C++ - STL容器
3 STL- 常用容器
3.0 string(字符串)
3.0.1 string基本概念
本质:
-
string是C++风格的字符串,而string本质上是一个类
string和char * 区别:
-
char * 是一个指针
-
string是一个类,类内部封装了char*,管理这个字符串,是一个char*型的容器。
特点:
string 类内部封装了很多成员方法
例如:查找find,拷贝copy,删除delete 替换replace,插入insert
string管理char*所分配的内存,不用担心复制越界和取值越界等,由类内部进行负责
3.0.2 string构造函数
构造函数原型:
-
string();
//创建一个空的字符串 例如: string str;string(const char* s);
//使用字符串s初始化 -
string(const string& str);
//使用一个string对象初始化另一个string对象 -
string(int n, char c);
//使用n个字符c初始化
示例:
#include <string>
//string构造
void test01()
{
string s1; //创建空字符串,调用无参构造函数
cout << "str1 = " << s1 << endl;
const char* str = "hello world";
string s2(str); //把c_string转换成了string
cout << "str2 = " << s2 << endl;
string s3(s2); //调用拷贝构造函数
cout << "str3 = " << s3 << endl;
string s4(10, 'a');
cout << "str3 = " << s3 << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:string的多种构造方式没有可比性,灵活使用即可
3.0.3 string赋值操作
功能描述:
-
给string字符串进行赋值
赋值的函数原型:
-
string& operator=(const char* s);
//char*类型字符串 赋值给当前的字符串 -
string& operator=(const string &s);
//把字符串s赋给当前的字符串 -
string& operator=(char c);
//字符赋值给当前的字符串 -
string& assign(const char *s);
//把字符串s赋给当前的字符串 -
string& assign(const char *s, int n);
//把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串 -
string& assign(const string &s);
//把字符串s赋给当前字符串 -
string& assign(int n, char c);
//用n个字符c赋给当前字符串
示例:
//赋值
void test01()
{
string str1;
str1 = "hello world";
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str2;
str2 = str1;
cout << "str2 = " << str2 << endl;
string str3;
str3 = 'a';
cout << "str3 = " << str3 << endl;
string str4;
str4.assign("hello c++");
cout << "str4 = " << str4 << endl;
string str5;
str5.assign("hello c++",5);
cout << "str5 = " << str5 << endl;
string str6;
str6.assign(str5);
cout << "str6 = " << str6 << endl;
string str7;
str7.assign(5, 'x');
cout << "str7 = " << str7 << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
string的赋值方式很多,operator=
这种方式是比较实用的
3.0.4 string字符串拼接
功能描述:
-
实现在字符串末尾拼接字符串
函数原型:
-
string& operator+=(const char* str);
//重载+=操作符 -
string& operator+=(const char c);
//重载+=操作符 -
string& operator+=(const string& str);
//重载+=操作符 -
string& append(const char *s);
//把字符串s连接到当前字符串结尾 -
string& append(const char *s, int n);
//把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾 -
string& append(const string &s);
//同operator+=(const string& str) -
string& append(const string &s, int pos, int n);
//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾
示例:
//字符串拼接
void test01()
{
string str1 = "我";
str1 += "爱玩游戏";
cout << "str1 = " << str1 << endl;
str1 += ':';
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str2 = "LOL DNF";
str1 += str2;
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str3 = "I";
str3.append(" love ");
str3.append("game abcde", 4);
//str3.append(str2);
str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ,截取3个字符,拼接到字符串末尾
cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:字符串拼接的重载版本很多,初学阶段记住几种即可
3.0.5 string查找和替换
功能描述:
-
查找:查找指定字符串是否存在
-
替换:在指定的位置替换字符串
函数原型:
-
int find(const string& str, int pos = 0) const;
//查找str第一次出现位置,从pos开始查找 -
int find(const char* s, int pos = 0) const;
//查找s第一次出现位置,从pos开始查找 -
int find(const char* s, int pos, int n) const;
//从pos位置查找s的前n个字符第一次位置 -
int find(const char c, int pos = 0) const;
//查找字符c第一次出现位置 -
int rfind(const string& str, int pos = npos) const;
//查找str最后一次位置,从pos开始查找 -
int rfind(const char* s, int pos = npos) const;
//查找s最后一次出现位置,从pos开始查找 -
int rfind(const char* s, int pos, int n) const;
//从pos查找s的前n个字符最后一次位置 -
int rfind(const char c, int pos = 0) const;
//查找字符c最后一次出现位置 -
string& replace(int pos, int n, const string& str);
//替换从pos开始n个字符为字符串str -
string& replace(int pos, int n,const char* s);
//替换从pos开始的n个字符为字符串s
示例:
//查找和替换
void test01()
{
//查找
string str1 = "abcdefgde";
int pos = str1.find("de");
if (pos == -1)
{
cout << "未找到" << endl;
}
else
{
cout << "pos = " << pos << endl;
}
pos = str1.rfind("de");
cout << "pos = " << pos << endl;
}
void test02()
{
//替换
string str1 = "abcdefgde";
str1.replace(1, 3, "1111");
cout << "str1 = " << str1 << endl;
}
int main() {
//test01();
//test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
find查找是从左往后,rfind从右往左
-
find找到字符串后返回查找的第一个字符位置,找不到返回-1
-
replace在替换时,要指定从哪个位置起,多少个字符,替换成什么样的字符串
3.0.6 string字符串比较
功能描述:
-
字符串之间的比较
比较方式:
-
字符串比较是按字符的ASCII码进行对比
= 返回 0
> 返回 1
< 返回 -1
函数原型:
-
int compare(const string &s) const;
//与字符串s比较 -
int compare(const char *s) const;
//与字符串s比较
示例:
//字符串比较
void test01()
{
string s1 = "hello";
string s2 = "aello";
int ret = s1.compare(s2);
if (ret == 0) {
cout << "s1 等于 s2" << endl;
}
else if (ret > 0)
{
cout << "s1 大于 s2" << endl;
}
else
{
cout << "s1 小于 s2" << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等,判断谁大谁小的意义并不是很大
3.0.7 string字符存取
string中单个字符存取方式有两种
-
char& operator[](int n);
//通过[]方式取字符 -
char& at(int n);
//通过at方法获取字符
示例:
void test01()
{
string str = "hello world";
