2_STL容器

Posted 2020-08-05 Lunais

STL算法的精髓在于  算法的  返回值！！！

 

String:
　　string是STL的字符串类型，通常用来表示字符串；C语言中一般用char*
　　char*字符指针;string是类封装了char*,管理这个字符串，是一个char*型的容器；
　　string不用考虑内存释放和越界，string管理char*所分配的内存。
　　string提供了一系列字符串操作函数（find,copy,erase,replace,insert）
初始化 ：

　　string s1 = "abcd"; //重载operator=
　　string s2("abcd") //有参构造函数
　　string s3 = s2;    //初始化调用的是拷贝构造函数，跟赋值调用operator=()不同
　　string s1(3,‘a‘); //s1的内容：aaa;将字符复制n份

遍历：

通过数组的方式：

for(int i = 0; i < s1.length(); i++)
{
    cout << s1[i] << " ";
}

通过迭代器：

for(string::iterator k = s1.begin(); k = s1.end(); k++)
{
    cout << *k << " ";
}

通过at()函数：

与数组的[]方法相比，at()可以抛出异常，提示下标越界；而[]不抛出异常直接中断程序。

字符指针和string的转换：

string->char* //生成一个const char*指针，c_str()指向以空字符终止的数组；data()返回的数组不以空字符终止。
string s1 = "aaaaa"; 
printf("s1 : %s \n",s1.c_str()); s1的指针
char*->string
char buf[128]; // char buf[128] = {0}; //c风格字符串
s1.copy(buf,3,0);//从位置0开始，拷贝3个字符，到buf内；注意自己拷贝\0,不然后面的值都无效。

连接字符串：

string s1 = "aaa";
string s2 = "bbb";
s1 = s1+s2; s1.append(s4); //s1为aaabbb

字符串查找和替换：

string s1 = "jgaaa jjdsj aaa sljf aaa sjfj aaa dfj99";
int index = s1.find("aaa",0); //从下标为0开始找aaa，找到后返回下标2，找不到返回-1；   返回当前元素下标
//统计aaa的个数：
int offIndex = s1.find("aaa",0);
while(offIndex != string::npos) //npos即-1
{
      cout++;
　　　 offIndex += 1;
　　   offIndex = s1.find("aaa",offIndex);
}

大小写替换：

int offIndex = s1.find("aaa",0);
while(offIndex != string::npos) //npos即-1
{
      s1.replace(offIndex,3,"AAA"); //从offIndex开始，删除3份字符，替换为AAA
      offIndex += 1;
      offIndex = s1.find("aaa",offIndex);
}

字符串的删除和插入：

string s1 = "qbb";
s1.insert(1,"aaa"); //qaaabb 
s1.insert(1,3,‘c‘); //qcccaaabb
s1.insert(s1.length(),"zzz"); //qcccaaabbzzz
string::iterator it = find(s1.begin(),s1.end(),‘q‘);       // 迭代器相关的算法  find  返回指向当前元素的迭代器位置
while(it != s1.end())
{
　　  s1.erase(it); //bb    此时的it已经不存在，erase()会返回指向下一个元素是迭代器位置   it1 = s1.erase(it);  //*it == c;
}
s1.erase(s1.begin(),s1.end()); //区间删除：删除整个字符串

字符串相关算法：大小写转换

transform(s1.begin(),s1.end(),s1.begin,toupper); //s1从开始到结尾将小写转大写，并输出到begin的位置（第三个参数）
transform(s1.begin(),s1.end(),s1.begin,tolower);// s1从开始到结尾将小写转大写，并输出到begin的位置（第三个参数）    

 

STL容器简介：

vector:动态数组(尾部添加删除元素)
vector<int>v1;
push_back(); //数组的尾部插入
pop_back(); //删除最后一个元素
v1.front(); //取第一个元素 （其实现返回了一个引用，可以当左值）
v1.back(); //取最后一个元素 （可以当左值）

初始化：

push_back();
vector<int>v2 = v1;
vector<int>v3(v1.begin(),v1.begin()+2);
vector<int>v4(3,7); //777

遍历：

vector<int>v1(10); //通过数组方式；通过等号操作符需要提前分配内存push_back()在尾部添加元素，新增元素在11号位处
迭代器：（插入，输出，）
begin()指向头元素；end()指向最后一个元素的后面的一个位置
正向迭代器：
for(vector<int>::iterator k = v1.begin(); k = v1.end(); k++)    
逆向迭代器： //逆序输出
for(vector<int>::reverse_iterator k = v1.rbegin(); k = v1.rend(); k++)
const迭代器(只读)有2种：（不可当左值）
vector<int>::const_iterator
vector<int>::const_reverse_iterator
《effective STL》建议使用iterator 代替其余三种迭代器；

