C++ STL库

C++ STL（标准模板库）是一套功能强大的 C++ 模板类，提供了通用的模板类和函数，这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构，如向量、链表、队列、栈。

C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件：

这三个组件都带有丰富的预定义函数，帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

其中还包含了仿函数（Functor）、适配器（Adaptor）、分配器（allocator）等。

容器

STL中的容器有队列容器和关联容器，容器适配器（congtainer adapters：stack,queue，priority queue），位集（bit_set），串包(string_package)等等。

容器类自动申请和释放内存，无需new和delete操作。

序列式容器

序列式容器（Sequence containers）包含Vector、Deque、List等。

Vector：将元素置于一个动态数组中加以管理，可以随机存取元素（用索引直接存取），数组尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部安插元素比较费时；
Deque：是“double-ended queue”的缩写，可以随机存取元素（用索引直接存取），数组头部和尾部添加或移除元素都非常快速。但是在中部或头部安插元素比较费时；
List：双向链表，不提供随机存取（按顺序走到需存取的元素，O(n)），在任何位置上执行插入或删除动作都非常迅速，内部只需调整一下指针；

Vector

向量（Vector）是一个封装了动态大小数组的顺序容器（Sequence Container）。

它的特性如下所示：

• 顺序容器中的元素按照严格的线性顺序排序。可以通过元素在序列中的位置访问对应的元素。

• 支持对序列中的任意元素进行快速直接访问，甚至可以通过指针算述进行该操作。

• 容器使用一个内存分配器对象来动态地处理它的存储需求。

Vector的基本函数实现：

1、构造函数

• vector():创建一个空vector
• vector(int nSize):创建一个vector,元素个数为nSize
• vector(int nSize,const t& t):创建一个vector，元素个数为nSize,且值均为t
• vector(const vector&):复制构造函数
• vector(begin,end):复制[begin,end)区间内另一个数组的元素到vector中

2、增加函数

• void push_back(const T& x):向量尾部增加一个元素X
• iterator insert(iterator it,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加一个元素x
• iterator insert(iterator it,int n,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加n个相同的元素x
• iterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last):向量中迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据

3、删除函数

• iterator erase(iterator it):删除向量中迭代器指向元素
• iterator erase(iterator first,iterator last):删除向量中[first,last)中元素
• void pop_back():删除向量中最后一个元素
• void clear():清空向量中所有元素

4、遍历函数

• reference at(int pos):返回pos位置元素的引用
• reference front():返回首元素的引用
• reference back():返回尾元素的引用
• iterator begin():返回向量头指针，指向第一个元素
• iterator end():返回向量尾指针，指向向量最后一个元素的下一个位置
• reverse_iterator rbegin():反向迭代器，指向最后一个元素
• reverse_iterator rend():反向迭代器，指向第一个元素之前的位置

5、判断函数

• bool empty() const:判断向量是否为空，若为空，则向量中无元素

6、大小函数

• int size() const:返回向量中元素的个数
• int capacity() const:返回当前向量所能容纳的最大元素值
• int max_size() const:返回最大可允许的vector元素数量值

7、其他函数

• void swap(vector&):交换两个同类型向量的数据
• void assign(int n,const T& x):设置向量中前n个元素的值为x
• void assign(const_iterator first,const_iterator last):向量中[first,last)中元素设置成当前向量元素

创建一个实例对数组进行插入、移除、清空和排序等操作。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
  vector<int> vec;
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    int random = rand() % 100;
    vec.push_back(random);
    cout << vec[i] << ", ";
  }

  vec.pop_back(); // 移除数组最后一个数据

  cout << endl;
  // Vector数据进行排序
  cout << "从小到大排序输出：" << endl;
  sort(vec.begin(), vec.end());
  for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
    cout << vec[i] << ", ";
  }
  cout << endl;
  cout << "从大到小排序输出：" << endl;
  reverse(vec.begin(), vec.end());
  for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
    cout << vec[i] << ", ";
  }
 }

运行上面的程序，输出结果如下：

41, 67, 34, 0, 69, 24, 78, 58, 62, 64,
从小到大排序输出：
0, 24, 34, 41, 58, 62, 67, 69, 78,
从大到小排序输出：
78, 69, 67, 62, 58, 41, 34, 24, 0,

其中vector除了直接通过下标访问数组外，还可以通过迭代器的方式访问：

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

int main() {
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        int random = rand() % 100;
        vec.push_back(random);
    }
    cout << endl;
    // 利用迭代器取出数组元素
    vector<int>::iterator it;
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
        cout << *it << ", ";
    }
}

如果是二维数组，有两种定义方式：

1） 定义方式一

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main(){
    int N = 5, M = 6;
    vector<vector<int> > vec(N); //定义二维动态数组大小5行
    for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        vec[i].resize(M);
    }

    for (int i = 0; i < vec.size(); i++) { //输出二维动态数组 
        for (int j = 0; j < vec[i].size(); j++) {
            cout << vec[i][j] << ",";
        }
        cout << endl;
    }
}

2）定义方式二

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    int N = 5, M = 6;
    vector<vector<int> > vec(N, vector<int>(M));
    for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        for (int j = 0; j < vec[i].size(); j++) {
            cout << vec[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}

关联式容器

关联式容器（Associated containers）包含Set/Multiset、Map/Multimap等。

Set/Multiset：内部的元素依据其值自动排序，Set内的相同数值的元素只能出现一次，Multisets内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现，便于查找；
Map/Multimap：Map的元素是成对的键值/实值，内部的元素依据其值自动排序，Map内的相同数值的元素只能出现一次，Multimaps内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现，便于查找；

06、C++--STL库

原文：https://www.cnblogs.com/pengjingya/p/14406941.html