for (int i = 0; i < str.size(); i++)
{
cout << str[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < str.size(); i++)
{
cout << str.at(i) << " ";
}
cout << endl;
//字符修改
str[0] = 'x';
str.at(1) = 'x';
cout << str << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:string字符串中单个字符存取有两种方式,利用 [ ] 或 at
3.0.8 string插入和删除
功能描述:
-
对string字符串进行插入和删除字符操作
函数原型:
-
string& insert(int pos, const char* s);
//插入字符串 -
string& insert(int pos, const string& str);
//插入字符串 -
string& insert(int pos, int n, char c);
//在指定位置插入n个字符c -
string& erase(int pos, int n = npos);
//删除从Pos开始的n个字符
示例:
//字符串插入和删除
void test01()
{
string str = "hello";
str.insert(1, "111");
cout << str << endl;
str.erase(1, 3); //从1号位置开始3个字符
cout << str << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:插入和删除的起始下标都是从0开始
3.0.9 string子串
功能描述:
-
从字符串中获取想要的子串
函数原型:
-
string substr(int pos = 0, int n = npos) const;
//返回由pos开始的n个字符组成的字符串
示例:
//子串
void test01()
{
string str = "abcdefg";
string subStr = str.substr(1, 3);
cout << "subStr = " << subStr << endl;
string email = "hello@sina.com";
int pos = email.find("@");
string username = email.substr(0, pos);
cout << "username: " << username << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:灵活的运用求子串功能,可以在实际开发中获取有效的信息
3.1 array(数组)
3.1.1 array基本概念
array是C++11中新增的容器,它与其他容器不同的是,它的大小是固定的,无法动态扩展或收缩,只允许访问或者替换存储的元素。
3.1.2 array头文件
#include <array>
3.1.3 array定义
array<int,5> myarray = {1,2,3,4,5};
array<int,5> otherarray = myarray;
int b[5];
//编译报错,error: no viable conversion from 'int [5]' to 'array<int, 5>
array<int,5> otherarray2 = b;
int c=5;
//编译报错,error: non-type template argument is not a constant expression
array<int,5> otherarray3;
int d[c];//普通数组是可以支持用变量初始化大小,所以std::array有点鸡肋呀
3.1.4 array初始化
std::array<double, 10> values {};
std::array<double, 10> values {0.5,1.0,1.5,,2.0};
3.1.5 array访问
可通过下标运算符[]对元素进行操作,还可以通过at/front/back进行操作
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << setw(10) << << myarray.at(i) << endl;
}
3.1.6 array遍历
可以通过正向和反向迭代器对元素进行遍历
for (auto it = myarray.begin(); it != myarray.end();++it)
{
cout << *it << endl;
}
3.1.7 array的函数
功能 | |
---|---|
begin() | 返回指向容器中第一个元素的随机访问迭代器。 |
end() | 返回指向容器最后一个元素之后一个位置的随机访问迭代器,通常和 begin() 结合使用。 |
rbegin() | 返回指向最后一个元素的随机访问迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个元素之前一个位置的随机访问迭代器。 |
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。 |
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。 |
size() | 返回容器中当前元素的数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。 |
max_size() | 返回容器可容纳元素的最大数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。 |
empty() | 判断容器是否为空,和通过 size()==0 的判断条件功能相同,但其效率可能更快。 |
at(n) | 返回容器中 n 位置处元素的引用,该函数自动检查 n 是否在有效的范围内,如果不是则抛出 out_of_range 异常。 |
front() | 返回容器中第一个元素的直接引用,该函数不适用于空的 array 容器。 |
back() | 返回容器中最后一个元素的直接应用,该函数同样不适用于空的 array 容器。 |
data() | 返回一个指向容器首个元素的指针。利用该指针,可实现复制容器中所有元素等类似功能。 |
fill(val) | 将 val 这个值赋值给容器中的每个元素。 |
array1.swap(array2) |
3.2 vector(动态数组)
3.2.1 vector基本概念
功能:
-
vector数据结构和数组非常相似,也称为单端数组
vector与普通数组区别:
-
不同之处在于数组是静态空间,而vector可以动态扩展
动态扩展:
-
并不是在原空间之后续接新空间,而是找更大的内存空间,然后将原数据拷贝新空间,释放原空间
-
vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
3.2.2 vector构造函数
功能描述:
-
创建vector容器
函数原型:
-
vector<T> v;
//采用模板实现类实现,默认构造函数 -
vector(v.begin(), v.end());
//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。 -
vector(n, elem);
//构造函数将n个elem拷贝给本身。 -
vector(const vector &vec);
//拷贝构造函数。
示例:
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int> v1; //无参构造
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
vector<int> v3(10, 100);
printVector(v3);
vector<int> v4(v3);
printVector(v4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:vector的多种构造方式没有可比性,灵活使用即可
3.2.3 vector赋值操作
功能描述:
-
给vector容器进行赋值
函数原型:
-
vector& operator=(const vector &vec);
//重载等号操作符
-
assign(beg, end);
//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。 -
assign(n, elem);
//将n个elem拷贝赋值给本身。
示例:
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
vector<int> v1; //无参构造
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vector<int>v2;
v2 = v1;
printVector(v2);
vector<int>v3;
v3.assign(v1.begin(), v1.end());
printVector(v3);
vector<int>v4;
v4.assign(10, 100);
printVector(v4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结: vector赋值方式比较简单,使用operator=,或者assign都可以
3.2.4 vector容量和大小
功能描述:
-
对vector容器的容量和大小操作
函数原型:
-
empty();
//判断容器是否为空 -
capacity();
//容器的容量 -
size();
//返回容器中元素的个数 -
resize(int num);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以默认值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
-
resize(int num, elem);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除
示例:
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
if (v1.empty())
{
cout << "v1为空" << endl;
}
else
{
cout << "v1不为空" << endl;
cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
}
//resize 重新指定大小 ,若指定的更大,默认用0填充新位置,可以利用重载版本替换默认填充
v1.resize(15,10);
printVector(v1);
//resize 重新指定大小 ,若指定的更小,超出部分元素被删除
v1.resize(5);
