STL 常用方法

Posted 2021-03-17 harrytsz520

1. 选择 C++ 刷算法的理由

• 1、C++ 速度快（C 不是更快吗，Java 太慢了）
• 2、C++ 有 STL（什么是 STL）——性能强大，使用方便的标准库
• 3、如何使用 STL 进行高效刷算法
• 4、好处：刷算法，学习成本低
• 5、如何从 C 到 C++（仅基础语法到刷算法程度）

俗话说：磨刀不误砍柴工，不会 C++ 仍然可以刷算法，但是效率相对很低。在 ACM 或各类程序算法竞赛中相比于 Java 代码的冗长，C 的繁琐，Python 的性能低下，C++ 以兼顾简洁和高效脱颖而出。

2. 输入输出

C++ 保留了 C 的 scanf 和 printf，额外增加了 cin 和 cout。

Example:

2.1 C 程序中的输入输出

int a;
scanf("%d", &a);
printf("%d", a);

2.2 C++ 程序中的输入输出

int a;
cin >> a;
cout << a;

2.3 C++ 程序中的连续输入输出

int a, b, c;
cin >> a >> b >> c;
cout << a << b << c;

2.4 C++ 优雅地换行

cout << 1;
cout << endl;
cout << 2;
cout << 3 << endl << endl;

Notice: cin、cout 使用虽然很方便，但是比 scanf、printf 效率慢太多，算法竞赛中常常会因为使用了 cin、cout 而导致 TLE 等情况，在输入输出的数据量（> 1000）甚至更多的时候，使用 scanf、printf 代替 cin、out 通常是一种更好的选择。

3. STL 与 algorithm 头文件

STL 是“容器”的集合，这些“容器”中常见的有 list, vector, set, map等，STL 同时也是算法和其他一些组件的集合。

algorithm 是对容器继承的一些算法函数，可以更方便高效的编写程序，例如 sort 函数。

概念： 迭代器可以理解为指针。

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

int main() {
    vector<int> arr{1, 9, 2, 8, 3, 7, 4, 6, 5};  // 列表初始化
    sort(arr.begin(), arr.end());
    for(vector<int>::iterator it = arr.begin(); it != arr.end(); it++){
        cout << *it << endl;  // 使用 * 访问迭代器指向的元素
    }
    return 0;
}

有关迭代器的具体应用我会在另外一篇博文中详细说明。

4. STL の string

概念：相当于 char* 的封装，理解为字符串

4.1 简单使用

/**C中定义字符串以及打印*/
char *ch="asdkajbf";
for(int i=0;ch[i]!='';i++) 
    cout<<*(ch+i);

/**C++中*/
string s="ssadaffw";
cout<<s<<endl;

4.2 如何获取一行字符串

我想获取一行字符串

hello world

C 中：

scanf("%s",ch);//1.仅获取一个单词，空格结束 2.ch[100]得设置初始大小

C++中：

string s;
getline(cin,s);//获取一行数据
cout<<s;

4.3 += 运算符

+= 对于字符串，字符有效，数字会转为 ASCII 码

string s;
    s+="hello";
    s+=" world";
    cout << "s0: " << s << endl;
    s+='5';
    cout << "s1: " << s << endl;
    s+=10;  //10对应的asc码是换行
    cout << "s2: " << s << endl;
    int a=5;  //想把a加入字符串
    s+=(a+'0');
    cout<< "s3: " << s << endl;

4.4 排序（使用algorithm）

string s="5418340";
sort(s.begin(),s.end());
cout<<s;

4.5 erase 函数

/**begin是头迭代器，end是尾迭代器*/
string s="5418340";
s.erase(s.begin());//删除第一个
s.erase(--s.end());//删除最后一个
cout<<s;

4.6 substr 函数

/**begin是头迭代器，end是尾迭代器*/
string s="5418340";
s=s.substr(1,3);//取418,取索引为1，往后截断3个
s=s.substr(1,-1);//索引为1，截断到最后
cout<<s;

4.7 循环(3种)

1.for循环

string s = "5418340";
for(int i = 0; i < s.length(); i++) 
    cout<<s[i];

2.迭代器

for(string::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++) 
    cout << *it;

3.迭代器化简

for(auto it=s.begin();it!=s.end();it++) 
    cout << *it;

4.利用 C++11 新特性 for 循环

for(auto x:s) cout<<x;

5. STL vector

概念：vector相当于数组，模板类型相当于存放的内容

5.1 vector 构造

vector<int> v;  //定义一个空 vector
vector<int> v2(4);  //定义一个 4 个大小的 vector，初始为 0
vector<int> v3(4,6);  //定义一个 4 个大小的 vector，初始为 6
vector<int> v{1,2,3,4,5};  //定义一个 vector，数字为 1, 2, 3, 4, 5
for(auto x:v3) cout<<x;

5.2 用 at 或者 [] 获取元素

vector<int> v{1,2,3,4,5};
cout<<v[1];//取索引为1的
cout<<v.at(2);//取索引为2的

5.3 方法

// push_back追加内容
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(5);
v.push_back(5);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
for(auto x:v) cout<<x;

// resize进行重置大小
v.resize(10);  //不赋值默认为0

// erase 删除元素，复杂度为O(n)
v.erase(v.begin());  //删除第一个元素
v.erase(--v.end());  //删除最后一个元素

