STL常用容器

常用STL

一. stack

1.简介: 是最常用的STL容器，需要加 <stack> 头文件

2.定义: stack <type> name;

3.可用函数:

1. size：大小
2. empty：是否为空
3. push：栈顶插入
4. pop：栈顶取出
5. top：栈顶元素

二. queue

1.简介： 是最常用的STL容器，需要加 <queue> 头文件

2.定义: queue <type> name;

3.可用函数:

1. size：大小
2. empty：是否为空
3. push：队尾插入
4. pop：队首取出
5. front：队头元素
6. back：队尾元素

均可通过 " . + 函数名" 调用。

三. priority_queue

1.简介: 一个大/小根堆(默认大根堆)， 需加 <queue> 头文件

2.定义: proirity_queue <Type,Container,Functional> name;

3.可用函数:

1. size：大小
2. empty：是否为空
3. push：堆插入
4. pop：堆顶取出
5. top：堆顶元素

4.关于priority_queue中元素的比较：

模板申明带3个参数：Type, Container, Functional，其中Type 为数据类型，Container为保存数据的容器，Functional 为元素比较方式。

　　Container必须是用数组实现的容器，比如vector,deque等等，但不能用 list。STL里面默认用的是vector。

如果缺省后两个参数， 则默认大根堆。

5.将大根堆转化为小根堆

① 将三个参数全部填上， STL里面定义了一个仿函数greater<>，基本类型可以用这个仿函数声明小顶堆。

priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q; //一个小根堆

② 使用 pair 类型， pair 中first存所需比较元素的相反数，second中存放需要元素。

priority_queue < pair<int, int> > q;

③ 使用结构体重载小于号转化，此方法可以存较多元素， 实现较复杂的操作。

struct node
{
    int x;
    bool operator < (const node & b) const
    {
        return x > b.x; //将小于号重载为大于号即可
    }
};
 
priority_queue <node> q;

另：后两者常用于Dijstra求最短路。

四. deque

1.简介: 一个双端队列， 需加 <deque> 头文件

2.定义: deque <type> name;

3.可用函数:

1. []：随机访问
2. begin/end：头/尾 迭代器
3. front/back：头/尾 元素
4. push_back：从队尾插入
5. push_front：从队头插入
6. pop_back：从队尾出队
7. pop_front：从队头出队
8. clear：将队列清空

注：deque支持随机访问，时间复杂度 $O(n)$

五. vector

1.简介: 一个长度可变的数组， 需加 <vector> 头文件

2.定义: vector <type> name;

3.可用函数:

1. [ ]：随机访问
2. size：大小
3. empty：是否为空
4. clear：将vector清空
5. begin/end：头/尾 迭代器
6. front/back：头/尾 元素
7. push_back/pop_back：从尾插入/删除
8. resize：s.resize(siz),将名为s的vector的size定义为siz
9. at: 功能类似于map和set的find函数，越界时会抛出错误，可以当[]使用，但会更慢。

4.对vector中元素进行逐个访问:

使用iterator、auto 或 下标

vector <int> vec;
for (vector <int> ::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++ it)
{
    cout << *it << endl; 
}
 
for (auto a : vec)
{
    cout << a << endl;
}
 
for (int i = 0; i < vec.size(); ++ i)
{
    cout << vec[i] << endl;
}

六. set(multiset)

1.简介: 一个集合(封装好的平衡树(红黑树))。

set , multiset 需加 <set> 头文件

set默认升序，如需降序这么写：

set <int, greater<int>> st;

副： set 为有序集合， multiset 为有序多重集合， unordered_set(基于Hash表) 很少用，故不多赘述。

2.定义: set <type> name;

3.可用函数:

1. size：大小

2. empty：是否为空

3. clear：将集合清空

4. begin/end：头/尾 迭代器

5. front/back：头/尾 元素

6. insert：向集合中插入元素，时间复杂度$O(log{n})$ (副： multiset 可以重复插入元素)

7. find：s.find(x)会于集合中查找等于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$O(log{n})$

8. lower_bound/upper_bound：用法与find类似。

   ①s.lower_bound(x) 查找 $\geqslant x$ 的元素中最小的， 并返回指向该元素的迭代器

   ②s.upper_bound(x) 查找 $> x$ 的元素中最小的， 并返回指向该元素的迭代器

9. erase： 删除

   设it为一个迭代器， s.erase(it) 从s中删除迭代器it指向的元素， 时间复杂度 $O(log{n})$
   设x为一个元素， s.erase(x) 从s中删除所有等于x的元素， 时间复杂度 $O(k + log{n})$ (k 为被删除的元素个数)
   如果想从multiset中删除掉至多1个等于x的元素，可以执行

   if((it = s.find(x)) != s.end()) s.erase(it);

10. count： s.count(x) 返回集合s中等于x的元素个数， 时间复杂度$O(k + log{n})$ (k 为元素x的个数)

4.对集合中元素的遍历：

①建立迭代器

for(set <int> ::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
{
    cout << *it << endl; 
}

②使用auto

for (auto x : s)
{
    cout << x << endl;
}

七. map(unordered_map)

1.简介: 一个键值对kay-value的映射(实现为一棵以key为关键码的红黑树)。map的key和value可以是任何类型， 其中k必须定义“$<$”运算符。

map 需加 <map> 头文件， unordered_map 加 <unordered_map> 头文件。

2.定义: map <key_type,value_type> name;

副: multimap 与 map 的区别类似与 multiset 和 set, 只是在能否重复上不同，故不多赘述。

3.可用函数:

1. size：大小
2. empty：是否为空
3. clear：将集合清空
4. begin/end：头/尾 迭代器
5. insert/erase：插入/删除 与set类似, insert的参数为 pair <key_type,value_type>, erase的参数可以为pair或迭代器
6. find：h.find(x) 在名为h的map中查找key为x的二元组， 并返回指向该二元组的迭代器。 若不存在，则返回 h.end()。时间复杂度$O(log{n})$
7. []操作符：h[key]返回key映射到的value的引用， 时间复杂度$O(log{n})$

八. bitset

1.简介: 可看作一个多位二进制数，每八位占用1个字节，相当于采用了状态压缩的二进制数组，并支持基本的位运算操作(~, &, |, ^, >>, <<, ==, !=)。

2.定义: bitset <length> name;

3.可用函数:

1. []：随机访问

2. count：s.count() 返回有多少位为1, 时间复杂度$O(n)$

3. any/none：

   ①若s所有位都为0， s.any()返回false, s.none()返回true。

   ②若s所有位都为0， s.any()返回false, s.none()返回true。

4. set：s.set()将所有位变为1，s.set(k, v)将s的第k位改为v。

5. reset：s.reset()将所有位变为0，s.reset(k)将第k位改为0。

6. flip：s.flitp()将s的所有位取反，s.flitp(k)将s的第k位取反。

另副一些方便的STL函数

1. emplace()

   在对STL中vector, set, queue进行插入时（如：insert(), push_back()）会先对对象进行初始化构造， 后插入时再进行一次拷贝操作，时间复杂度较高。而emplace可以直接插入，常数较小。

注意：只有把emplace当做一个构造函数时才有优势，将构造好的元素插入时两者无差别。

副：

insert()/push()  -> emplace()
push_back() -> emplace_back()

2. distance()

   是一个常用的迭代器操作函数，用来计算两个迭代器之间的距离，它可以接受任何类型的迭代器

Updata on 11.14: stl容器是可以直接修改其中内容的，但不会修改原变量的值。我之前一直以为放到栈和队列里的数据不能直接改

我是SB bs。

完~~