printVector(v1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
判断是否为空 --- empty
-
返回元素个数 --- size
-
返回容器容量 --- capacity
-
重新指定大小 --- resize
3.2.5 vector插入和删除
功能描述:
-
对vector容器进行插入、删除操作
函数原型:
-
push_back(ele);
//尾部插入元素ele -
pop_back();
//删除最后一个元素 -
insert(const_iterator pos, ele);
//迭代器指向位置pos插入元素ele -
insert(const_iterator pos, int count,ele);
//迭代器指向位置pos插入count个元素ele -
erase(const_iterator pos);
//删除迭代器指向的元素 -
erase(const_iterator start, const_iterator end);
//删除迭代器从start到end之间的元素 -
clear();
//删除容器中所有元素
示例:
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
vector<int> v1;
//尾插
v1.push_back(10);
v1.push_back(20);
v1.push_back(30);
v1.push_back(40);
v1.push_back(50);
printVector(v1);
//尾删
v1.pop_back();
printVector(v1);
//插入
v1.insert(v1.begin(), 100);
printVector(v1);
v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
printVector(v1);
//删除
v1.erase(v1.begin());
printVector(v1);
//清空
v1.erase(v1.begin(), v1.end());
v1.clear();
printVector(v1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
尾插 --- push_back
-
尾删 --- pop_back
-
插入 --- insert (位置迭代器)
-
删除 --- erase (位置迭代器)
-
清空 --- clear
3.2.6 vector数据存取
功能描述:
-
对vector中的数据的存取操作
函数原型:
-
at(int idx);
//返回索引idx所指的数据 -
operator[];
//返回索引idx所指的数据 -
front();
//返回容器中第一个数据元素 -
back();
//返回容器中最后一个数据元素
示例:
#include <vector>
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1.at(i) << " ";
}
cout << endl;
cout << "v1的第一个元素为: " << v1.front() << endl;
cout << "v1的最后一个元素为: " << v1.back() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
除了用迭代器获取vector容器中元素,[ ]和at也可以
-
front返回容器第一个元素
-
back返回容器最后一个元素
3.2.7 vector互换容器
功能描述:
-
实现两个容器内元素进行互换
函数原型:
-
swap(vec);
// 将vec与本身的元素互换
示例:
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector<int>v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vector<int>v2;
for (int i = 10; i > 0; i--)
{
v2.push_back(i);
}
printVector(v2);
//互换容器
cout << "互换后" << endl;
v1.swap(v2);
printVector(v1);
printVector(v2);
}
void test02()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
}
cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
v.resize(3);
cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
//收缩内存
vector<int>(v).swap(v); //匿名对象
cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:swap可以使两个容器互换,可以达到实用的收缩内存效果
3.2.8 vector预留空间
功能描述:
-
减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
函数原型:
-
reserve(int len);
//容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。
示例:
#include <vector>
void test01()
{
vector<int> v;
//预留空间
v.reserve(100000);
int num = 0;
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
if (p != &v[0]) {
p = &v[0];
num++;
}
}
cout << "num:" << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间
3.3 list(链表)
3.3.1 list基本概念
功能:将数据进行链式存储
链表(list)是一种物理存储单元上非连续的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的
链表的组成:链表由一系列结点组成
结点的组成:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域
STL中的链表是一个双向循环链表
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间,因此链表list中的迭代器只支持前移和后移,属于双向迭代器
list的优点:
-
采用动态存储分配,不会造成内存浪费和溢出
-
链表执行插入和删除操作十分方便,修改指针即可,不需要移动大量元素
list的缺点:
-
链表灵活,但是空间(指针域) 和 时间(遍历)额外耗费较大
List有一个重要的性质,插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效,这在vector是不成立的。
总结:STL中List和vector是两个最常被使用的容器,各有优缺点
3.3.2 list构造函数
功能描述:
-
创建list容器
函数原型:
-
list<T> lst;
//list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式: -
list(beg,end);
//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。 -
list(n,elem);
//构造函数将n个elem拷贝给本身。 -
list(const list &lst);
//拷贝构造函数。
示例:
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
printList(L2);
list<int>L3(L2);
printList(L3);
list<int>L4(10, 1000);
printList(L4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:list构造方式同其他几个STL常用容器,熟练掌握即可
3.3.3 list 赋值和交换
功能描述:
-
给list容器进行赋值,以及交换list容器
函数原型:
-
assign(beg, end);
//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。 -
assign(n, elem);
//将n个elem拷贝赋值给本身。 -
list& operator=(const list &lst);
//重载等号操作符 -
swap(lst);
//将lst与本身的元素互换。
示例:
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值和交换
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
//赋值
list<int>L2;
L2 = L1;
printList(L2);
list<int>L3;
L3.assign(L2.begin(), L2.end());
printList(L3);
list<int>L4;
L4.assign(10, 100);
printList(L4);
}
//交换
void test02()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
list<int>L2;
L2.assign(10, 100);
cout << "交换前: " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
cout << endl;
L1.swap(L2);
cout << "交换后: " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:list赋值和交换操作能够灵活运用即可
3.3.4 list 大小操作
功能描述:
-
对list容器的大小进行操作
函数原型:
-
size();
//返回容器中元素的个数 -
empty();
//判断容器是否为空 -
resize(num);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以默认值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
-
resize(num, elem);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
示例:
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小操作
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
