STL初识

STL 初识

2.1 STL的诞生

  • c++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升。为了简历数据结构和算法的一套标准，诞生了STL。

2.2 STL基本概念

  • STL（Standard Template Library）：标准模板库
  • STL 从广义上理解为：容器（container）、算法（algorithm）、迭代器（iterator）
  • 容器和算法之间通过迭代器进行无缝链接
  • STL几乎所有的代码都采用模板类或者模板函数

2.3 STL六大组件

  • STL 大体分为六大组件，分别是容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

    （1）容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放函数

    （2）算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等

    （3）迭代器：扮演了容器和算法之间的胶合剂

    （4）仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略

    （5）适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或者迭代器接口的东西

    （6）空间配置器：负责空间的配置和管理

2.4 STL中容器、算法、迭代器

2.4.1 容器

  • STL 容器就是运用最广泛的一些数据结构实现出来

  • 常用的数据结构：数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表等

  • 这些容器分为序列式容器和关联式容器两种：

    （1）序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置

    （2）关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

2.4.2 算法（algorithm）

  • 质变算法：运算过程中会更改区间内的元素的内容，如拷贝、替换、删除
  • 非质变算法：运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值

2.4.3 迭代器

  • 提供一种方法，使之能够依次序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

  • 每个容器都有自己专属的迭代器，这种迭代器非常类似于指针。

  • 种类

    种类 功能 支持运算
    输入迭代器 对数据的只读访问 只读，支持++、==、！=
    输出迭代器 对数据的只写访问 只写，支持++
    前向迭代器 读写操作，并能向前推进迭代器 读写，支持++、==、！=
    双向迭代器 读写操作，并能向前和向后操作 读写，支持++、–
    随机访问迭代器 读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器 读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

2.5 容器算法迭代器初识

2.5.1 vector存放内置数据类型

  • 容器：vector
  • 算法：for_each
  • 迭代器：vector<int>::iterator

示例：

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#include<iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void Myprint(int val) {
	cout << val << " ";
}
void test01() {
	//创建一个vector容器，数组
	vector <int> v;
	//向容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	//通过迭代器访问容器中的数据
	vector <int>::iterator itBegin = v.begin();//起始迭代器，指向容器的第一个元素
	vector <int>::iterator itEnd = v.end();//结束迭代器，指向容器的最后一个元素的下一个位置
	//第一种遍历方式
	while (itBegin != itEnd) {
		cout << *itBegin << " ";
		itBegin++;
	}
	cout << endl;
	//第二种遍历方式
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	//第三种遍历方式
	//参数：起始，结束，自定义函数
	for_each(v.begin(),v.end(),Myprint);

}
int main() {
	test01();
	return 0;
}

2.5.2 vector存放自定义数据类型

  • vector 存放自定义的类型，并用迭代器输出

示例：存放类、指针

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#include<iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Person {
public:
	string m_name;
	int m_age;
	Person(string name, int age) :m_name(name), m_age(age) { }
};
void test01() {
	vector<Person> v;
	Person p1("张三", 18);
	Person p2("李四", 19);
	Person p3("王五", 20);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << it->m_age << " " << it->m_name << endl;
	}
}
void test02() {
	vector<Person*> v;//容器中存放指针
	Person p1("张三", 18);
	Person p2("李四", 19);
	Person p3("王五", 20);
	v.push_back(&p1);//传地址
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		//it 是指向容器元素的指针，*it则是容器中的元素值，即指向对象的指针
		cout << (*it)->m_age << " " << (*it)->m_name << endl;
	}
}
int main() {
	test01();
	test02();
	return 0;
}

2.5.4 vector容器嵌套容器

  • 容器中嵌套容器，将所有数据遍历输出

示例：

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#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void test01() {
	vector< vector<int> > v;
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
		v3.push_back(i + 2);
	}
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	//遍历所有数据
	for (vector<vector <int> >::iterator It = v.begin(); It != v.end(); It++) {
		for (vector<int>::iterator it = (*It).begin(); it != (*It).end(); it++) {
			cout << *it << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}
int main() {
	test01();
	return 0;
}