2("ccc", 40);
	PersonFind p3("ddd", 50);

	v.push_back(p);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);

	//查找元素
	vector<PersonFind>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), p1);
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到元素： " << endl;
		cout << "姓名： " << pos->m_Name << "  年龄：  " << pos->m_Age << endl;
	}
}

int main() {
	test_find();
	test_find_custom();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器，并且不管能否找到都会返回一个迭代器

find_if

函数原型：
- find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
  - 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
  - beg 开始迭代器
  - end 结束迭代器
  - _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class GreaterFive {
public:
	bool operator()(int val) {
		return val > 5;
	}
};

void testFindIf() {
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());

	if (pos == v.end())
	{
		cout << "未找到！" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到大于5的数字" << *pos << endl;
	}

}

int main() {
	testFindIf();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

adjacent_find

函数原型：
- adjacent_find(iterator beg, iterator end);：查找相邻重复元素，返回相邻元素的第一个位置的迭代器
  - beg 开始迭代器
  - end 结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void test_adjacent_find() {
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	// 查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator pos = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "找不到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到相邻重复元素：" << *pos << endl;
	}
}

int main() {
	test_adjacent_find();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

binary_search

函数原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
- 查找指定的元素，查到返回true 否则false
- 注意: 在无序序列中不可用
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- value 查找的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void test_binary_search() {
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

int main() {
	test_binary_search();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：二分查找效率高，值得注意的是查找的容器中元素必须是有序序列

count

函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);：统计元素出现次数
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- value 统计的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void test_count() {
	vector<int>v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为：" << num << endl;
}

int main() {
	test_count();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

count_if

函数原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);：按条件统计元素出现次数
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- _Pred 谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<string>

class GreaterSix {
public:
	bool operator()(int val) {
		return val > 6;
	}
};

void test_count_if() {
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), GreaterSix());

	cout << "大于6的个数： " << num << endl;

}

class PersonCountIf {
public:
	PersonCountIf(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeGreater20 {
public:
	bool operator()(const PersonCountIf& p) {
		
		return p.m_Age > 20;
	}
};

void test_count_if_custom() {
	vector<PersonCountIf> v;
	PersonCountIf p("刘备", 35);
	PersonCountIf p1("关羽", 35);
	PersonCountIf p2("张飞", 35);
	PersonCountIf p3("赵云", 40);
	PersonCountIf p4("曹操", 20);

	v.push_back(p);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeGreater20());

	cout << "大于20岁人员个数为：" << num << endl;
}


int main() {
	test_count_if();
	test_count_if_custom();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

常用排序算法

sort

函数原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
- 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- _Pred 谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void MyPrintSort(int val) {
	cout << val << "   ";
}

void test_sort() {
	vector<int>v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(90);
	v.push_back(120);
	v.push_back(30);
	v.push_back(5);
	v.push_back(100);
	v.push_back(80);

	cout << "排序前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintSort);
	cout << endl;

	sort(v.begin(), v.end());

	cout << "排序后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintSort);
	cout << endl;
}

int main() {
	test_sort();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

random_shuffle

函数原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);指定范围内的元素随机调整次序
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void MyPrintRandomShuffle(int val) {
	cout << val << "  ";
}

void test_random_shuffle() {
	// 添加随机种子， 保证每次乱序的顺序是不一致的， 如果不添加的话，每次乱序的顺序是一样的
	srand((unsigned int)time(NULL));
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	cout << "乱序前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintRandomShuffle);
	cout << endl;

	random_shuffle(v.begin(), v.end());


	cout << "乱序后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintRandomShuffle);
	cout << endl;
}

int main() {
	test_random_shuffle();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

总结：random_shuffle算法在使用之前记得添加随机种子

merge

函数原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);：两个元素容器合并，并存储到另一容器中
- 注意：两个容器必须是有序的
- beg1 容器1开始迭代器
- end1 容器1结束迭代器
- beg2 容器2开始迭代器
- end2 容器2结束迭代器
- dest 目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrintMerge
{
public:
	void operator() (int val) {
		cout << val << " ";
	}
};

void test_merge()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vTarget;
	// 目标容器需要提前分配空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
	// 合并  需要两个有序的序列
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrintMerge());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_merge();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结: merge合并的两个容器必须是有序序列

reverse

函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end); 反转指定范围的元素
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrintReverse
{
public:
	void operator() (int val) {
		cout << val << "  ";
	}
};

void test_reverse()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(90);
	v.push_back(10);

	cout << "反转前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReverse());
	cout << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());

	cout << "反转后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReverse());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_reverse();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

