C++ STL 线性容器的用法

Posted 2021-04-03 C和C加加

来源：blog.csdn.net/hebtu666/article/details/105996260

1.vector

vector 是顺序容器的一种，是可变长的动态数组，支持随机访问迭代器，所有stl算法都能对 vector 进行操作。

vector 容器在实现时，动态分配的存储空间一般都大于存放元素所需的空间。例如，哪怕容器中只有一个元素，也会分配 32 个元素的存储空间。这样做的好处是，在尾部添加一个新元素时不必重新分配空间，直接将新元素写入适当位置即可。在这种情况下，添加新元素的时间也是常数。但是，多出来的空间用完再添加新元素，就不得不重新分配内存空间，把原有内容复制过去后再添加新的元素。

#include <iostream>#include <vector> //使用vector需要包含此头文件using namespace std;template <class T>void PrintVector(const vector <T> & v){ //用于输出vector容器的全部元素的函数模板 typename vector <T>::const_iterator i; //typename 用来说明 vector <T>::const_iterator 是一个类型，在 Visual Studio 中不写也可以 for (i = v.begin(); i != v.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl;}int main(){ int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; vector <int> v(a, a + 5); //将数组a的内容放入v cout << "1) " << v.end() - v.begin() << endl; //两个随机迭代器可以相减，输出：1)5 cout << "2)"; PrintVector(v); //输出：2)1 2 3 4 5 v.insert(v.begin() + 2, 13); //在 begin()+2 位置插人 13 cout << "3)"; PrintVector(v); //输出：3)1 2 13 3 4 5 v.erase(v.begin() + 2); //删除位于 begin()+2 位置的元素 cout << "4)"; PrintVector(v); //输出：4)1 2 3 4 5 vector<int> v2(4, 100); //v2 有 4 个元素，都是 100 v2.insert(v2.begin(), v.begin() + 1, v.begin() + 3); //将v的一段插入v2开头 cout << "5)v2:"; PrintVector(v2); //输出：5)v2:2 3 100 100 100 100 v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3); //删除 v 上的一个区间，即 [2,3) cout << "6)"; PrintVector(v); //输出：6)1 4 5 return 0;}

#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){  vector<vector<int> > v(3); //v有3个元素，每个元素都是vector<int> 容器 for(int i = 0;i < v.size(); ++i) for(int j = 0; j < 4; ++j) v[i].push_back(j); for(int i = 0;i < v.size(); ++i) { for(int j = 0; j < v[i].size(); ++j) cout << v[i][j] << " "; cout << endl; } return 0;}

2.list

list 是顺序容器的一种。list 是一个双向链表。使用 list 需要包含头文件 list。双向链表的每个元素中都有一个指针指向后一个元素，也有一个指针指向前一个元素。

list 容器不支持根据下标随机存取元素。

list 的构造函数和许多成员函数的用法都与 vector 类似，此处不再列举。除了顺序容器都有的成员函数外，list 还独有如下函数

STL 中的算法 sort 可以用来对 vector 和 deque 排序，它需要随机访问迭代器的支持。因为 list 不支持随机访问迭代器，所以不能用算法 sort 对 list 容器排序。因此，list 容器引入了 sort 成员函数以完成排序。

