STL中三大组件基本使用

摘要：本文主要介绍了STL中三大组件——容器、迭代器和算法的基本使用。

1、容器

1.1 STL中容器的研究内容

STL容器实际上研究的是常见的数据结构的实现。

注意：数据结构存在的意义就是提供一种数据的特定排列方式，以方便算法的实现。

1.2 常用的数据结构（容器）以及分类

数组(array),链表(list),tree(树)，栈(stack),队列(queue),集合(set),映射表(map),根据数据在容器中的排列特性，这些数据分为序列式容器和关联式容器两种：

• 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，除非用删除或插入的操作改变这个位置。例如：Vector容器、Deque容器、List容器等。
• 关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。关联式容器另一个显著特点是：在值中选择一个值作为关键字key，这个关键字对值起到索引的作用，方便查找。例如：Set/multiset容器 Map/multimap容器。

2、算法

2.1 算法的概念

以有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms).

2.2 算法的分类

算法分为:质变算法和非质变算法。

• 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等
• 非质变算法：是指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、寻找极值等等

3、迭代器

3.1 迭代器的概念以及作用

• 迭代器（iterator）是一种对象，它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口，所谓迭代器是一种概念上的抽象：那些行为上像迭代器的东西都可以叫做迭代器。
• 迭代器有很多不同的能力，它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。

3.2 迭代器的种类

输入迭代器	提供对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	提供对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	提供读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	提供读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、--，
随机访问迭代器	提供读写操作，并能以跳跃的方式访问容器的任意数据，是功能最强的迭代器	读写，支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

4、三大组件的基本使用举例

重点关注以下内容：

4.1 vector容器的定义的方法；

4.2 迭代器的定义和使用；

4.3 迭代器定义的数据可以当做指针使用，明确其意义；

4.3 遍历算法的简单使用

#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
#include <algorithm>  //算法头文件

using namespace std;

void myPrint(int v)  //为算法显示提供方法
{
    cout << v << endl;
}

//用容器操作int型数据
void test01() {   
    vector<int>v;  //定义一个名字为v的容器，存放int数据

    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);
    v.push_back(50);

    //用迭代器进行遍历
    for (vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }
    //利用算法进行遍历
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);
}

//用容器操作自定义的数据类型
class Person {    //首先定义person类
public:
    Person(string name,int age) {
        this->m_age = age;
        this->m_name = name;
    }
    string m_name;
    int m_age;
};

void test02() {    //容器内存放的是指针类型
    vector<Person*>v;
    Person p1("小明",18);
    Person p2("小红",17);
    Person p3("李明",20);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);

    for (vector<Person*>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++)
    {
        cout << "姓名： " << (*it)->m_name << "年龄： " << (*it)->m_age << endl;
    }   //这里的it实际上是二级指针
}
void test03() {    //容器内存放的是自定义对象类型
    vector<Person>v;
    Person p1("小明", 18);
    Person p2("小红", 17);
    Person p3("李明", 20);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);

    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << "姓名： " << it->m_name << "年龄： " << (*it).m_age << endl;
    }//这里可以看书迭代器定义的可以按照指针来理解
}
//容器嵌套容器
void test04() {
    vector<vector<int>>v;

    vector<int>v1;//定义大容器中的内容
    vector<int>v2;
    vector<int>v3;

    for (int i=0;i<5;i++) //将int数据放到各个小容器中
    {
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+6);
        v3.push_back(i+8);
    }

    v.push_back(v1);  //将各个定义好的小容器放到大容器中
    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 itv=it->begin();itv!=it->end();itv++)
        {
            cout << *itv << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}
int main() {
    //test01();
    //test02();
    //test03();
    test04();
    system("pause");
    return 0;
}