// 获取第一个元素，获取最后一个元素
/**获取第一个元素*/
cout << v.front();
cout << v[0];
cout << *v.begin();
/**获取最后一个元素*/
cout << v.back();
cout << v[v.size()-1];  //size是获取大小
cout << *--v.end();

5.4 排序

第三个参数为比较器，不写默认为 less()

vector<int> v{5,1,2,5,4,0,-1};
sort(v.begin(),v.end(),less<int>());//从小到大
sort(v.begin(),v.end(),greater<int>());//从大到小排序
for(auto x:v) cout<<x;

5.5 循环

vector<int> v{5,1,2,5,4,0,-1};
for(int i=0; i<v.size(); i++) cout<<v[i];  //for循环
cout<<endl;
for(vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) cout<<*it;  //迭代器循环
cout<<endl;
for(auto it=v.begin();it!=v.end();it++) cout<<*it;  //迭代器简化循环
cout<<endl;
for(auto x:v) cout<<x;//c++11新特性

6. STL の stack

概念：栈

构造

stack<int> s;

• push、pop、size、empty
• push 入栈一个元素
• pop 出栈一个元素，pop无返回值
• top 取栈顶元素
• size 查看元素个数

s.push(2);
s.push(3);
cout<<s.top()<<endl;
s.pop();
cout<<s.top()<<endl;
cout<<s.size()<<endl;

进制转换(十进制转二进制)

int itob(int decimal){
    stack<int> s;int res=0;
    while(decimal!=0){
        s.push(decimal%2);
        decimal/=2;
    }
    while(!s.empty()){
        res=res*10+s.top();
        s.pop();
    }
    return res;
}

逆序单词（拓展 sstream，stoi，itoa)

输入一行字符串，将字符串逆序打印

输入：

hello world my name is steve yu

输出：

yu steve is name my world hello

#include <iostream>
#include <stack>
#include <sstream>

using namespace std;

int main(){
    string str;
    stack<string> s;
    getline(cin,str);
    stringstream ss;
    ss<<str;
    while(ss>>str)
        s.push(str);
    while(!s.empty()){
        cout<<s.top();
        s.pop();
        if(s.size()!=0) cout<<" ";
    }
    return 0;
}

字符串转数字

Solution 1:

 string s="1234";
 int i;
 stringstream ss;
 ss<<s;
 ss>>i;
 cout<<i;

Solution 2:

string s="1234";
int i=stoi(s);
cout<<i;

数字转字符串

Solution 1:

int a=1234;
string out;
stringstream ss;
ss<<a;
ss>>out;
cout<<out<<endl;

Solution 2(c++ 11)

int a=1234;
cout<<to_string(a)<<endl;

7. STL の queue

概念：队列

构造

queue<int> q;
push、back
q.push(5);
q.push(6);
cout<<q.front()<<endl;
q.pop();
cout<<q.front()<<endl;
cout<<q.size()<<endl;

8. STL の map(unordered_map pair)

概念：映射（map 为树状表，unorderedmap 为哈希表）

map

map<int,int> m;  //有序的，树状结构（底层）
m[6]=3;
m[5]=8;
m[4]=9;
for(auto it=m.begin();it!=m.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
for(auto tmp:m){
    cout<<tmp.first<<" "<<tmp.second<<endl;
}

unordered_map

unordered_map<int,int> m;//无序的，哈希结构（底层）
m[6]=3;
m[5]=8;
m[4]=9;
for(auto it=m.begin();it!=m.end();it++)
    cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;
for(auto tmp:m){
    cout<<tmp.first<<" "<<tmp.second<<endl;
}

pair 的用法(map 转成 vector 进行排序)

bool cmp(pair<int,int> a,pair<int,int> b){
    return a.first>b.first;
}
int main(){
    unordered_map<int,int> m;//无序的，哈希结构（底层）
    m[6]=3;
    m[5]=8;
    m[4]=9;
    vector<pair<int,int>> v(m.begin(),m.end());
    sort(v.begin(),v.end(),cmp);
    for(auto tmp:v){
        cout<<tmp.first<<tmp.second<<endl;
    }
    return 0;
}

9. set(unordered_set)

概念：集合

应用计数、去重

set<int> s;//树状结构，有序
unordered_set<int> s2;//哈希结构，无序，快
s.insert(3);
s.insert(4);
s.insert(4);
s.insert(4);
cout<<s.size()<<endl;
for(auto tmp:s)
    cout<<tmp<<" ";
cout<<endl;
for(auto it=s.begin();it!=s.end();it++)
    cout<<*it<<" ";
cout<<endl;

10. STL の deque

概念：双端队列

deque<int> d;
// 4 9 1 2
d.push_back(1);
d.push_back(2);
d.push_front(9);
d.push_front(4);
d.pop_back();
d.pop_front();
for(auto tmp:d) cout<<tmp<<endl;
for(auto it=d.begin();it!=d.end();it++) cout<<*it<<endl;
// 排序
sort(d.begin(),d.end(),greater<int>());

11. STL の list

概念：双向链表

list<int> li;
li.push_back(6);
li.push_front(5);
li.emplace_front(9);
li.emplace_back(10);
li.insert(++li.begin(),2);
for(auto tmp:li) cout<<tmp<<endl;
for(auto it=li.begin();it!=li.end();it++) cout<<*it<<endl;

12. 文档

(英文：)[http://www.cplusplus.com/reference/stl/]
(中文：)[http://c.biancheng.net/stl/map/]