if (L1.empty())
{
cout << "L1为空" << endl;
}
else
{
cout << "L1不为空" << endl;
cout << "L1的大小为: " << L1.size() << endl;
}
//重新指定大小
L1.resize(10);
printList(L1);
L1.resize(2);
printList(L1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
判断是否为空 --- empty
-
返回元素个数 --- size
-
重新指定个数 --- resize
3.3.5 list 插入和删除
功能描述:
-
对list容器进行数据的插入和删除
函数原型:
-
push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
-
pop_back();//删除容器中最后一个元素
-
push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
-
pop_front();//从容器开头移除第一个元素
-
insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝,返回新数据的位置。
-
insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。
-
insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。
-
clear();//移除容器的所有数据
-
erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。
-
erase(pos);//删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
-
remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。
示例:
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
list<int> L;
//尾插
L.push_back(10);
L.push_back(20);
L.push_back(30);
//头插
L.push_front(100);
L.push_front(200);
L.push_front(300);
printList(L);
//尾删
L.pop_back();
printList(L);
//头删
L.pop_front();
printList(L);
//插入
list<int>::iterator it = L.begin();
L.insert(++it, 1000);
printList(L);
//删除
it = L.begin();
L.erase(++it);
printList(L);
//移除
L.push_back(10000);
L.push_back(10000);
L.push_back(10000);
printList(L);
L.remove(10000);
printList(L);
//清空
L.clear();
printList(L);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
尾插 --- push_back
-
尾删 --- pop_back
-
头插 --- push_front
-
头删 --- pop_front
-
插入 --- insert
-
删除 --- erase
-
移除 --- remove
-
清空 --- clear
3.3.6 list 数据存取
功能描述:
-
对list容器中数据进行存取
函数原型:
-
front();
//返回第一个元素。 -
back();
//返回最后一个元素。
示例:
#include <list>
//数据存取
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
//cout << L1[0] << endl; //错误 不支持[]方式访问数据
cout << "第一个元素为: " << L1.front() << endl;
cout << "最后一个元素为: " << L1.back() << endl;
//list容器的迭代器是双向迭代器,不支持随机访问
list<int>::iterator it = L1.begin();
//it = it + 1;//错误,不可以跳跃访问,即使是+1
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
-
返回第一个元素 --- front
-
返回最后一个元素 --- back
3.3.7 list 反转和排序
功能描述:
-
将容器中的元素反转,以及将容器中的数据进行排序
函数原型:
-
reverse();
//反转链表 -
sort();
//链表排序
示例:
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
bool myCompare(int val1 , int val2)
{
return val1 > val2;
}
//反转和排序
void test01()
{
list<int> L;
L.push_back(90);
L.push_back(30);
L.push_back(20);
L.push_back(70);
printList(L);
//反转容器的元素
L.reverse();
printList(L);
//排序
L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
printList(L);
L.sort(myCompare); //指定规则,从大到小
printList(L);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
反转 --- reverse
-
排序 --- sort (成员函数)
3.3.8 排序案例
案例描述:将Person自定义数据类型进行排序,Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则:按照年龄进行升序,如果年龄相同按照身高进行降序
示例:
#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
Person(string name, int age , int height) {
m_Name = name;
m_Age = age;
m_Height = height;
}
public:
string m_Name; //姓名
int m_Age; //年龄
int m_Height; //身高
};
bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {
if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
return p1.m_Height > p2.m_Height;
}
else
{
return p1.m_Age < p2.m_Age;
}
}
void test01() {
list<Person> L;
Person p1("刘备", 35 , 175);
Person p2("曹操", 45 , 180);
Person p3("孙权", 40 , 170);
Person p4("赵云", 25 , 190);
Person p5("张飞", 35 , 160);
Person p6("关羽", 35 , 200);
L.push_back(p1);
L.push_back(p2);
L.push_back(p3);
L.push_back(p4);
L.push_back(p5);
L.push_back(p6);
for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age
<< " 身高: " << it->m_Height << endl;
}
cout << "---------------------------------" << endl;
L.sort(ComparePerson); //排序
for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age
<< " 身高: " << it->m_Height << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
对于自定义数据类型,必须要指定排序规则,否则编译器不知道如何进行排序
-
高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定,并不复杂
3.4 stack(栈)
3.4.1 stack 基本概念
概念:stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构,它只有一个出口
栈中只有顶端的元素才可以被外界使用,因此栈不允许有遍历行为
栈中进入数据称为 --- 入栈 push
栈中弹出数据称为 --- 出栈 pop
生活中的栈:
3.4.2 stack 常用接口
功能描述:栈容器常用的对外接口
构造函数:
-
stack<T> stk;
//stack采用模板类实现, stack对象的默认构造形式 -
stack(const stack &stk);
//拷贝构造函数
赋值操作:
-
stack& operator=(const stack &stk);
//重载等号操作符
数据存取:
-
push(elem);
//向栈顶添加元素 -
pop();
//从栈顶移除第一个元素 -
top();
//返回栈顶元素
大小操作:
-
empty();
//判断堆栈是否为空 -
size();
//返回栈的大小
示例:
#include <stack>
//栈容器常用接口
void test01()
{
//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
stack<int> s;
//向栈中添加元素,叫做 压栈 入栈
s.push(10);
s.push(20);
s.push(30);
while (!s.empty()) {
//输出栈顶元素
cout << "栈顶元素为: " << s.top() << endl;
//弹出栈顶元素
s.pop();
}
cout << "栈的大小为:" << s.size() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
入栈 --- push
-
出栈 --- pop
-
返回栈顶 --- top
-
判断栈是否为空 --- empty
-
返回栈大小 --- size
3.5 queue(队列)
3.5.1 queue 基本概念
