stl 表格

迭代器类别

STL 标准库为每一种标准容器定义了一种迭代器类型，这意味着，不同容器的迭代器也不同，其功能强弱也有所不同。

容器的迭代器的功能强弱，决定了该容器是否支持 STL 中的某种算法。

常用的迭代器按功能强弱分为输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器 5 种。本节主要介绍后面的这 3 种迭代器。

输入迭代器和输出迭代器比较特殊，它们不是把数组或容器当做操作对象，而是把输入流/输出流作为操作对象。有关这 2 个迭代器，我们会在后续章节做详细介绍。

1) 前向迭代器（forward iterator）
假设 p 是一个前向迭代器，则 p 支持 ++p，p++，*p 操作，还可以被复制或赋值，可以用 == 和 != 运算符进行比较。此外，两个正向迭代器可以互相赋值。

2) 双向迭代器（bidirectional iterator）
双向迭代器具有正向迭代器的全部功能，除此之外，假设 p 是一个双向迭代器，则还可以进行 --p 或者 p-- 操作（即一次向后移动一个位置）。

3) 随机访问迭代器（random access iterator）
随机访问迭代器具有双向迭代器的全部功能。除此之外，假设 p 是一个随机访问迭代器，i 是一个整型变量或常量，则 p 还支持以下操作：

• p+=i：使得 p 往后移动 i 个元素。
• p-=i：使得 p 往前移动 i 个元素。
• p+i：返回 p 后面第 i 个元素的迭代器。
• p-i：返回 p 前面第 i 个元素的迭代器。
• p[i]：返回 p 后面第 i 个元素的引用。

此外，两个随机访问迭代器 p1、p2 还可以用 <、>、<=、>= 运算符进行比较。另外，表达式 p2-p1 也是有定义的，其返回值表示 p2 所指向元素和 p1 所指向元素的序号之差（也可以说是 p2 和 p1 之间的元素个数减一）。

表 1 所示，是 C++ 11 标准中不同容器指定使用的迭代器类型。

表 1 不同容器的迭代器

容器	对应的迭代器类型
array	随机访问迭代器
vector	随机访问迭代器
deque	随机访问迭代器
list	双向迭代器
set / multiset	双向迭代器
map / multimap	双向迭代器
forward_list	前向迭代器
unordered_map / unordered_multimap	前向迭代器
unordered_set / unordered_multiset	前向迭代器
stack	不支持迭代器
queue	不支持迭代器

注意，容器适配器 stack 和 queue 没有迭代器，它们包含有一些成员函数，可以用来对元素进行访问。

迭代器的定义方式

尽管不同容器对应着不同类别的迭代器，但这些迭代器有着较为统一的定义方式，具体分为 4 种，如表 1 所示。

表 2 迭代器的 4 种定义方式

迭代器定义方式	具体格式
正向迭代器	容器类名::iterator  迭代器名;
常量正向迭代器	容器类名::const_iterator  迭代器名;
反向迭代器	容器类名::reverse_iterator  迭代器名;
常量反向迭代器	容器类名::const_reverse_iterator  迭代器名;

值得一提的是，表 2 中的反向迭代器全称为 "反向迭代器适配器"，后续章节会做详细讲解，这里读者只需要知道其用法即可。

通过定义以上几种迭代器，就可以读取它指向的元素，*迭代器名就表示迭代器指向的元素。其中，常量迭代器和非常量迭代器的分别在于，通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。另外，反向迭代器和正向迭代器的区别在于：

• 对正向迭代器进行 ++ 操作时，迭代器会指向容器中的后一个元素；
• 而对反向迭代器进行 ++ 操作时，迭代器会指向容器中的前一个元素。

注意，以上 4 种定义迭代器的方式，并不是每个容器都适用。有一部分容器同时支持以上 4 种方式，比如 array、deque、vector；而有些容器只支持其中部分的定义方式，例如 forward_list 容器只支持定义正向迭代器，不支持定义反向迭代器。

 

 

 

queue 操作
queue 和 stack 有一些成员函数相似，但在一些情况下，工作方式有些不同：
front()：返回 queue 中第一个元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一个常引用；如果 queue 为空，返回值是未定义的。
back()：返回 queue 中最后一个元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一个常引用；如果 queue 为空，返回值是未定义的。
push(const T& obj)：在 queue 的尾部添加一个元素的副本。这是通过调用底层容器的成员函数 push_back() 来完成的。
push(T&& obj)：以移动的方式在 queue 的尾部添加元素。这是通过调用底层容器的具有右值引用参数的成员函数 push_back() 来完成的。
pop()：删除 queue 中的第一个元素。
size()：返回 queue 中元素的个数。
empty()：如果 queue 中没有元素的话，返回 true。
emplace()：用传给 emplace() 的参数调用 T 的构造函数，在 queue 的尾部生成对象。
swap(queue<T> &other_q)：将当前 queue 中的元素和参数 queue 中的元素交换。它们需要包含相同类型的元素。也可以调用全局函数模板 swap() 来完成同样的操作。

queue<T> 模板定义了拷贝和移动版的 operator=()，对于所保存元素类型相同的 queue 对象，它们有一整套的比较运算符，这些运算符的工作方式和 stack 容器相同。