常用拷贝和替换算法

copy

函数原型：

copy(iterator beg, iterator end, iterator dest); 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- dest 目标起始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrintCopy
{
public:
	void operator() (int val) {
		cout << val << "  ";
	}
};

void test_copy()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int> v2;
	v2.resize(v.size());

	copy(v.begin(), v.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrintCopy());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_copy();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述

replace

函数原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue); 将容器内的指定范围内的旧元素修改为新元素
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- oldvalue 旧元素
- newvalue 新元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrintReplace
{
public:
	void operator() (int val) 
	{
		cout << val << "  ";
	}
};

void test_replace()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReplace());
	cout << endl;

	// 将容器中的20 替换成2000
	replace(v.begin(), v.end(), 20, 2000);
	
	cout << "替换后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReplace());
	cout << endl;

}

int main()
{
	test_replace();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结： replace会替换区间满足条件的元素

replace_if

函数原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue); 将区间的满足条件的元素，替换成指定元素
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- _pred 谓词
- newvalue 替换的新元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrintReplaceIf
{
public:
	void operator() (int val)
	{
		cout << val << "  ";
	}
};

class ReplaceIf
{
public:
	bool operator() (int val)
	{
		return val < 5;
	}
};

void test_replace_if()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 替换前
	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReplaceIf());
	cout << endl;

	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceIf(), 5000);

	cout << "替换后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintReplaceIf());
	cout << endl;

}

int main()
{
	test_replace_if();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：replace_if按条件查找，可以利用反函数灵活筛选满足的条件

swap

函数原型：

swap（container c1， container c2）: 互换两个容器的元素
- c1：容器1
- c2：容器2

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void MyPrintSwap(int val) 
{
	cout << val << "  ";
}

void test_swap()
{
	vector<int> v;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
		v2.push_back(i + 100);
	}

	cout << "交换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintSwap);
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrintSwap);
	cout << endl;

	swap(v, v2);

	cout << "交换后：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintSwap);
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrintSwap);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_swap();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结： swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

常用算术生成算法

算术法简介：

accumulate：计算器容器元素累计总和
fill：向容器中添加元素

注意：算数生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为#include<numeric>

accumulate

函数原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value); 计算区间内容器元素累计总和
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- value 起始值

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<numeric>

void test_accumulate()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	// 参数3： 起始累加值
	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 100);

	cout << "total = " << total << endl;
}

int main()
{
	test_accumulate();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述

总结：accumulate使用时头文件注意是numeric，这个算法很实用

fill

函数原型：

fill(iterator beg, iterator end, value); 向容器中填充元素
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器
- value 填充的值

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<numeric>
#include<algorithm>

void MyPrintFill(int val)
{
	cout << val << "  ";
}

void test_fill()
{
	vector<int> v;
	v.resize(10);

	// 填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrintFill);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_fill();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结：利用fill可以将容器区间内元素填充为指定的值

常用集合算法

set_intersection

函数原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); 求两个集合
- 注意两个集合必须是有序集合
- beg1 容器1开始迭代器
- end1 容器1结束迭代器
- beg2 容器2开始迭代器
- end2 容器2结束迭代器
- dest 目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void myPrintSetIntersection(int val)
{
	cout << val << "  ";
}

void test_set_intersection()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int> vTarget;
	// 求交集 ， 最极端的情况是 全包含情况 所以取两个容器小的值的大小为目标容器的空间
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrintSetIntersection);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_set_intersection();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

在这里插入图片描述
总结：

求交集的两个集合必须是有序集合
目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
set_intersection返回值即是交集中最后一个元素的位置

set_union

函数原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);求两个集合的并集
- 注意:两个集合必须是有序序列
- beg1 容器1开始迭代器
- end1 容器1结束迭代器
- beg2 容器2开始迭代器
- end2 容器2结束迭代器
- dest 目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void myPrintSetunion(int val)
{
	cout << val << "  ";
}


void test_set_union()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int> vTarget;
	// 求并集 ， 最极端的情况是 两个集合没有交集， 
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrintSetunion);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_set_union();
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：
在这里插入图片描述
总结:

求并集的两个集合必须是有序序列
目标容器开辟空间需要两个容器相加
set_union返回值是并集中最后一个元素的位置

set_difference

函数原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); 求两个集合的差集
- 注意：两个集合必须是有序序列
- beg1 容器1开始迭代器
- end1 容器1结束迭代器
- beg2 容器2开始迭代器
- end2 容器2结束迭代器
- dest 目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

void testSetFifference(int val)
{
	cout << val << "  ";
}

void test_difference()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int> vTarget;

	// 取两个里面较大的值为目标容器开启空间
	vTarget.resize(max(v1.size(), v2.size()));

	cout << "v1与v2的差集为：" << endl;
	vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, testSetFifference);
	cout << endl;


	cout << "v2与v1的差集为：" << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, testSetFifference);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test_difference();
	system("pause");
	return 0;
}