删除：

vector<int>v1(10); 
v1.erase(); //删除全部
v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2); //区间删除：删除2个元素
v1.erase(v1.begin()+3); //删除第3个元素
删除某类元素：
for(vector<int>::iterator it = v1.begin(); it = v1.end();)
{
　　if(*it == 2)
　　{
　　　　it = v1.erase(it); //删除迭代器位置处的元素，同时指向已删除元素的迭代器也失效了；自增后返回当前位置   也就是说返回当前删除元素的下一个元素的迭代器，如果不用it去保存该位置，原来it++就报错
　　}
　　else
　　{
　　　　it++;
　　}
}

插入：

vector.insert(pos,elem); //pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新元素的位置
vector.insert(pos,n,elem); //无返回值
vector.insert(pos,beg,end); //pos,beg,end均为迭代器的相对位置
eg: vec1.insert(vec1.begin()+2,vec2.begin(),vec2.end());

deque：双端数组（头尾插入删除）

插入：
push_front() ,push_back() //注意：插入都是向外扩散的，所以push_front()插入元素显示与插入顺序相反
删除：
pop_front() ;pop_back();

利用迭代器查找元素下标：

deque<int>::iterator it = find(d1.begin(),d1.end(),12); //find是算法，要加头文件#include "algorithm"
if(it != d1.end())
{
　　cout << "元素12的下标是：" << distance(d1.begin(),it) << endl;
}

 

stack:(先进后出) 

push();// 压入一个元素
top();// 获取栈顶元素先进后出
pop();// 弹出栈顶元素
empty(); size();
//容器是将元素复制了一份到栈，如果是对象的话，其成员有指针就会导致浅拷贝的问题。

 

queue:(先进先出)
push() front() pop() empty()

list:(双向链表容器)
可高效地进行插入删除元素；
不可以随机存取元素，所以不支持at(pos)函数和[]操作符，迭代器不支持it+5;
注：可以当数组用，此时可以用at()和[]，顺序操作，支持it++和it--等顺序操作

push_back(elem);
push_front(elem);
pop_back();
pop_front();
front();
back();

重要：链表结点index序号从0号位置开始

在3号位置插入，即在原来3号元素的前面插入；  //  insert(it2,100);

list.clear(); //删除所有数据
list.erase(beg, end); //删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据位置，左闭右开的删除
重要：erase(it1, it2); //it1++;it1++;it2 = it1; 不支持list.begin()+2   //insert(it2,100);
list.erase(pos); //删除pos位置数据，返回下一个数据位置
list.remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素

 

priority_queue(二叉堆，一种完全二叉树)
#include "queue"
empty();size();top();pop();push(item);

priority_queue<int> p1; //默认情况下是 最大值优先级队列
priority_queue<int, vector<int>, less<int>> p2; //最大值；提前定义好预定义函数 谓词
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> p3; //最小值优先级队列

 

set/multiset   #include "set"

//set是一个集合容器，元素唯一，已排序；默认从小到大
//按照排序规则插入，所以不能指定插入位置；
//不可直接存取元素（不可以使用at(pos)和[]）
//不可以直接修改set/multiset容器中元素值，因为该类容器是自动排序的。可以删除原有元素，再插入新元素。
//采用红黑树变体的数据结构实现。红黑树属于平衡二叉树，插入和删除比vector快；
//multiset支持重复元素；
insert(); empty(); erase(pos);
set<int>::iterator set1; <=> set<int, less<int>>::iterator set2;
set<int, greater<int>>::iterator set3; //由大到小

 

复杂数据类型，自定义数据类型排序 ==>仿函数 函数对象

伪函数（仿函数）：重载了"()"操作符的普通类对象，从语法上讲，它与普通函数行为类似。

struct FuncStudent
{
　　bool operator()(const Student& left, const Student& right)
　　{
　　if(left.age < right.age)
　　{
　　　　return true;
　　}
　　else
　　{
　　　　return false;
　　}
}
set<Student, FuncStudent>set1;
Student s1("s1",30);
Student s2("s2",26);
Student s3("s3",28);
set1.insert(s1); //...
for(set<Student, FuncStudent>::iterator it = set1.begin();...)