和 stack 一样，queue 也没有迭代器。访问元素的唯一方式是遍历容器内容，并移除访问过的每一个元素。例如：

 

 

 

容器中常见的函数成员

序列容器包含一些相同的成员函数，它们的功能也相同，本教程会在某个容器的上下文中详细介绍下面的每个函数，但对于每种类型的容器不会重复介绍它们的细节。

表 2 展示了 array、vector 和 deque 容器的函数成员，它们中至少有两个容器实现了同样的函数成员。

表 2 array、vector 和 deque 容器的函数成员

函数成员	函数功能	array<T,N>	vector<T>	deque<T>
begin()	返回指向容器中第一个元素的迭代器。	是	是	是
end()	返回指向容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器，通常和 begin() 结合使用。	是	是	是
rbegin()	返回指向最后一个元素的迭代器。	是	是	是
rend()	返回指向第一个元素所在位置前一个位置的迭代器。	是	是	是
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是	是
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是	是
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是	是
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是	是
assign()	用新元素替换原有内容。	-	是	是
operator=()	复制同类型容器的元素，或者用初始化列表替换现有内容。	是	是	是
size()	返回实际元素个数。	是	是	是
max_size()	返回元素个数的最大值。这通常是一个很大的值，一般是 232-1，所以我们很少会用到这个函数。	是	是	是
capacity()	返回当前容量。	-	是	-
empty()	判断容器中是否有元素，若无元素，则返回 true；反之，返回 false。	是	是	是
resize()	改变实际元素的个数。	-	是	是
shrink _to_fit()	将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小。	-	是	是
front()	返回第一个元素的引用。	是	是	是
back()	返回最后一个元素的引用。	是	是	是
operator[]()	使用索引访问元素。	是	是	是
at()	使用经过边界检査的索引访问元素。	是	是	是
push_back()	在序列的尾部添加一个元素。	-	是	是
insert()	在指定的位置插入一个或多个元素。	-	是	是
emplace()	在指定的位置直接生成一个元素。	-	是	是
emplace_back()	在序列尾部生成一个元素。	-	是	是
pop_back()	移出序列尾部的元素。	-	是	是
erase()	移出一个元素或一段元素。	-	是	是
clear()	移出所有的元素，容器大小变为 0。	-	是	是
swap()	交换两个容器的所有元素。	是	是	是
data()	返回指向容器中第一个元素的指针。	是	是	-

列表中 - 表明对应的容器并没有定义这个函数。

list 和 forward_list 容器彼此非常相似，forward_list 中包含了 list 的大部分成员函数，而未包含那些需要反向遍历的函数。表 3 展示了 list 和 forward_list 的函数成员。

 

表 3 list 和 forward_list 的函数成员

函数成员	函数功能	list<T>	forward_list<T>
begin()	返回指向容器中第一个元素的迭代器。	是	是
end()	返回指向容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器。	是	是
rbegin()	返回指向最后一个元素的迭代器。	是	-
rend()	返回指向第一个元素所在位置前一个位置的迭代器。	是	-
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是
before_begin()	返回指向第一个元素前一个位置的迭代器。	-	是
cbefore_begin()	和 before_begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，即不能用该指针修改元素的值。	-	是
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	是
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	-
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。	是	-
assign()	用新元素替换原有内容。	是	是
operator=()	复制同类型容器的元素，或者用初始化列表替换现有内容。	是	是
size()	返回实际元素个数。	是	-
max_size()	返回元素个数的最大值，这通常是一个很大的值，一般是 232-1，所以我们很少会用到这个函数。	是	是
resize()	改变实际元素的个数。	是	是
empty()	判断容器中是否有元素，若无元素，则返回 true；反之，返回 false。	是	是
front()	返回容器中第一个元素的引用。	是	是
back()	返回容器中最后一个元素的引用。	是	-
push_back()	在序列的尾部添加一个元素。	是	-
push_front()	在序列的起始位置添加一个元素。	是	是
emplace()	在指定位置直接生成一个元素。	是	-
emplace_after()	在指定位置的后面直接生成一个元素。	-	是
emplace_back()	在序列尾部生成一个元素。	是	-
cmplacc_front()	在序列的起始位生成一个元索。	是	是
insert()	在指定的位置插入一个或多个元素。	是	-
insert_after()	在指定位置的后面插入一个或多个元素。	-	是
pop_back()	移除序列尾部的元素。	是	-
pop_front()	移除序列头部的元素。	是	是
reverse()	反转容器中某一段的元素。	是	是
erase()	移除指定位置的一个元素或一段元素。	是	-
erase_after()	移除指定位置后面的一个元素或一段元素。	-	是
remove()	移除所有和参数匹配的元素。	是	是
remove_if()	移除满足一元函数条件的所有元素。	是	是
unique()	移除所有连续重复的元素。	是	是
clear()	移除所有的元素，容器大小变为 0。	是	是
swap()	交换两个容器的所有元素。	是	是
sort()	对元素进行排序。	是	是
merge()	合并两个有序容器。	是	是
splice()	移动指定位置前面的所有元素到另一个同类型的 list 中。	是	-
splice_after()	移动指定位置后面的所有元素到另一个同类型的 list 中。	-	是