1.STL组件
容器(Container) - 管理某类对象的集合
迭代器(Iterator) - 在对象集合上进行遍历
算法(Algorithm) - 处理集合内的元素
容器适配器(container adaptor)
函数对象(functor)
2.容器
(1)STL容器的共同能力
所有容器中存放的都是值而非引用。如果希望存放的不是副本,容器元素只能是指针。
所有元素都形成一个次序(order),可以按相同的次序一次或多次遍历每个元素
(2)STL容器的共同操作
初始化(initialization)
产生一个空容器
以另一个容器元素为初值完成初始化
以数组元素为初值完成初始化
例:
std::list<int> l;
std::list<int> l;
…
std::vector<float> c(l.begin(),l.end());
int array[]={2,4,6,1345};
…
std::set<int> c(array,array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
与大小相关的操作(size operator)
size()-返回当前容器的元素数量
empty()-判断容器是否为空
max_size()-返回容器能容纳的最大元素数量
比较(comparison)
==,!=,<,<=,>,>=
比较操作两端的容器必须属于同一类型
如果两个容器内的所有元素按序相等,那么这两个容器相等
采用字典式顺序判断某个容器是否小于另一个容器
与迭代器(iterator)相关的操作
begin()-返回一个迭代器,指向第一个元素
end()-返回一个迭代器,指向最后一个元素之后(前闭后开)
rbegin()-返回一个逆向迭代器,指向逆向遍历的第一个元素
rend()-返回一个逆向迭代器,指向逆向遍历的最后一个元素之后
元素操作
insert(pos,e)-将元素e的拷贝安插于迭代器pos所指的位置
erase(beg,end)-移除[beg,end]区间内的所有元素
clear()-移除所有元素
3.迭代器
(1)作用:可遍历STL容器内全部或部分元素的对象,指出容器中的一个特定位置
(2)基本操作
操作 |
效果 |
* |
返回当前位置上的元素值。如果该元素有成员,可以通过迭代器以operator ->取用 |
++ |
将迭代器前进至下一元素 |
==和!= |
判断两个迭代器是否指向同一位置 |
= |
为迭代器赋值(将所指元素的位置赋值过去) |
begin() |
返回一个迭代器,指向第一个元素 |
end() |
返回一个迭代器,指向最后一个元素之后 |
1.为遍历元素时循环的结束时机提供了简单的判断依据(只要未到达end(),循环就可以继续)
2.不必对空区间采取特殊处理(空区间的begin()就等于end())
(3)两种迭代器
container::iterator以“读/写”模式遍历元素
container::const_iterator以“只读”模式遍历元素
4.容器( vector)
操作 |
效果 |
vector<T> c |
产生空的vector |
vector<T> c1(c2) |
产生同类型的c1,并将复制c2的所有元素 |
vector<T> c(n) |
利用类型T的默认构造函数和拷贝构造函数生成一个大小为n的vector |
vector<T> c(n,e) |
产生一个大小为n的vector,每个元素都是e |
vector<T> c(beg,end) |
产生一个vector,以区间[beg,end]为元素初值 |
~vector<T>() |
销毁所有元素并释放内存。 |
操作 |
效果 |
c.size() |
返回元素个数 |
c.empty() |
判断容器是否为空 |
c.max_size() |
返回元素最大可能数量(固定值) |
c.capacity() |
返回重新分配空间前可容纳的最大元素数量 |
c.reserve(n) |
扩大容量为n |
c1==c2 |
判断c1是否等于c2 |
c1!=c2 |
判断c1是否不等于c2 |
c1<c2 |
判断c1是否小于c2 |
c1>c2 |
判断c1是否大于c2 |
c1 = c2 |
将c2的全部元素赋值给c1 |
c.assign(n,e) |
将元素e的n个拷贝赋值给c |
c.assign(beg,end) |
将区间[beg,end]的元素赋值给c |
c1.swap(c2) |
将c1和c2元素互换 |
swap(c1,c2) |
全局函数 |
l 移除(remove)元素
操作 |
效果 |
c.pop_back() |
移除最后一个元素但不返回最后一个元素 |
c.erase(pos) |
删除pos位置的元素,返回下一个元素的位置 |
c.erase(beg,end) |
删除区间[beg,end]内所有元素,返回下一个元素的位置 |
c.clear() |
移除所有元素,清空容器 |
c.resize(num) |
将元素数量改为num(增加的元素用defalut构造函数产生,多余的元素被删除) |
5.map/multimap
l 使用平衡二叉树管理元素
l map中不允许key相同的元素,multimap允许key相同的元素
操作 |
效果 |
map c |
产生空的map |
map c1(c2) |
产生同类型的c1,并复制c2的所有元素 |
map c(op) |
以op为排序准则产生一个空的map |
map c(beg,end) |
以区间[beg,end]内的元素产生一个map |
map c(beg,end,op) |
以op为排序准则,以区间[beg,end]内的元素产生一个map |
~ map() |
销毁所有元素并释放内存。 |
其中map可以是下列形式
map<key,value> 一个以less(<)为排序准则的map,
map<key,value,op> 一个以op为排序准则的map
c.size() |
返回元素个数 |
c.empty() |
判断容器是否为空 |
c.max_size() |
返回元素最大可能数量 |
c1==c2 |
判断c1是否等于c2 |
c1!=c2 |
判断c1是否不等于c2 |
c1<c2 |
判断c1是否小于c2 |
c1>c2 |
判断c1是否大于c2 |
例:
l 比赛又开始了,裁判正在非常开心地猜测哪一题最受欢迎。当比赛结束时,他们统计每种颜色气球的数量就知道结果了。
对每个测试例,第一个数字是N(0<N<1000),表示气球的数量。接下来N行,每行是一个气球的颜色,由小写字母构成的字符串表示,长度不超过15个。当N=0时,表示输入结束。
l 对每个测试例输出一行,
是表示最受欢迎的题目的气球颜色。
输入
5 green red blue red red 3 pink orange pink 0
输出
red pink
分析:本题要求输出颜色数最多的气球颜色,题目保证只有一种颜色数最多(答案是唯一的)。
本题比较适合用标准模板库(STL)的容器map(),key为颜色,当同一种颜色重复出现时,让value计数,然后将value值最大的那个key输出即可。