 

重要：set是有序的，键值唯一，当age相同时，后面的插入失败；

//insert()源码：F11单步进入 返回类型是 对组 pair<T1, T2>
//typedef pair<iterator, bool> _Pairib;
pair<set<Student, FuncStudent>::iterator, bool> pair1 = set1.insert(s1);
if(pair1.second == true)
{
　　cout << "插入s1成功" << endl;
}

 

set的查找：

set.find(elem); //查找elem元素，返回指向该元素的迭代器。
set.count(elem); //元素个数，set为0或1；multiset值可能大于1
set.lower_bound(elem); //返回第一个>=elem的迭代器
set.upper_bound(elem); //返回第一个>elem的迭代器

set.equal_range(elem); //返回=elem的迭代器上下限，[beg, end)，其中*beg>=elem, *end>elem
该函数返回两个迭代器，被封装在pair中。
pair<set<int>::iterator, set<int>::iterator> pair1 = set1.equal_range(elem);
set<int>::iterator it1 = pair1.first; //beg, *beg>=elem
set<int>::iterator it2 = pair1.second; //*end>elem

 

map/multimap #include "map"
标准的关联式容器。
key唯一；元素按一定顺序排列，插入过程按排序规则插入，不能指定插入位置、
红黑树变体的平衡二叉树，插入和删除比vector快。
map[key] = value;
multimap 相同键可多次出现，不支持[]操作符；

insert:

map<int, string>map1;
map1.insert(pair<int, string>(1,"tracher1"));
map1.insert(make_pair(2,"tracher2"));
map1.insert(map<int, string>::value_type(3,"tracher3"));
map1[4] = "teacher4";

前三种方法返回pair(对组)

pair<map<int, string>::iterator, bool> pair1 = map1.insert(make_pair(2,"tracher2"));
重要：
这种方式，插入已经存在的key就报错；
通过第四种 = 操作，插入已经存在的key就覆盖；

遍历：
迭代器：

for(map<int,string>::iterator it = map1.begin(); it != map1.end(); it++)
{
　　cout << it->first << "\t" << it->second << endl;
}

 

删除：

while(!map1.empty())
{
　　map<int,string>::iterator it = map1.begin();   //erase()后it失效，需要赋新值
　　map1.erase(it); 
}

 

map1.erase(); //删除全部
map1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2); //区间删除：删除2个元素
map1.erase(v1.begin()+3); //删除第3个元素

查找：（判断是否查找成功，即迭代器是否 = map1.end()）
find:
map<int,string>::iterator it = map1.find(100);
首先，接到insert的返回值pair

//equal_range:
pair<map<int>::iterator, map<int>::iterator> pair1 = map1.equal_range(elem); //返回两个迭代器，>=elem 和 >elem
if(pair1.first == map1.end())
{
　　cout << "第一个迭代器 >= elem 的位置不存在" << endl;
}
else
{
　　cout << pair1.first->first << "\t" << pair1.first->second << endl;
}
//pair1->first 表示第一个迭代器 ->first表示->key

multimap:

1个key值可以对应多个value =>分组
部门做key，人对象做value；

 

容器总结：
除了queue和stack外，每个容器都提供可返回迭代器的函数，运用返回的迭代器可以访问元素
每个容器都提供一个默认构造函数 和 一个默认拷贝构造函数（值语意，浅拷贝）。

当容器存放对象时，如果对象有指针，容器的值语意会造成浅拷贝。
vector.push_back(t1); //此时，C++编译器会调用Teacher类自带的拷贝构造函数，将t1拷贝一份到容器中
//如果不写一个深拷贝的拷贝构造函数，就会造成野指针。

解决办法： 定义自己的拷贝构造函数。
自定义的类中，最好自定义自己的 无参构造函数 拷贝构造函数 和 重载operator=操作符 将浅拷贝扼杀在摇篮里；
至于有参构造函数，根据需要定义。

class Teacher
{
public:
　　Teacher(char* name, int age)
　　{
　　　　m_name = new char[strlen(name)+1];
　　　　strcpy(m_name,name);
　　　　m_age = age;
　　}
　　~Teacher()
　　{
　　if(m_name != NULL)
　　{
　　　　delete [] m_name;
　　　　m_name = NULL;
　　　　m_age = 0;
　　}
}
//自定义拷贝构造函数
Teacher(const Teacher& obj)
{
　　m_name = new char[strlen(obj.m_name)+1];
　　strcpy(m_name, obj.m_name);
　　m_age = obj.m_age;
}
//重载operator=操作符(成员函数)
Teacher& operator=(const Teacher& obj)
{
//1.析构左操作数原数据
　　if(m_name != NULL)
　　{
　　　　delete [] m_name;
　　　　m_name = NULL;
　　　　m_age = 0;
}
//2.根据右操作数，给左操作数申请内存
　　　　m_name = new char[strlen(obj.m_name)+1];
//3.赋值
　　　　strcpy(m_name, obj.m_name);
　　　　m_age = obj.age;
//4.返回调用对象
　　return *this;
}
private:
　　char* m_name;
　　int age;
}