learning STL

 

一、简介

 

1、STL是C++ 标准程序库的核心，是一个泛型程序库，内部的所有组件由模板构成。

 

2、容器用来管理某类对象的集合；迭代器，用来在一个对象群集的元素上进行遍历操作，它为所有容器提供了一组很小的公共接口，和一般指针差不多，每种容器都有自己的迭代器；算法，用来处理群集内的元素，包括搜寻，排序，修改，使用这些元素，通过迭代器的协助，我们只需定义一次算法，就可以将它用于任何容器之上，这是因为所有容器的迭代器都提供一致的接口。stl的基本概念就是将数据和操作分离，数据由容器类别加以管理，操作由算法定义，迭代器在两者之间充当粘合剂。stl还提供配接器和仿函数。

 

二、容器

 

容器分为序列式容器（vector，deque,list）、关联式容器（set,multiset,map,multimap）。关联容器插入的元素按元素有序排列，关联容器由二叉树实现。

 

1、vector:将元素置于一个动态数组中，允许随机存取，需包含头文#include<vector>

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

int main()
{
    vector<int> coll;
    for(int i=0;i<6;i++)
        coll.push_back(i);
    for(int i=0;i<coll.size();i++)
        cout<<coll[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

 

2、deque:它是一个动态数组，可以往两端发展，需包含头文件#include<deque>,可以通过push_front与push_back分别从前端和后端插入元素，使用push_front时，插入顺序与元素排列顺序相反。

 

 

#include<iostream>
#include<deque>
using namespace std;

int main()
{
    deque<float> coll;
    for(int i=0;i<6;i++)
        coll.push_front(i*1.1);
    for(int i=0;i<coll.size();i++)
        cout<<coll[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

 

 

3、list:双向链表，不提供随机存取，即不能用下标存取，插入删除非常迅速，需包含头文件#include<list>

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;
 
int main()
{
    list<char> coll;
    for(char c='a';c<='z';c++)
        coll.push_back(c);
    while(!coll.empty())
    {
        cout<<coll.front()<<" ";//通过coll.front()方法输出第一个元素
        coll.pop_front();//删除第一个元素
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

 

 

4、set:内部元素按其值自动排序，每个元素只能出现一次，不能重复。（一种特殊的map）

 

5、mutiset:与set相同，只是可以包含重复元素。

 

6、map：存储<key,value>对组（键值,实值），每个元素按键值进行排序，每个键只能出现一次，不允许重复。

 

7、multimap:同map,但允许重复元素，即 multimap可包含多个键值相同的元素。

 

三、容器配接器

 

1、stack(LIFO)

 

2、queue(FIFO)

 

3、priority queue(元素具有优先级)

 

四、迭代器

 

操作符包括：*，++，--，==，！=，=

 

各种迭代器的接口相同，型别却不同。

 

成员函数列举如下：

 

1、begin():返回一个容器迭代器，指向容器起止点。

 

2、end():返回一个容器迭代器，指向容器结束点。结束点在最后一个元素之后，并不是最后一个元素。 

 

迭代器例1

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

int main()
{
    list<char> coll;
    for(char c='a';c<='z';c++)
        coll.push_back(c);
    list<char>::const_iterator pos;
    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();pos++)
        cout<<*pos<< " ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

 

 

任何一种容器都定义有两种迭代器型别。

 

container::iterator   以读写模式遍历元素

 

container::const_iterator  只读模式遍历元素

 

迭代器例2：set+迭代器

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int main()
{
    set<int> coll;
    coll.insert(3);
    coll.insert(1);
    coll.insert(5);
    coll.insert(4);
    coll.insert(6);
    coll.insert(2);
    
    set<int>::const_iterator pos;
    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();pos++)
        cout<<*pos<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

注：此种型别有缺省的排序准则，元素以递增方式排列，如果想定义自己的排序准则，要将排序准则传入template的第二个参数。

 

即：set<int,greater<int> >   其中 greater<int>为仿函数。

 

数据保存如图所示：

 

 

输出结果为：1 2 3 4 5 6

 

若想改为multiset,只需将 set<int>改为 multiset<int>,此时若插入两个1，则输出结果为：1 1 2 3 4 5 6

 

迭代器例3：multimap+迭代器

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{
    multimap<int,string> coll;
    coll.insert(make_pair(5,"tagged"));
    coll.insert(make_pair(2,"a"));
    coll.insert(make_pair(1,"this"));
    coll.insert(make_pair(4,""of));
    coll.insert(make_pair(6,"strings"));
    coll.insert(make_pair(1,"is"));
    coll.insert(make_pair(3,"multimap"));
    
    multimap<int,string>::const_iterator pos;
    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();pos++)
        cout<<pos->second<<" ";//等价于cout<<(*pos).second<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

 

 

 

程序输出可能是这样的:this is a multimap of tagged strings

 

不过由于this 和 is 的键值相同，所以也可能顺序相反。

 

迭代器例4：map可做关联式数组+迭代器

 

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{
    typedef map<string,float> StringFloatMap;
    StringFloatMap coll;
    
    coll["VAT"]=0.15;
    coll["Pi"]=3.1415;
    coll["an arbitrary number"]=4983.223;
    coll["NULL"]=0;
    
    StringFloatMap::iterator pos;
    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();++pos)
        cout<<"key:"<<pos->first<<" "<<"value:"<<pos->second<<end;
    
}

map允许使用操作符[]插入元素，例如代码中coll["VAT"]=0.15；

 

五、算法

 算法并非容器类别的成员函数，而是一种搭配迭代器使用的全局函数，这里所阐述的并非OOP思维模式，而是泛型函数编程模式。

 为了调用算法，必须包含头文件#include<algorithm>

 

实例1

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    vector<int> coll;
    vector<int>::iterator pos;

    coll.push_back(2);
    coll.push_back(5);
    coll.push_back(4);
    coll.push_back(1);
    coll.push_back(6);
    coll.push_back(3);

    pos=min_element(coll.begin(),coll.end());
    cout<<"min:"<<*pos<<endl;
    pos=max_element(coll.begin(),coll.end());
    cout<<"max:"<<*pos<<endl;

    sort(coll.begin(),coll.end());

    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();++pos)//测试是否为有序，用迭代器输出
        cout<<*pos<<" ";
    cout<<endl;

    pos=find(coll.begin(),coll.end(),3);

    cout<<*pos<<endl;//测试是否找到3

    reverse(pos,coll.end());

    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();++pos)//测试是否从3开始reverse
        cout<<*pos<<" ";
    cout<<endl;

    return 0;
}

 参考书籍《C++标准程序库》