C++STL详解

Posted 2021-11-25 jiangyaju

C++STL详解
STL（Standard Template Library，标准模板库)
在C++标准中，STL被组织为下面的13个头文件：<algorithm>、<deque>、<functional>、<iterator>、<vector>、<list>、<map>、
<memory>、<numeric>、<queue>、<set>、<stack>和<utility>

一、算法
算法部分主要由头文件<algorithm>，<numeric>和<functional>组成。
<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个（尽管它很好理解），它是由一大堆模版函数组成的，可以认为每个函数在很大程度上都是独立的，
其中常用到的功能范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改、移除、反转、排序、合并等等
<numeric>
体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数，包括加法和乘法在序列上的一些操作。
<functional>
则定义了一些模板类，用以声明函数对象。

二、容器
容器部分主要由头文件<vector>,<list>,<deque>,<set>,<map>,<stack>和<queue>组成。
容器类自动申请和释放内存，我们无需new和delete操作。
1、<vector>：动态数组，vector有内存管理的机制，也就是说对于插入和删除，vector可以动态调整所占用的内存空间。
vector，需要包含头文件#include<vector>
//①.定义和初始化
vector<int> vec1; //默认初始化，vec1为空
vector<int> vec2(vec1); //使用vec1初始化vec2
vector<int> vec3(vec1.begin(),vec1.end());//使用vec1初始化vec2
vector<int> vec4(10); //10个值为0的元素
vector<int> vec5(10,4); //10个值为4的元素

//②.常用操作方法
vec1.push_back(100); //尾部添加元素
int size = vec1.size(); //元素个数
bool isEmpty = vec1.empty(); //判断是否为空
cout<<vec1[0]<<endl; //取得第一个元素
vec1.insert(vec1.end(),5,3); //从vec1.back位置插入5个值为3的元素
vec1.pop_back(); //删除末尾元素
vec1.erase(vec1.begin(),vec1.begin()+2);//删除vec1[0]-vec1[2]之间的元素，不包括vec1[2]其他元素前移
cout<<(vec1==vec2)?true:false; //判断是否相等==、！=、>=、<=...
vector<int>::iterator iter = vec1.begin(); //获取迭代器首地址
vector<int>::const_iterator c_iter = vec1.begin(); //获取const类型迭代器
vec1.clear(); //清空元素

//③.遍历
//下标法
int length = vec1.size();
for(int i=0;i<length;i++)
{
cout<<vec1[i];
}
cout<<endl<<endl;
//迭代器法
vector<int>::iterator iter = vec1.begin();
for(;iter != vec1.end();iter++)
{
cout<<*iter;
}

2、<list>：表示非连续的内存，基于链表实现
list是stl实现的双向链表，与向量vector相比，它允许快速地插入和删除，但是随机访问却比较慢
需要添加头文件#include<list>
//①.定义和初始化
list<int> lst1; //创建空list
list<int> lst2(3); //创建含有三个元素的list
list<int> lst3(3,2); //创建含有三个元素为2的list
list<int> lst4(lst2); //使用lst2初始化lst4
list<int> lst5(lst2.begin(),lst2.end()); //同lst4

//②.常用操作方法
lst1.assign(lst2.begin(),lst2.end()); //分配值,3个值为0的元素
lst1.push_back(10); //末尾添加值
lst1.pop_back(); //删除末尾值
lst1.begin(); //返回首值的迭代器
lst1.end(); //返回尾值的迭代器
lst1.clear(); //清空值
bool isEmpty1 = lst1.empty(); //判断为空
lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end()); //删除元素
lst1.front(); //返回第一个元素的引用
lst1.back(); //返回最后一个元素的引用
lst1.insert(lst1.begin(),3,2); //从指定位置插入个3个值为2的元素
lst1.rbegin(); //返回第一个元素的前向指针
lst1.remove(2); //相同的元素全部删除
lst1.reverse(); //反转
lst1.size(); //含有元素个数
lst1.sort(); //排序
lst1.unique(); //删除相邻重复元素

//③.遍历
//迭代器法
for(list<int>::const_iterator iter = lst1.begin();iter != lst1.end();iter++)
{
cout<<*iter;
}

3、<deque>：与vector类似，支持随机访问和快速插入和删除，
与vector不同，deque还支持从开始端插入数据：push_front。其余的类似vector操作方法的使用.

4、<set>：set表示集合，是一个有序容器，里面的元素都是排序好的支持插入、删除、查找等操作，就像一个集合一样，所有的操作都是严格在logn时间内完成，效率非常高。
set和multiset的区别是：set插入的元素不能相同，但是multiset可以相同，set默认是自动排序的，使用方法类似list

set是用红黑树的平衡二叉索引树的数据结构来实现的，插入时，它会自动调节二叉树排列，把元素放到适合的位置，确保每个子树根节点的键值大于左子树所有的值、小于右子树所有的值，
插入重复数据时会忽略。set迭代器采用中序遍历，检索效率高于vector、deque、list，并且会将元素按照升序的序列遍历。
set容器中的数值，一经更改，set会根据新值旋转二叉树，以保证平衡，
构建set就是为了快速检索（python中的set一旦建立就是一个常量，不能改的）。

5、<map>：c++map容器提供一个键值对(key/value)容器，map与multimap差别仅仅在于multimap允许一个键对应多个值。
需要包含头文件#include<map>。对于迭代器来说，可以修改实值，而不能修改key。map会根据key自动排序.
//①.定义和初始化
map<int,string> map1; //空map

//②.常用操作方法
map1[3] = "Saniya"; //添加元素
map1.insert(map<int,string>::value_type(2,"Diyabi"));//插入元素
//map1.insert(pair<int,string>(1,"Siqinsini"));
map1.insert(make_pair<int,string>(4,"V5"));
string str = map1[3]; //根据key取得value，key不能修改
map<int,string>::iterator iter_map = map1.begin();//取得迭代器首地址
int key = iter_map->first; //取得key
string value = iter_map->second; //取得value
map1.erase(iter_map); //删除迭代器数据
map1.erase(3); //根据key删除value
map1.size(); //元素个数
map1.empty(); //判断空
map1.clear(); //清空所有元素

//③.遍历
for(map<int,string>::iterator iter = map1.begin();iter!=map1.end();iter++)
{
int keyk = iter->first;
string valuev = iter->second;
}
<stack>
<queue>

三、迭代器
迭代器部分主要由头文件<utility>,<iterator>和<memory>组成。
<utility>
<iterator>
<memory>