#include <list> //使用 list 需要包含此头文件#include <iostream>#include <algorithm> //使用STL中的算法需要包含此头文件using namespace std;class A {private: int n;public: A(int n_) { n = n_; } friend bool operator < (const A & a1, const A & a2); friend bool operator == (const A & a1, const A & a2); friend ostream & operator << (ostream & o, const A & a);};bool operator < (const A & a1, const A & a2) { return a1.n < a2.n;}bool operator == (const A & a1, const A & a2) { return a1.n == a2.n;}ostream & operator << (ostream & o, const A & a) { o << a.n; return o;}template <class T>void Print(T first, T last){ for (; first != last; ++first) cout << *first << " "; cout << endl;}int main(){ A a[5] = { 1, 3, 2, 4, 2 }; A b[7] = { 10, 30, 20, 30, 30, 40, 40 }; list<A> lst1(a, a + 5), lst2(b, b + 7); lst1.sort(); cout << "1)"; Print(lst1.begin(), lst1.end()); //输出：1)1 2 2 3 4 lst1.remove(2); //删除所有和A(2)相等的元素 cout << "2)"; Print(lst1.begin(), lst1.end()); //输出：2)1 3 4 lst2.pop_front(); //删除第一个元素 cout << "3)"; Print(lst2.begin(), lst2.end()); //输出：3)30 20 30 30 40 40 lst2.unique(); //删除所有和前一个元素相等的元素 cout << "4)"; Print(lst2.begin(), lst2.end()); //输出：4)30 20 30 40 lst2.sort(); lst1.merge(lst2); //合并 lst2 到 lst1 并清空 lst2 cout << "5)"; Print(lst1.begin(), lst1.end()); //输出：5)1 3 4 20 30 30 40 cout << "6)"; Print(lst2.begin(), lst2.end()); //lst2是空的，输出：6) lst1.reverse(); //将 lst1 前后颠倒  cout << "7)"; Print(lst1.begin(), lst1.end()); //输出 7)40 30 30 20 4 3 1 lst2.insert(lst2.begin(), a + 1, a + 4); //在 lst2 中插入 3,2,4 三个元素 list <A>::iterator p1, p2, p3; p1 = find(lst1.begin(), lst1.end(), 30); p2 = find(lst2.begin(), lst2.end(), 2); p3 = find(lst2.begin(), lst2.end(), 4); lst1.splice(p1, lst2, p2, p3); //将[p2, p3)插入p1之前，并从 lst2 中删除[p2,p3) cout << "8)"; Print(lst1.begin(), lst1.end()); //输出：8)40 2 30 30 20 4 3 1 cout << "9)"; Print(lst2.begin(), lst2.end()); //输出：9)3 4 return 0;}

3.栈

stack 是容器适配器的一种。要使用 stack，必须包含头文件 <stack>。
stack就是“栈”。是一种后进先出的元素序列，访问、添加和删除都只能对栈顶的元素行。栈内的元素不能访问。
stack的定义如下：

template < class T, class Cont == deque <T> >class stack{ ...};

第二个参数表明，在默认情况下，stack 就是用 deque 实现的。当然，也可以指定用 vector 或 list 实现。

虽然 stack 使用顺序容器实现，但它不提供顺序容器具有的成员函数。除了 size、 empty 这两个所有容器都有的成员函数外，stack 还有以下三个成员函数

#include <iostream>#include <stack> //使用stack需要包含此头文件using namespace std;int main(){ int n, k; stack <int> stk; cin >> n >> k; //将n转换为k进制数 if (n == 0) { cout << 0; return 0; } while (n) { stk.push(n%k); n /= k; } while (!stk.empty()) { cout << stk.top(); stk.pop(); } return 0;}

4.queue

queue 就是“队列”。队列是先进先出的。队头的访问和删除操作只能在队头进行，添加操作只能在队尾进行。不能访问队列中间的元素。

queue 可以用 list 和 deque 实现，默认情况下用 deque 实现。
queue 的定义如下：

template < class T, class Cont = deque<T> >class queue{    ...};

queue 同样也有和 stack 类似的 push、pop、top 函数。区别在于，queue 的 push 发生在队尾，pop 和 top 发生在队头。

5.priority_queue

priority_queue 是“优先队列”。它和普通队列的区别在于，优先队列的队头元素总是最大的——即执行 pop 操作时，删除的总是最大的元素；执行 top 操作时，返回的是最大元素的引用。

priority_queue 可以用 vector 和 deque 实现，默认情况下用 vector 实现。

priority_queue 默认的元素比较器是 less <T>。也就是说，在默认情况下，要放入 priority_queue 的元素必须是能用“<”运算符进行比较的，而且 priority _queue 保证以下条件总是成立：对于队头的元素 x 和任意非队头的元素 y，表达式“x<y”必为 false。

priority_queue 定义如下：

template < class T, class Container = vector <T>, class Compare = less<T> >class priority_queue{    ...};

priority_queue 的第三个类型参数可以用来指定排序规则。
priority_queue 是使用“堆排序”技术实现的，其内部并非完全有序，但却能确保最大元素总在队头。因此，priority_queue 特别适用于“不停地在一堆元素中取走最大的元素”这种情况。

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