c++ （P262—P277） STL

STL的六大组件

• 容器（Container），是一种数据结构，如list，vector，和deques ，以模板类的方法提供。为了访问容器中的数据，可以使用由容器类输出的迭代器；
• 迭代器（Iterator），提供了访问容器中对象的方法。例如，可以使用一对迭代器指定list或vector中的一定范围的对象。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是，迭代器也可以是那些定义了operator*()以及其他类似于指针的操作符地方法的类对象；
• 算法（Algorithm），是用来操作容器中的数据的模板函数。例如，STL用sort()来对一个vector中的数据进行排序，用find()来搜索一个list中的对象，函数本身与他们操作的数据的结构和类型无关，因此他们可以在从简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上使用；
• 仿函数（Function object，仿函数(functor)又称之为函数对象（function object），其实就是重载了()操作符的struct，没有什么特别的地方
• 迭代适配器（Adaptor）
• 空间配制器（allocator）其中主要工作包括两部分1.对象的创建与销毁    2.内存的获取与释放

1 容器　　

　　1）序列式容器（Sequence containers），每个元素都有固定位置－－取决于插入时机和地点，和元素值无关，vector、deque、list；

   Vectors：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；

　　

主要函数有：
    vector<T>::iterator  begin(); 返回向量首地址
    vector<T>::iterator  end();   返回末尾地址加 1 
    void push_back();向end()位置添加一位，end()指针自动加 1
    void pop_back();将end()-1位置元素弹出
    void clear(); 清空向量
    bool empty(); 判断向量是否为空，如果是空则返回1
    void insert(iterator it ,const_iterator first ,const_iterator last); 
    void insert(iterator it ,const_iterator first ,const_iterator last);
　　
　　

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

　　　　int main()
　　　　{
　　　　int i;
　　　　vector<int> vec,vecc;
　　　　vector<int>::iterator vbegin,vend;
　　　　vector<int>::iterator vbeginc,vendc;

　　　　for(int i=0;i<2;i++)
　　　　vec.push_back(i);
　　　　vbegin=vec.begin();
　　　　vend=vec.end();

　　　　vecc.push_back(100);
　　　　vecc.push_back(1000);
　　　　vecc.push_back(10000);
　　　　vbeginc=vecc.begin();

　　　　vecc.insert(vbeginc,vbegin,vend);

　　　　vecc.pop_back();

　　　　vbeginc=vecc.begin();
　　　　vendc=vecc.end();
　　　　while(vbeginc!=vendc)
　　　　{
　　　　cout<<*vbeginc<<endl;
　　　　vbeginc++;
　　　　}

　　　　return 0;
　　　　}

　　打印结果为：

　　0

 　 1

　　100

　　1000

　　使用这些函数时注意点end()返回的地址只能用于判断不能用于寻址，insert插入函数也要从begin处插入，插入后重新获　　取向量的首末地址。

 

   Deques：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；

   Lists：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；

　　2）关联式容器（Associated containers），元素位置取决于特定的排序准则，和插入顺序无关，set、multiset、map、multimap；

   Sets/Multisets：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（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

   Maps/Multimaps：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（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

另外有其他容器hash_map,hash_set,hash_multiset,hash_multimap。

2.STL迭代器 

Iterator（迭代器）模式又称Cursor（游标）模式，用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 
而又不需暴露该对象的内部表示。或者这样说可能更容易理解：Iterator模式是运用于聚合对象的一种模式，通过运用该模式，使得我们可以在不知道对象内部表示的情况下，按照一定顺序（由iterator提供的方法）访问聚合对象中的各个元素。

迭代器的作用：能够让迭代器与算法不干扰的相互发展，最后又能无间隙的粘合起来，重载了*，＋＋，＝＝，！＝，＝运算符。用以操作复杂的数据结构，容器提供迭代器，算法使用迭代器；

常见的一些迭代器类型：iterator、const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator

迭代器一般声明使用示例

vector<T>::iterator it;
list<T>::iterator it;
deque<T>::iterator it；

　　

4.适配器

STL提供了三个容器适配器：queue、priority_queue、stack。这些适配器都是包装了vector、list、deque中某个顺序容器的包装器。注意：适配器没有提供迭代器，也不能同时插入或删除多个元素。下面对各个适配器进行概括总结。

（1）stack用法

#include <stack>
template < typename T, typename Container=deque > class stack;

可以使用三个标准顺序容器vecotr、deque(默认)、list中的任何一个作为stack的底层模型。

（2）queue用法

#include <queue>
template<typename T, typename Container = deque<T> > class  queue;

第一个参数指定要在queue中存储的类型，第二个参数规定queue适配的底层容器，可供选择的容器只有dequeue和list。对大多数用途使用默认的dequeue。

对于stack：
    void push(const T& x);将对象x压入栈中
    void pop；将栈顶元素弹出栈
    int size() const; 获取栈中元素个数
    const value_type& top() const; 查询栈顶元素
    bool empty() const; 判断栈是否为空
 

对于queue：
    
    void push(const T& x);从尾进队
    void pop();从头出队
    const value_type& front();查询对首
    const value_type& back();查询对尾
    int size() const;获取个数
    bool empty() const;判读是否为空

 

（3）priority_queue用法

#include <queue>
template <typename T, typename Container = vector<T>, typename Compare = less<T> > class priority_queue;

priority_queue也是一个队列，其元素按有序顺序排列。其不采用严格的FIFO顺序，给定时刻位于队头的元素正是有最高优先级的元素。如果两个元素有相同的优先级，那么它们在队列中的顺序就遵循FIFO语义。默认适配的底层容器是vector，也可以使用deque，list不能用，因为priority_queue要求能对元素随机访问以便进行排序。

priority_queue<T>::push(T x)
void priority_queue<T>::pop()
T priority_queue<T>::top()
priority_queue<T>::size_type 
priority_queue<T>::size()
bool priority_queue<T>::empty()

代码示例：

priority_queue< int, vector<int>, greater<int> >
priority_queue< int, list<int>, greater<int> >

标准库默认使用元素类型的<操作符来确定它们之间的优先级关系，用法有三：（下文转自http://www.cnblogs.com/vvilp/articles/1504436.html）

优先队列第一种用法，通过默认使用的<操作符可知在整数中元素大的优先级高。

priority_queue<int> qi; 

示例中输出结果为：9 6 5 3 2

优先队列第二种用法，建立priority_queue时传入一个比较函数，使用functional.h函数对象作为比较函数。

priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >qi2;

示例2中输出结果为：2 3 5 6 9

优先队列第三种用法，是自定义优先级。

struct node 
{
     friend bool operator< (node n1, node n2)
     {
         return n1.priority < n2.priority;
     } 
     int priority;
     int value; 
}; 
priority_queue<node> qn; 

在示例3中输出结果为：

优先级  值

9          5

8          2

6          1

2          3