概念:Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,它有两个出口
队列容器允许从一端新增元素,从另一端移除元素
队列中只有队头和队尾才可以被外界使用,因此队列不允许有遍历行为
队列中进数据称为 --- 入队 push
队列中出数据称为 --- 出队 pop
生活中的队列:
3.5.2 queue 常用接口
功能描述:栈容器常用的对外接口
构造函数:
-
queue<T> que;
//queue采用模板类实现,queue对象的默认构造形式 -
queue(const queue &que);
//拷贝构造函数
赋值操作:
-
queue& operator=(const queue &que);
//重载等号操作符
数据存取:
-
push(elem);
//往队尾添加元素 -
pop();
//从队头移除第一个元素 -
back();
//返回最后一个元素 -
front();
//返回第一个元素
大小操作:
-
empty();
//判断堆栈是否为空 -
size();
//返回栈的大小
示例:
#include <queue>
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test01() {
//创建队列
queue<Person> q;
//准备数据
Person p1("唐僧", 30);
Person p2("孙悟空", 1000);
Person p3("猪八戒", 900);
Person p4("沙僧", 800);
//向队列中添加元素 入队操作
q.push(p1);
q.push(p2);
q.push(p3);
q.push(p4);
//队列不提供迭代器,更不支持随机访问
while (!q.empty()) {
//输出队头元素
cout << "队头元素-- 姓名: " << q.front().m_Name
<< " 年龄: "<< q.front().m_Age << endl;
cout << "队尾元素-- 姓名: " << q.back().m_Name
<< " 年龄: " << q.back().m_Age << endl;
cout << endl;
//弹出队头元素
q.pop();
}
cout << "队列大小为:" << q.size() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
入队 --- push
-
出队 --- pop
-
返回队头元素 --- front
-
返回队尾元素 --- back
-
判断队是否为空 --- empty
-
返回队列大小 --- size
3.6 deque(双端队列)
3.6.1 deque容器基本概念
功能:
-
双端数组,可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别:
-
vector对于头部的插入删除效率低,数据量越大,效率越低
-
deque相对而言,对头部的插入删除速度回比vector快
-
vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关
deque内部工作原理:
deque内部有个中控器,维护每段缓冲区中的内容,缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址,使得使用deque时像一片连续的内存空间
-
deque容器的迭代器也是支持随机访问的
3.6.2 deque构造函数
功能描述:
-
deque容器构造
函数原型:
-
deque<T>
deqT; //默认构造形式 -
deque(beg, end);
//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。 -
deque(n, elem);
//构造函数将n个elem拷贝给本身。 -
deque(const deque &deq);
//拷贝构造函数
示例:
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//deque构造
void test01() {
deque<int> d1; //无参构造函数
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
printDeque(d2);
deque<int>d3(10,100);
printDeque(d3);
deque<int>d4 = d3;
printDeque(d4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:deque容器和vector容器的构造方式几乎一致,灵活使用即可
3.6.3 deque赋值操作
功能描述:
-
给deque容器进行赋值
函数原型:
-
deque& operator=(const deque &deq);
//重载等号操作符
-
assign(beg, end);
//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。 -
assign(n, elem);
//将n个elem拷贝赋值给本身。
示例:
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
deque<int> d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int>d2;
d2 = d1;
printDeque(d2);
deque<int>d3;
d3.assign(d1.begin(), d1.end());
printDeque(d3);
deque<int>d4;
d4.assign(10, 100);
printDeque(d4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:deque赋值操作也与vector相同,需熟练掌握
3.6.4 deque大小操作
功能描述:
-
对deque容器的大小进行操作
函数原型:
-
deque.empty();
//判断容器是否为空 -
deque.size();
//返回容器中元素的个数 -
deque.resize(num);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以默认值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
-
deque.resize(num, elem);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新位置。//如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
示例:
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小操作
void test01()
{
deque<int> d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
//判断容器是否为空
if (d1.empty()) {
cout << "d1为空!" << endl;
}
else {
cout << "d1不为空!" << endl;
//统计大小
cout << "d1的大小为:" << d1.size() << endl;
}
//重新指定大小
d1.resize(15, 1);
printDeque(d1);
d1.resize(5);
printDeque(d1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
deque没有容量的概念
-
判断是否为空 --- empty
-
返回元素个数 --- size
-
重新指定个数 --- resize
3.6.5 deque 插入和删除
功能描述:
-
向deque容器中插入和删除数据
函数原型:
两端插入操作:
-
push_back(elem);
//在容器尾部添加一个数据 -
push_front(elem);
//在容器头部插入一个数据 -
pop_back();
//删除容器最后一个数据 -
pop_front();
//删除容器第一个数据
指定位置操作:
-
insert(pos,elem);
//在pos位置插入一个elem元素的拷贝,返回新数据的位置。 -
insert(pos,n,elem);
//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。 -
insert(pos,beg,end);
//在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。 -
clear();
//清空容器的所有数据 -
erase(beg,end);
//删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。 -
erase(pos);
//删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
示例:
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//两端操作
void test01()
{
deque<int> d;
//尾插
d.push_back(10);
d.push_back(20);
//头插
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
//尾删
d.pop_back();
//头删
d.pop_front();
printDeque(d);
}
//插入
void test02()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
d.insert(d.begin(), 1000);
printDeque(d);
d.insert(d.begin(), 2,10000);
printDeque(d);
deque<int>d2;
d2.push_back(1);
d2.push_back(2);
d2.push_back(3);
d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
printDeque(d);
}
//删除
void test03()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
d.erase(d.begin());
printDeque(d);
d.erase(d.begin(), d.end());
d.clear();
printDeque(d);
}
int main() {
//test01();
//test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
插入和删除提供的位置是迭代器!
