C++ STL详解

Posted 2021-04-03 C和C加加

来源：blog.csdn.net/qq_41575507/article/details/113894814

刷题时常用的STL

string

之前写过一篇 string 的简介但是不是特别全面，这里再补充说明一下。

size()

 返回字符串中字符的数量

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string str = "AC-fun"; cout << str.size(); // 输出结果：6 return 0;}

clear()

 清空一个字符串

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string s = "string"; cout << s; s.clear(); // 清空一个字符串  cout << endl; cout << "清空后字符串的长度为：" << s.size() << endl; cout << "清空后字符串的内容为：" << s; return 0;}

操作符(Operators)

 你可以用 ==, >, <, >=, <=, != 比较字符串，可以用 + 或者 += 操作符连接两个字符串，并且可以用 [] 获取特定的字符。

compare()

 compare() 函数以多种方式比较本字符串和 str，按照 字典序 进行排序。使用 this 代表当前字符串，str 代表与 this 比较的字符串。那么如果“ this > str” 则 返回值大于零；如果“this = str ” 那么 返回值等于零；如果 “this < str ”那么 返回值小于零。此函数也有多种比较方式，下面分别进行介绍。

• 比较自己 (this) 和 str

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string str1 = "aaa", str2 = "ab"; if (str1.compare(str2) > 0) cout << "str1 > str2"; else if (str1.compare(str2) == 0) cout << "str1 = str2"; else cout << "str1 < str2";  // 输出结果：str1 < str2  return 0;}

• 比较 自己的子串 和 str
   子串以 index 索引开始(从 0 开始），长度为 length。形式为：str1.compare(index, length, str2) 表示比较 str1 的子串与 str2 的大小。

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string str1 = "abcdef", str2 = "ef"; int flag = str1.compare(4, 2, str2); if (flag) cout << "str1 > str2"; else if (flag == 0) cout << "str1 = str2"; else cout << "str1 < str2";  // 输出结果：str1 = str2  return 0;}

        •比较 自己的子串 和 str的子串

 比较形式为：str1.compare(index, length, str2, index2, length2)。其中    index2 和 length2 引用 str，index 和 length 引用str1。如果不写   index2   则 str2 的子串以索引 0 开始，长度为 length2，str1 的子串以     index 开始，长度为 length。

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string str1 = "abcdef", str2 = "abef"; int flag = str1.compare(4, 2, str2, 2, 2); if (flag) cout << "str1 > str2"; else if (flag == 0) cout << "str1 = str2"; else cout << "str1 < str2";  // 输出结果：str1 = str2  return 0;}

substr()

 substr()返回本字符串的一个子串，从index开始，长num个字符。形式为：str.substr(index, length)。如果不写参数 length 或者参数 length 超过了 str 的长度，那么就将从 index 开始之后的所有字符输出。

#include<iostream>#include<string>
using namespace std;
int main() { string str = "AC-fun"; cout << str.substr(3, 3);  // 输出结果：fun return 0;}

c_str()

#include<iostream>#include<string>#include<cstdio>
using namespace std;
int main() { string str = "AC-fun"; printf("%s", str.c_str());  // 输出结果：AC-fun return 0;}

find()

 在字符串中查找字符串。此函数有三种重载方式。下面分别进行介绍。

str1.find(string str2, int index)

 返回 str2 在字符串 str1 中第一次出现的位置（从index开始查找）如果不写 index 参数，则直接从 str1 的开头开始查找。如果找到了返回 **str2 ** 第一次出现的位置（下标从 0 开始）；如果没找到则返回 string::npos。对于 string::npos C++ 的官方文档对它的解释为：

 static const size_t npos = -1; npos是一个静态成员常量值，对于 size_t 类型的元素，该常量的最大值可能。该值在字符串成员函数中用作len（或sublen）参数的值时，表示“直到字符串结尾”。作为返回值，通常用于表示没有匹配项。该常量定义为值 -1，这是因为 size_t 是无符号整数类型，因此它是此类型可能的最大可表示值。

 因此，在判断字符串有没有时，可以直接判断是否等于 string::npos，也可以判断是否等于 -1。

#include<iostream>#include<string>#include<cstdio>
using namespace std;
int main() { string str1 = "AC-fun", str2 = "fun", str3 = "good"; if (str1.find(str2, 0) != -1) cout << "Yes" << endl; if (str1.find(str3, 0) == string::npos) cout << "No"; // 输出结果：Yes // No return 0;}

• str1.find(char ch, int index)
   返回字符 ch 在字符串中第一次出现的位置（从 index 开始查找）。如果没找到就返回 string::npos。

#include<iostream>#include<string>#include<cstdio>
using namespace std;
int main() { string str1 = "AC-fun"; if (str1.find('-', 0) != -1) puts("Yes"); else puts("No"); // 输出结果：Yes return 0;}

