STL初识
22.1 前言-STL的诞生
- 长久以来,软件界一直希望建立一种可重复利用的东西。
- C++的面向对象和泛型编程思想,目的就是复用性的提升。
- 大多数情况下,数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作。
- 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL。
22.2 STL基本概念
- STL(standard Template Library , 标准模板库)
- STL从广义上分为:容器(container)、算法(algorithm)、迭代器(iterator)
- 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接(迭代器相当于桥梁)。
- STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数。
22.3 STL六大组件
STL大体分为六大组件,分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器。
- 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
- 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等。
- 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
- 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
- 适配器:一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
- 空间配置器:负责空间的配置与管理。
22.4 STL中容器、算法、迭代器
22.4.1 容器
容器: 置物之所也。
STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来。
常用的数据结构:数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表 等。
这些容器可以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(目前学过的都是序列式)。
- 关联式容器:二叉树结构,各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。
22.4.2 算法
算法:问题之解法也
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)
算法分为:质变算法和非质变算法。
- 质变算法:是指在运算过程中会改变区间内的元素的内容。例如拷贝、替换、删除等等
- 非质变算法:是指在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。
22.4.3 迭代器
迭代器:容器和算法之间的粘合剂
提供一种方法,使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素,而又无需暴露该容器的内部表示方式。算法要通过迭代器才能访问容器中的元素。
每个容器都有自己专属的迭代器。
迭代器的使用非常类似于指针,初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。
迭代器种类:
常用的容器中迭代器种类为双向迭代器,和随机访问迭代器
22.5 容器算法迭代器初识
22.5.0 前言
了解STL中容器、算法、迭代器概念之后。我们利用代码感受STL的魅力。
STL中最常用的容器为Vector ,可以理解为数组,下面我们将学习如何向这个容器中插入数据,并遍历这个容器。
22.5.1 Vector存放内置数据类型
容器:vector
,需要导入头文件<vector>
算法:for_each
,需要导入标准算法头文件<algorithm>
迭代器:vector<int>::iterator
示例:
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector> //STL中所有东西都要头文件
#include<algorithm> //标准算法头文件
//vector容器存放内置数据类型
void myprint(int val)
{
cout << val << endl;
}
void test01()
{
//创建了一个vector容器,数组
vector<int> v;
//向容器中插入数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//通过迭代器来访问容器中的数据
vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); //起始迭代器 指向容器中第一个元素的位置
vector<int>::iterator itEnd = v.end(); //结束迭代器 指向最后一个元素的下一个位置
//第一种遍历方式,不常用
while (itBegin != itEnd)
{
cout << *itBegin << endl;
itBegin++;
}
//第二种遍历方式,常用
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << endl;
}
//利用STL中的遍历算法
for_each(v.begin(), v.end(), myprint);
//for_each作用就是依次将数据取出防止自己定义的函数中
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
22.5.2 Vector存放自定义数据类型
示例:
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#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<string>
#include<algorithm>
class Person2
{
public:
Person2(string name, int age)
{
this->name = name;
this->age = age;
}
string name;
int age;
};
//存放自定义数据类型
void test2_01()
{
vector<Person2> v;
Person2 p1("aaa", 10);
Person2 p2("bbb", 20);
Person2 p3("ccc", 30);
Person2 p4("ddd", 40);
Person2 p5("eee", 50);
//添加
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
//遍历
for (vector<Person2>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << "姓名: " << (*it).name << " 年龄: " << (*it).age << endl;
//cout << "姓名: " << it->name << " 年龄: " << it->age << endl;
}
}
//存放自定义数据类型的指针
void printPerson2(Person2* p)
{
cout << "姓名: " << p->name << " 年龄: " << p->age << endl;
}
void test2_02()
{
vector<Person2*> v;
Person2 p1("aaa", 10);
Person2 p2("bbb", 20);
Person2 p3("ccc", 30);
Person2 p4("ddd", 40);
Person2 p5("eee", 50);
//添加
v.push_back(&p1);
v.push_back(&p2);
v.push_back(&p3);
v.push_back(&p4);
v.push_back(&p5);
//遍历
cout << "-------------------" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), printPerson2);
}
int main()
{
test2_01();
test2_02();
system("pause");
return 0;
}
22.5.3 Vector容器嵌套容器
示例:
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
void test3_01()
{
vector<vector<int>> v;
vector<int>v1;
vector<int>v2;
vector<int>v3;
vector<int>v4;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+1);
v3.push_back(i+2);
v4.push_back(i+3);
}
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);
for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
for (vector<int>::iterator jit = it->begin(); jit != it->end(); jit++)
{
cout << *jit << " ";
}
cout << endl;
}
}
int main()
{
test3_01();
system("pause");
return 0;
}