-
尾插 --- push_back
-
尾删 --- pop_back
-
头插 --- push_front
-
头删 --- pop_front
3.6.6 deque 数据存取
功能描述:
-
对deque 中的数据的存取操作
函数原型:
-
at(int idx);
//返回索引idx所指的数据 -
operator[];
//返回索引idx所指的数据 -
front();
//返回容器中第一个数据元素 -
back();
//返回容器中最后一个数据元素
示例:
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//数据存取
void test01()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
cout << d[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
cout << d.at(i) << " ";
}
cout << endl;
cout << "front:" << d.front() << endl;
cout << "back:" << d.back() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
除了用迭代器获取deque容器中元素,[ ]和at也可以
-
front返回容器第一个元素
-
back返回容器最后一个元素
3.6.7 deque 排序
功能描述:
-
利用算法实现对deque容器进行排序
算法:
-
sort(iterator beg, iterator end)
//对beg和end区间内元素进行排序
示例:
#include <deque>
#include <algorithm>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
sort(d.begin(), d.end());
printDeque(d);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:sort算法非常实用,使用时包含头文件 algorithm即可
3.7 set/ multiset(集合)
3.7.1 set基本概念
简介:
-
所有元素都会在插入时自动被排序
本质:
-
set/multiset属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
set和multiset区别:
-
set不允许容器中有重复的元素
-
multiset允许容器中有重复的元素
3.7.2 set构造和赋值
功能描述:创建set容器以及赋值
构造:
-
set<T> st;
//默认构造函数: -
set(const set &st);
//拷贝构造函数
赋值:
-
set& operator=(const set &st);
//重载等号操作符
示例:
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//构造和赋值
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
printSet(s1);
//拷贝构造
set<int>s2(s1);
printSet(s2);
//赋值
set<int>s3;
s3 = s2;
printSet(s3);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
set容器插入数据时用insert
-
set容器插入数据的数据会自动排序
3.7.3 set大小和交换
功能描述:
-
统计set容器大小以及交换set容器
函数原型:
-
size();
//返回容器中元素的数目 -
empty();
//判断容器是否为空 -
swap(st);
//交换两个集合容器
示例:
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
if (s1.empty())
{
cout << "s1为空" << endl;
}
else
{
cout << "s1不为空" << endl;
cout << "s1的大小为: " << s1.size() << endl;
}
}
//交换
void test02()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
set<int> s2;
s2.insert(100);
s2.insert(300);
s2.insert(200);
s2.insert(400);
cout << "交换前" << endl;
printSet(s1);
printSet(s2);
cout << endl;
cout << "交换后" << endl;
s1.swap(s2);
printSet(s1);
printSet(s2);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
统计大小 --- size
-
判断是否为空 --- empty
-
交换容器 --- swap
3.7.4 set插入和删除
功能描述:
-
set容器进行插入数据和删除数据
函数原型:
-
insert(elem);
//在容器中插入元素。 -
clear();
//清除所有元素 -
erase(pos);
//删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。 -
erase(beg, end);
//删除区间[beg,end)的所有元素 ,返回下一个元素的迭代器。 -
erase(elem);
//删除容器中值为elem的元素。
示例:
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
set<int> s1;
//插入
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
printSet(s1);
//删除
s1.erase(s1.begin());
printSet(s1);
s1.erase(30);
printSet(s1);
//清空
//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
s1.clear();
printSet(s1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
插入 --- insert
-
删除 --- erase
-
清空 --- clear
3.7.5 set查找和统计
功能描述:
-
对set容器进行查找数据以及统计数据
函数原型:
-
find(key);
//查找key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回set.end(); -
count(key);
//统计key的元素个数
示例:
#include <set>
//查找和统计
void test01()
{
set<int> s1;
//插入
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
//查找
set<int>::iterator pos = s1.find(30);
if (pos != s1.end())
{
cout << "找到了元素 : " << *pos << endl;
}
else
{
cout << "未找到元素" << endl;
}
//统计
int num = s1.count(30);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
查找 --- find (返回的是迭代器)
-
统计 --- count (对于set,结果为0或者1)
3.7.6 set和multiset区别
学习目标:
-
掌握set和multiset的区别
区别:
-
set不可以插入重复数据,而multiset可以
-
set插入数据的同时会返回插入结果,表示插入是否成功
-
multiset不会检测数据,因此可以插入重复数据
示例:
#include <set>
//set和multiset区别
void test01()
{
set<int> s;
pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);
if (ret.second) {
cout << "第一次插入成功!" << endl;
}
else {
cout << "第一次插入失败!" << endl;
}
ret = s.insert(10);
if (ret.second) {
cout << "第二次插入成功!" << endl;
}
else {
cout << "第二次插入失败!" << endl;
}
//multiset
multiset<int> ms;
ms.insert(10);
ms.insert(10);
for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
如果不允许插入重复数据可以利用set
-
如果需要插入重复数据利用multiset
3.7.7 set容器排序
学习目标:
-
set容器默认排序规则为从小到大,掌握如何改变排序规则
主要技术点:
-
利用仿函数,可以改变排序规则
示例一 set存放内置数据类型
#include <set>
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(40);
s1.insert(20);