关于string的更多用法

 string还有很多函数，但是一般常用的函数就是以上提到的，想要学习更多用法请看：C++ API string

priority_queue

 priority_queue 优先队列总能 保证优先级最高的元素位于队头，最重要的原因是其底层采用 堆 数据结构存储结构。STL 的优先队列默认是 大根堆，即最大的元素总是位于队头。其操作方式与队列 queue 基本相同。优先队列的头文件也是 #include<queue>。时间复杂度为：O(nl o g n lognlogn)。

push()

 插入元素，并对底层容器排序。

#include<iostream>#include<queue>
using namespace std;
int main() { priority_queue<int> heap; heap.push(1); heap.push(2); heap.push(3);  // 使用 top() 访问堆顶元素 cout << heap.top(); // 输出结果：3  return 0;}

top()

 访问堆顶元素。演示代码同 push()。

empty()

 检查底层的容器是否为空。若底层容器为空则为 true ，否则为 false 。

size()

 返回底层容器中的元素个数，即 heap.size()。

#include<iostream>#include<queue
using namespace std;
int main() { priority_queue<int> heap; heap.push(1); heap.push(2); heap.push(3); cout << heap.size();  // 输出结果：3  return 0;}

pop()

 弹出堆顶元素。

#include<iostream>#include<queue>
using namespace std;
int main() { priority_queue<int> heap; heap.push(1); heap.push(2); heap.push(3); cout << "当前堆顶元素为:" << heap.top() << endl;  // 弹出堆顶元素  heap.pop(); cout << "当前堆顶元素为:" << heap.top(); return 0;}

如何定义小根堆

 第一种方式是可以直接插入 -x，那么就可以直接利用大根堆创建了小根堆，输出的时候输出 -x 即可。
 第二种方式是使用 priority_queue 提供的方法。

#include<iostream>#include<queue>#include<vector>
using namespace std;
int main() { // 定义一个小根堆  priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > heap;  heap.push(1); heap.push(2); heap.push(3); cout << "当前堆顶元素为:" << heap.top() << endl;  return 0;}

堆排序

 堆是一棵 完全二叉树 ，可以使用数组模拟堆的实现。可以使用一维数组 h[] 来进行存储，对于根节点 x ，它的左儿子的下标为 x ∗ *∗ 2，右儿子的下标为 x ∗ *∗ 2 + 1。

    构建一个小跟堆其中最关键的一个函数就是 down() 函数。只要当前的根节点不是最小的元素那么就将其向下移动。直到当前的根节点是最小的元素。代码及主要思路如下：

void down(int u) { int t = u; // 找出根、左、右三个点做小的那个点 if (2 * u <= cnt && h[2 * u] < h[t]) t = 2 * u;  // 首先判断一下当前的根节点有没有左孩子，如果有判断一下根节点和左孩子的大小 if (2 * u + 1 <= cnt && h[2 * u + 1] < h[t]) t = 2 * u + 1; // 然后再判断一下当前根节点有没有右孩子，如果有判断一下上一步比较出来的做小值和当前右孩子的值的大小 if (u != t) { swap(h[u], h[t]); // 此时原来的元素 h[u] 就被换到了下标为 t 的数组中，所以继续 down(t) down(t); }}

那么如何弹出栈顶元素呢？只要将第一个元素与最后一个元素交换，然后将指向堆中最后一个指针向前移动一个，再 down(1) 即可。这样就可以在删除时一直保证堆顶元素时最小的元素。

完整代码：

#include<iostream>#include<cstdio>#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 100010;int n, m;int h[N], cnt; // 最好不要使用 size 作为变量，因为有的头文件里会有size函数，容易冲突
void down(int u) { int t = u; // 找出根、左、右三个点做小的那个点 if (2 * u <= cnt && h[2 * u] < h[t]) t = 2 * u;  // 首先判断一下当前的根节点有没有左孩子，如果有判断一下根节点和左孩子的大小 if (2 * u + 1 <= cnt && h[2 * u + 1] < h[t]) t = 2 * u + 1; // 然后再判断一下当前根节点有没有右孩子，如果有判断一下上一步比较出来的做小值和当前右孩子的值的大小 if (u != t) { swap(h[u], h[t]); // 此时原来的元素 h[u] 就被换到了下标为 t 的数组中，所以继续 down(t) down(t); }}
int main() { scanf("%d%d", &n, &m); for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &h[i]); cnt = n; for (int i = n / 2; i; i--) down(i); // 先输入再维护小根堆的时间复杂度为 O(n),而一边输入一边维护的时间复杂度为 Nlog(N) while (m--) { printf("%d ", h[1]); h[1] = h[cnt]; cnt--; down(1); } return 0;}

未完待续，持续更新中……

PS:如果没有你的关注，那我所做的将毫无意义,祝大家元宵节快乐!