STL
STL
vector
vector是变长数组,支持随机访问,不支持在任意位置 \(O(1)\)插入。为了保证效率,元素的增删一般应该在末尾进行。
声明
#include <vector> // 头文件
vector<int> a; // 相当于一个长度动态变化的int数组
vector<int> b[233]; // 相当于第一维长233,第二位长度动态变化的int数组
struct rec{…};
vector<rec> c; // 自定义的结构体类型也可以保存在vector中
size/empty
size函数返回vector的实际长度(包含的元素个数),empty函数返回一个bool类型,表明vector是否为空。二者的时间复杂度都是 \(O(1)\)。所有的STL容器都支持这两个方法,含义也相同,之后我们就不再重复给出。
clear
clear函数把vector清空。
迭代器
迭代器就像STL容器的“指针”,可以用星号*操作符解除引用。
一个保存int的vector的迭代器声明方法为:
vector<int>::iterator it;
vector的迭代器是“随机访问迭代器”,可以把vector的迭代器与一个整数相加减,其行为和指针的移动类似。可以把vector的两个迭代器相减,其结果也和指针相减类似,得到两个迭代器对应下标之间的距离。
begin/end
begin函数返回指向vector中第一个元素的迭代器。例如a是一个非空的vector,则\(*a.begin()\)与a[0]的作用相同。
所有的容器都可以视作一个“前闭后开”的结构,end函数返回vector的尾部,即第\(n\) 个元素再往后的“边界”。$*a.end() $与 $a[n] \(都是越界访问,其中\)n = a.size()$。
下面两份代码都遍历了$vector
for (int i = 0; i < a.size(); i ++)
cout << a[i] << endl;
for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); it ++)
cout << *it << endl;
front/back
front函数返回vector的第一个元素,等价于\(a.begin()\)和\(a[0]\)。
back函数返回vector的最后一个元素,等价于--\(a.end()\)和\(a[a.size() – 1]\)。
push_back()和pop_back()
\(a.push_back(x)\)把元素x插入到vector a的尾部。
\(b.pop_back()\)删除vector a的最后一个元素。
queue
头文件queue主要包括循环队列queue和优先队列priority_queue两个容器。
声明
queue<int> q;
struct rec{…}; queue<rec> q; //结构体rec中必须定义小于号
priority_queue<int> q; // 大根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q; // 小根堆
priority_queue<pair<int, int>>q;
循环队列queue
push // 从队尾插入
pop // 从队头弹出
front // 返回队头元素
back // 返回队尾元素
优先队列priority_queue
push // 把元素插入堆
pop // 删除堆顶元素
top // 查询堆顶元素(最大值)
stack
3.头文件stack包含栈。声明和前面的容器类似。
push // 向栈顶插入
pop // 弹出栈顶元素
deque
双端队列deque是一个支持在两端高效插入或删除元素的连续线性存储空间。它就像是vector和queue的结合。与vector相比,deque在头部增删元素仅需要 \(O(1)\)。的时间;与queue相比,deque像数组一样支持随机访问。
[] // 随机访问
begin/end // 返回deque的头/尾迭代器
front/back // 队头/队尾元素
push_back // 从队尾入队
push_front // 从队头入队
pop_back // 从队尾出队
pop_front // 从队头出队
clear // 清空队列
set
头文件set主要包括set和multiset两个容器,分别是“有序集合”和“有序多重集合”,即前者的元素不能重复,而后者可以包含若干个相等的元素。set和multiset的内部实现是一棵红黑树,它们支持的函数基本相同。
声明
set<int> s;
struct rec{…}; set<rec> s; // 结构体rec中必须定义小于号
multiset<double> s;
size/empty/clear与vector类似
迭代器
set和multiset的迭代器称为“双向访问迭代器”,不支持“随机访问”,支持星号*解除引用,仅支持++和--两个与算术相关的操作。
设it是一个迭代器,例如
set<int>::iterator it;
若把it ++,则it会指向“下一个”元素。这里的“下一个”元素是指在元素从小到大排序的结果中,排在it下一名的元素。同理,若把it --,则it将会指向排在“上一个”的元素。
begin/end
返回集合的首、尾迭代器,时间复杂度均为 \(O(1)\)。
\(s.begin()\)是指向集合中最小元素的迭代器。
\(s.end()\)是指向集合中最大元素的下一个位置的迭代器。换言之,就像vector一样,是一个“前闭后开”的形式。因此-- \(s.end()\)是指向集合中最大元素的迭代器。
insert
\(s.insert(x)\)把一个元素x插入到集合s中,时间复杂度为 \(O(logn)\)。
在set中,若元素已存在,则不会重复插入该元素,对集合的状态无影响。
find
\(s.find(x)\)在集合s中查找等于x的元素,并返回指向该元素的迭代器。若不存在,则返回\(s.end()\)。时间复杂度为 \(O(logn)\)。
lower_bound/upper_bound
这两个函数的用法与find类似,但查找的条件略有不同,时间复杂度为 \(O(logn)\)。
\(s.lower_bound(x)\)查找大于等于x的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。
\(s.upper_bound(x)\)查找大于x的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。
erase
设it是一个迭代器,\(s.erase(it)\)从s中删除迭代器it指向的元素,时间复杂度为 \(O(logn)\)。
设x是一个元素,\(s.erase(x)\)从s中删除所有等于x的元素,时间复杂度为 \(O(k+logn)\),其中$ k $是被删除的元素个数。
count
\(s.count(x)\)返回集合s中等于x的元素个数,时间复杂度为$ O(k+logn)$,其中 \(k\) 为元素x的个数。
map
map容器是一个键值对key-value的映射,其内部实现是一棵以key为关键码的红黑树。Map的key和value可以是任意类型,其中key必须定义小于号运算符。
声明
map<key_type, value_type> name;
//例如:
map<long long, bool> vis;
map<string, int> hash;
map<pair<int, int>, vector<int>> test;
size/empty/clear/begin/end
均与set类似。
insert/erase
与set类似,但其参数均是\(pair<key_type, value_type>\)。
find
\(h.find(x)\)在变量名为h的map中查找key为x的二元组。
[]操作符
\(h[key]\)返回\(key\)映射的\(value\)的引用,时间复杂度为 \(O(logn)\)。
[]操作符是map最吸引人的地方。我们可以很方便地通过h[key]来得到key对应的value,还可以对h[key]进行赋值操作,改变key对应的value。