s1.insert(30);
s1.insert(50);
//默认从小到大
for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
//指定排序规则
set<int,MyCompare> s2;
s2.insert(10);
s2.insert(40);
s2.insert(20);
s2.insert(30);
s2.insert(50);
for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:利用仿函数可以指定set容器的排序规则
示例二 set存放自定义数据类型
#include <set>
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
class comparePerson
{
public:
bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
{
//按照年龄进行排序 降序
return p1.m_Age > p2.m_Age;
}
};
void test01()
{
set<Person, comparePerson> s;
Person p1("刘备", 23);
Person p2("关羽", 27);
Person p3("张飞", 25);
Person p4("赵云", 21);
s.insert(p1);
s.insert(p2);
s.insert(p3);
s.insert(p4);
for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
对于自定义数据类型,set必须指定排序规则才可以插入数据
3.8 pair
3.8.1 pair基本概念
pair是将2个数据组合成一组数据,当需要这样的需求时就可以使用pair,如stl中的map就是将key和value放在一起来保存。另一个应用是,当一个函数需要返回2个数据的时候,可以选择pair。 pair的实现是一个结构体,主要的两个成员变量是first second 因为是使用struct不是class,所以可以直接使用pair的成员变量。
其标准库类型--pair类型定义在#include <utility>头文件中,定义如下:
类模板:template<class T1,class T2> struct pair
参数:T1是第一个值的数据类型,T2是第二个值的数据类型。
功能:pair将一对值(T1和T2)组合成一个值,
这一对值可以具有不同的数据类型(T1和T2),
两个值可以分别用pair的两个公有函数first和second访问。
定义(构造函数):
pair<T1, T2> p1; //创建一个空的pair对象(使用默认构造),它的两个元素分别是T1和T2类型,采用值初始化。
pair<T1, T2> p1(v1, v2); //创建一个pair对象,它的两个元素分别是T1和T2类型,其中first成员初始化为v1,second成员初始化为v2。
make_pair(v1, v2); // 以v1和v2的值创建一个新的pair对象,其元素类型分别是v1和v2的类型。
p1 < p2; // 两个pair对象间的小于运算,其定义遵循字典次序:如 p1.first < p2.first 或者 !(p2.first < p1.first) && (p1.second < p2.second) 则返回true。
p1 == p2; // 如果两个对象的first和second依次相等,则这两个对象相等;该运算使用元素的==操作符。
p1.first; // 返回对象p1中名为first的公有数据成员
p1.second; // 返回对象p1中名为second的公有数据成员
3.8.2 pair的创建和初始化
pair包含两个数值,与容器一样,pair也是一种模板类型。但是又与之前介绍的容器不同;
在创建pair对象时,必须提供两个类型名,两个对应的类型名的类型不必相同
pair<string, string> anon; // 创建一个空对象anon,两个元素类型都是string
pair<string, int> word_count; // 创建一个空对象 word_count, 两个元素类型分别是string和int类型
pair<string, vector<int> > line; // 创建一个空对象line,两个元素类型分别是string和vector类型
当然也可以在定义时进行成员初始化:
pair<string, string> author("James","Joy"); // 创建一个author对象,两个元素类型分别为string类型,并默认初始值为James和Joy。
pair<string, int> name_age("Tom", 18);
pair<string, int> name_age2(name_age); // 拷贝构造初始化
pair类型的使用相当的繁琐,如果定义多个相同的pair类型对象,可以使用typedef简化声明:
typedef pair<string,string> Author;
Author proust("March","Proust");
Author Joy("James","Joy");
变量间赋值:
pair<int, double> p1(1, 1.2);
pair<int, double> p2 = p1; // copy construction to initialize object
pair<int, double> p3;
p3 = p1; // operator =
3.8.3 pair对象的操作
访问两个元素操作可以通过first和second访问:
pair<int ,double> p1;
p1.first = 1;
p1.second = 2.5;
cout<<p1.first<<' '<<p1.second<<endl;//输出结果:1 2.5
3.8.4 生成新的pair对象
还可以利用make_pair创建新的pair对象:
pair<int, double> p1;
p1 = make_pair(1, 1.2);
cout << p1.first << p1.second << endl;
//output: 1 1.2
int a = 8;
string m = "James";
pair<int, string> newone;
newone = make_pair(a, m);
cout << newone.first << newone.second << endl;
//output: 8 James
3.8.5 通过tie获取pair元素值
在某些清况函数会以pair对象作为返回值时,可以直接通过std::tie进行接收。比如:
std::pair<std::string, int> getPreson() {
return std::make_pair("Sven", 25);
}
int main(int argc, char **argv) {
std::string name;
int ages;
std::tie(name, ages) = getPreson();
std::cout << "name: " << name << ", ages: " << ages << std::endl;
return 0;
}
3.9 map/ multimap(映射)
3.9.1 map基本概念
简介:
-
map中所有元素都是pair
-
pair中第一个元素为key(键值),起到索引作用,第二个元素为value(实值)
-
所有元素都会根据元素的键值自动排序
map以模板(泛型)方式实现,可以存储任意类型的数据,包括使用者自定义的数据类型。Map主要用于资料一对一映射(one-to-one)的情況,map內部的实现自建一颗红黑树,这颗树具有对数据自动排序的功能。在map内部所有的数据都是有序的,后边我们会见识到有序的好处。比如一个班级中,每个学生的学号跟他的姓名就存在著一对一映射的关系。
本质:
-
map/multimap属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
优点:
-
可以根据key值快速找到value值
map和multimap区别:
-
map不允许容器中有重复key值元素
-
multimap允许容器中有重复key值元素
3.9.2 map构造和赋值
功能描述:
-
对map容器进行构造和赋值操作
函数原型:
构造:
-
map<T1, T2> mp;
//map默认构造函数: -
map(const map &mp);
//拷贝构造函数
赋值:
-
map& operator=(const map &mp);
//重载等号操作符
示例:
#include <map>
void printMap(map<int,int>&m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int,int>m; //默认构造
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
printMap(m);
map<int, int>m2(m); //拷贝构造
printMap(m2);
map<int, int>m3;
m3 = m2; //赋值
printMap(m3);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:map中所有元素都是成对出现,插入数据时候要使用对组
3.9.3 map插入和删除
功能描述:
-
map容器进行插入数据和删除数据
函数原型:
-
insert(elem);
//在容器中插入元素。 -
clear();