利用map()容器,统计每种颜色气球的数量,并输出气球数量最多的气球颜色
int n;
while (cin>>n&&n)
{map<string ,int >Balloon;
string s;
for (int i=0;i<n;i++)
{cin>>s;
Balloon[s]++;
}
int iMax=0;
map<string,int >::iterator point,loc;
for (point=Balloon.begin();point!=Balloon.end();point++)
if (iMax<point->second)
{iMax=point->second;
ioc=point;}
cout<<loc->first<<endl;
}
输入:5 green red blue red red 0
输出:red
6.set/multiset
操作 |
效果 |
begin() |
返回指向第一个元素的迭代器 |
clear() |
清除所有元素 |
count() |
返回某个值元素的个数 |
empty() |
如果集合为空,返回true |
end() |
返回指向最后一个元素的迭代器 |
erase() |
删除集合中的元素 |
find() |
返回一个指向被查找到元素的迭代器 |
insert() |
在集合中插入元素 |
lower_bound() |
返回指向大于(或等于)某值的第一个元素的迭代器 |
max_size() |
返回集合能容纳的元素的最大限值 |
size() |
集合中元素的数目 |
swap() |
交换两个集合变量 |
upper_bound() |
返回大于某个值元素的迭代器 |
#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;
main() {
typedef set<double,less<double> > double_set;
const int SIZE = 5;
double a[SIZE] = {2.1,4.2,9.5,2.1,3.7 };
double_set doubleSet(a,a+SIZE);
ostream_iterator<double> output(cout," ");
cout << "1) ";
copy(doubleSet.begin(),doubleSet.end(),output);
cout << endl;
输出:
1) 2.1 3.7 4.2 9.5
2) 9.5 not inserted
7.Algorithm(算法)
l 所有算法的前两个参数都是一对iterators:[first,last),用来指出容器内一个范围内的元素。
l 每个算法的声明中,都表现出它所需要的最低层次的iterator类型。
(2)
部分算法
template<class InIt, class T>
size_t count(InIt first, InIt last, const T& val);
计算[first,last) 中等于val的元素个数
count_if
template<class InIt, class Pred, class Dist>
size_t count_if(InIt first, InIt last, Pred pr);
计算[first,last) 中符合pr(e) == true 的元素 e的个数
min_element:
template<class FwdIt>
FwdIt min_element(FwdIt first, FwdIt last);
返回[first,last) 中最小元素的迭代器,以 “< ”作比较器
max_element:
template<class FwdIt>
FwdIt max_element(FwdIt first, FwdIt last);
返回[first,last) 中最大(不小)元素的迭代器,以 “< ”作比较器
for_each
template<class InIt, class Fun>
Fun for_each(InIt first, InIt last, Fun f);
对[first,last)中的每个元素 e ,执行 f(e) , 要求 f(e)不能改变e
(3)
排序和查找算法
find
template<class InIt, class T>
InIt find(InIt first, InIt last, const T& val);
返回区间 [first,last) 中的迭代器 i ,使得 * i == val
2) find_if
template<class InIt, class Pred>
InIt find_if(InIt first, InIt last, Pred pr);
返回区间 [first,last) 中的迭代器 i, 使得 pr(*i) == true
template<class FwdIt, class T>
bool binary_search(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);
上面这个版本,比较两个元素x,y 大小时, 看 x < y
template<class FwdIt, class T, class Pred>
bool binary_search(FwdIt first, FwdIt last, const T& val, Pred pr);
上面这个版本,比较两个元素x,y 大小时, 看 pr(x,y)
4) lower_bound,uper_bound, equal_range
lower_bound:
template<class FwdIt, class T>
FwdIt lower_bound(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);
要求[first,last)是有序的,
查找大于等于val的最小的位置
upper_bound:
template<class FwdIt, class T>
FwdIt upper_bound(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);
要求[first,last)是有序的,
查找大于val的最小位置
8.心得体会
说实话,stl自从学了之后一次都还没有用过,有了许多新的定义概念,比如容器、迭代器等,这些名词都是以前没有接触过的,刚开始前几节课听得云里雾里的,听不大懂各种定义 各种使用语法形式。学到现在,stl的大框已经学完了,大体明白了map multimap set multiset 的使用形式,但是在平时写代码时没有用过stl的有关知识,感觉如果要用的话从头就要使用stl的语法形式,和以前学的c语言的语法形式不大一样,不知道从哪下手开始写,写的时候也想不起来要用stl。感觉要学好stl的一大重点就是记忆各种语法代表什么功能,记住重点常用的操作效果,在实现某个功能时尝试用stl的某些语句实现该功能,简化程序。在平时可以看一些简单的stl的代码,慢慢学一些整体stl的使用方法,快速实现某些功能。