//清除所有元素 -
erase(pos);
//删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。 -
erase(beg, end);
//删除区间[beg,end)的所有元素 ,返回下一个元素的迭代器。 -
erase(key);
//删除容器中值为key的元素。
示例:
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
void printMap(map<int, int>& m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
// 定义一个map对象
map<int, int> m;
//第一种,用insert函數插入pair
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
//第二种,用make_pair函数
m.insert(make_pair(2, 20));
//第三种,用insert函数插入value_type数据
m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
//第四种,用"array"方式插入
m[4] = 40;
printMap(m);//打印map的数据
//迭代器刪除
map<int, int>::iterator iter = m.find(3);
m.erase(iter);
printMap(m);
//用关键字刪除
m.erase(1);
printMap(m);
//用迭代器范围刪除 : 把整个map清空
m.erase(m.begin(), m.end());
printMap(m);
//等同于m.clear()
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
总结:
-
map插入方式很多,记住其一即可
-
插入 --- insert
-
删除 --- erase
-
清空 --- clear
3.9.5 map查找和统计
功能描述:
-
对map容器进行查找数据以及统计数据
函数原型:
-
find(key);
//查找key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回set.end(); -
count(key);
//统计key的元素个数
示例:
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
//查找和统计
void test01()
{
map<int, string>m;
m.insert(pair<int, string>(1, "张三"));
m.insert(pair<int, string>(2, "李四"));
m.insert(pair<int, string>(3, "王五"));
//查找
map<int, string>::iterator iter = m.find(2);//find函数返回迭代器指向当前查找元素的位置否则返回map::end()位置
if (iter != m.end())
{
cout << "找到了元素 key = " << iter->first << " value = " << iter->second << endl;
}
else
{
cout << "未找到元素" << endl;
}
//统计
int num = m.count(3);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
总结:
-
查找 --- find (返回的是迭代器)
-
统计 --- count (对于map,结果为0或者1)
3.9.3 map大小和交换
功能描述:
-
统计map容器大小以及交换map容器
函数原型:
-
size();
//返回容器中元素的数目 -
empty();
//判断容器是否为空 -
swap(st);
//交换两个集合容器
示例:
#include <map>
void printMap(map<int,int>&m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
if (m.empty())
{
cout << "m为空" << endl;
}
else
{
cout << "m不为空" << endl;
cout << "m的大小为: " << m.size() << endl;
}
}
//交换
void test02()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
map<int, int>m2;
m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
m2.insert(pair<int, int>(6, 300));
cout << "交换前" << endl;
printMap(m);
printMap(m2);
cout << "交换后" << endl;
m.swap(m2);
printMap(m);
printMap(m2);
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
统计大小 --- size
-
判断是否为空 --- empty
-
交换容器 --- swap
3.9.6 map容器排序
学习目标:
-
map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序,掌握如何改变排序规则
主要技术点:
-
利用仿函数,可以改变排序规则
示例:
#include <map>
class MyCompare {
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
//默认从小到大排序
//利用仿函数实现从大到小排序
map<int, int, MyCompare> m;
m.insert(make_pair(1, 10));
m.insert(make_pair(2, 20));
m.insert(make_pair(3, 30));
m.insert(make_pair(4, 40));
m.insert(make_pair(5, 50));
for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
利用仿函数可以指定map容器的排序规则
-
对于自定义数据类型,map必须要指定排序规则,同set容器
3.9.7 map容器遍历
#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;
int main() {
map<int, string> m;
m[1001] = "张三";
m[1002] = "李四";
m[1003] = "王五";
//方式一,基于范围的for循环
cout << "方式一:" << endl;
for (auto& t : m)
{
cout << "key:" << t.first << " value:" << t.second << endl;
}
//方式二,普通for循环
cout << "方式二:" << endl;
for (map<int, string>::iterator iter = m.begin(); iter != m.end(); ++iter)
{
cout << "key:" << iter->first << " value:" << iter->second << endl;
}
//第三种,while 循环
cout << "方式三:" << endl;
map<int, string>::iterator iter = m.begin();
while (iter != m.end())
{
cout << "key:" << iter->first << " value:" << iter->second << endl;
++iter;
}
}
运行结果:
map容器遍历结构体类型
在C++中,可以使用迭代器遍历std::map
容器,该容器存储了结构体类型的键值对。以下是一个简单的例子,展示了如何遍历一个std::map<int, student>
类型的容器:
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
struct student
{
string name;
string sex;
int age;
};
void test01()
{
// 定义一个map对象
map<int, student> m;
//给map赋值
m[1001] = { "张三","男",40 };
m[1002] = { "李四","男",20 };
m[1003] = { "王五","女",18 };
// 使用迭代器遍历map
for (auto it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
{
std::cout << "Key: " << it->first << ", Value: {" << it->second.name << ", " << it->second.sex <<"," << it->second.age <<"}" << std::endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
在这个例子中,m
是一个std::map
,它的键类型是int
,值类型是student
结构体。使用自动类型推导的范围for循环(C++11及以上)可以更简洁地遍历: