C++中STL介绍

转载自：https://blog.csdn.net/hhu1506010220/article/details/51971642

介绍

这篇文章的目的是为了介绍std::vector，如何恰当地使用它们的成员函数等操作。本文中还讨论了条件函数和函数指针在迭代算法中使用，如在remove_if()和for_each()中的使用。通过阅读这篇文章读者应该能够有效地使用vector容器，而且应该不会再去使用C类型的动态数组了。

Vector总览

vector是C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。

Vector成员函数:

创建一个Vector

1     vector<string> strv(500);//创建包含500个string类型数据的vector
2     vector<string> strv1(500,"0");//创建包含500个string类型数据的vector,并初始化为"0"
3     vector<string> strv2(strv);

向vector添加一个数据

vector添加数据的缺省方法是push_back()。push_back()函数表示将数据添加到vector的尾部，并按需要来分配内存。

1     vector<int> veri;
2     for(int i=0;i<10;i++){
3         veri.push_back(i);
4     }

获取vector中指定位置的数据

很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据，vector里面的数据是动态分配的，使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据，你可以使用empty()。获取vector的大小，可以使用size()。例如，如果你想获取一个vector v的大小，但不知道它是否为空，或者已经包含了数据，如果为空想设置为-1，你可以使用下面的代码实现：

1 int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

访问vector中的数据

使用两种方法来访问vector。

1、vector::at()

2、vector::operator[]

operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选，因为at()进行了边界检查，如果访问超过了vector的范围，将抛出一个例外。由于operator[]容易造成一些错误，所有我们很少用它，下面进行验证一下：

1     vector<int> v;
 2     v.reserve(10);
 3     for(int i=0; i<7; i++)
 4         v.push_back(i);
 5     try
 6     {
 7         int iVal1 = v[7];  // not bounds checked - will not throw
 8         int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range
 9     }
10     catch(const exception& e)
11     {
12         cout << e.what();
13     }

我们使用reserve()分配了10个int型的空间，但并不没有初始化。

你可以在这个代码中尝试不同条件，观察它的结果，但是无论何时使用at()，都是正确的。
删除vector中的数据vector能够非常容易地添加数据，也能很方便地取出数据，同样vector提供了erase()，pop_back()，clear()来删除数据，当你删除数据的时候，你应该知道要删除尾部的数据，或者是删除所有数据，还是个别的数据。在考虑删除等操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用。压缩一个臃肿的vcetor
很多时候大量的删除数据，或者通过使用reserve()，结果vector的空间远远大于实际需要的。所有需要压缩vector到它实际的大小。resize()能够增加vector的大小。Clear()仅仅能够改变缓存的大小，所有的这些对于vector释放内存等九非常重要了。如何来解决这些问题呢，让我们来操作一下。

我们可以通过一个vector创建另一个vector。让我们看看这将发生什么。假定我们已经有一个vector veri，它的内存大小为1000，当我们调用size()的时候，它的大小仅为7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基础上创建一个vector。

1     vector<int> veri;
2     veri.reserve(1000);
3     for(int i=0;i<10;i++){
4         veri.push_back(i);
5     }
6     
7     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
8     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;

创建新的vector来与veri交换

1     vector<int> veri;
 2     veri.reserve(1000);
 3     for(int i=0;i<10;i++){
 4         veri.push_back(i);
 5     }
 6     
 7     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
 8     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
 9     
10     vector<int> veri1;
11     veri1.swap(veri);
12     
13     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
14     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
15     cout << "veri1 capacity="<<veri1.capacity()<<endl;
16     cout << "veri1 size="<<veri1.size()<<endl;

新的vector的capacity变为1000，size为7。这样让没有达到目的

1     vector<int> veri;
 2     veri.reserve(1000);
 3     for(int i=0;i<10;i++){
 4         veri.push_back(i);
 5     }
 6     
 7     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
 8     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
 9     
10 //    vector<int> veri1;
11 //    veri1.swap(veri);
12     vector<int>(veri1).swap(veri1);
13     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
14     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
15 //    cout << "veri1 capacity="<<veri1.capacity()<<endl;
16 //    cout << "veri1 size="<<veri1.size()<<endl;

达到目的！！！！

同时，测试一下clear，可以发现clear只是把内容清楚了，但vector的内存并没有释放掉，可以使用swap来彻底释放内存。

1     vector<int> veri;
 2     veri.reserve(1000);
 3     for(int i=0;i<10;i++){
 4         veri.push_back(i);
 5     }
 6     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
 7     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
 8 
 9     veri.clear();
10     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
11     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;
12     vector<int>(veri).swap(veri);
13     cout << "veri capacity="<<veri.capacity()<<endl;
14     cout << "veri size="<<veri.size()<<endl;

迭代器

1 // vector.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <vector>
 6 #include <iostream>
 7 #include <numeric>
 8 #include <algorithm>
 9 using namespace std;
10 
11 bool Comp(const int &a,const int &b){
12 
13     return a > b;
14 }
15 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
16 {
17     vector<int> vec;
18     //添加元素
19     vec.push_back(10);
20     vec.push_back(20);
21     vec.push_back(30);
22 
23     vector<int>::iterator vecit ;
24     cout << "初始：";
25     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
26         cout << *vecit << " ";
27     }
28     cout <<endl;
29 
30     cout << "求和="<<accumulate(vec.begin(),vec.end(),0)<<endl;
31 
32     //插入
33     vec.insert(vec.begin(),1);
34     vec.insert(vec.end(),40);
35     cout << "插入：";
36     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
37         cout << *vecit << " ";
38     }
39     cout <<endl;
40     //删除
41     vec.erase(vec.begin());
42     cout << "删除：";
43     vec.erase(vec.begin(),vec.begin()+2);
44     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
45         cout << *vecit << " ";
46     }
47     cout <<endl;
48     //转置
49     reverse(vec.begin(),vec.end());
50     cout << "转置：";
51     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
52         cout << *vecit << " ";
53     }
54     cout <<endl;
55 
56     vec.push_back(1);
57     vec.push_back(3);
58     vec.push_back(2);
59     vec.push_back(55);
60     vec.push_back(-1);
61     vec.push_back(0);
62     vec.push_back(2);
63     vec.push_back(3);
64     vec.push_back(4);
65     cout << "初始：";
66     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
67         cout << *vecit << " ";
68     }
69     cout <<endl;
70     sort(vec.begin(),vec.end());
71     cout << "升序：";
72     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
73         cout << *vecit << " ";
74     }
75     cout <<endl;
76     sort(vec.begin(),vec.end(),Comp);
77     cout << "降序：";
78     for(vecit=vec.begin();vecit!=vec.end();vecit++){
79         cout << *vecit << " ";
80     }
81     cout <<endl;
82     return 0;
83 }

字符串

输入：

1 #include "stdafx.h"
 2 #include <string>
 3 #include <iostream>
 4 
 5 using namespace  std;
 6 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 7 {
 8     string s1;
 9     s1 = "hello";
10     string s2;
11     char s[1024];
12     //scanf输入速度比cin快的多，但是scanf是c函数，不能输入字符串
13     scanf("%s",s);
14     s2 = s;
15     cout << s1 << endl;
16     cout << s2 << endl;
17     return 0;
18 }

尾部添加字符字符串直接用+号 例如： s += 'a'; s += "abc",或者使用append方法，s.append（“123”）

删除：

1 // string1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <string>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 using namespace  std;
 9 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
10 {
11     string s;
12     s = "0123456789";
13 
14     string::iterator it = s.begin();
15     s.erase(it+3);//删除s[3]
16     cout << s << endl;
17 
18     s = "0123456789";
19     s.erase(it+1,it+4);//删除s[1]-s[3]
20     cout << s << endl;
21 
22     s.clear();
23     cout << s << endl;
24 }

查找（find）

用find找到string里面第一个要找到元素（char或者串），找到返回数组下标，找不到返回end（）迭代器

string和vector有很多相同的东西，比如length（），size（），empty（），reverse（），相对也容易，就不一一说了。

数字化处理（string）

经常会遇到这样一种情况，有一个数字，需要把每一位给提取出来，如果用取余数的方法，花费的时间就会很长，所以可以当成字符串来处理，方便、省时。

例子：求一个整数各位数的和

1 // string1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <string>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 using namespace  std;
 9 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
10 {
11     string s;
12     s = "0123456789";
13     int sum = 0;
14     for(int i=0;i<s.size();i++){
15         switch(s.at(i)){
16         case '1':sum+=1;break;
17         case '2':sum+=2;break;
18         case '3':sum+=3;break;
19         case '4':sum+=4;break;
20         case '5':sum+=5;break;
21         case '6':sum+=6;break;
22         case '7':sum+=7;break;
23         case '8':sum+=8;break;
24         case '9':sum+=9;break;
25         }
26     }
27     cout << "sum =" << sum << endl;
28     
29 }

string与数值相互转换( sprintf )

1 // string1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <string>
 6 #include <iostream>
 7 #include <sstream>
 8 using namespace  std;
 9 
10 string converToString(double x){
11     ostringstream o;
12     if(o << x){
13         return o.str();
14     }
15     return "error";
16 }
17 
18 double converFromString(string s){
19     istringstream i(s);
20     double x;
21     if(i >> x){
22         return x;
23     }
24     return 0.0;
25 }
26 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
27 {
28     char b[100];
29     sprintf(b,"%d",1987);
30     string s1 ;
31     s1 = b;
32     cout << s1 << endl;
33 
34     string s2 = converToString(1954);
35     cout << s2 << endl;
36 
37     string s3 = "202";
38     int c = converFromString(s3);
39     cout << c << endl;
40 
41     string s4 = "casacsa6";
42     int d = converFromString(s4);
43     cout << d << endl;
44 
45     string s5 = "31af12";
46     int f = converFromString(s5);
47     cout << f << endl;
48     return 0;
49 }

set容器

set是用红黑树的平衡二叉索引树的数据结构来实现的，插入时，它会自动调节二叉树排列，把元素放到适合的位置，确保每个子树根节点的键值大于左子树所有的值、小于右子树所有的值，插入重复数据时会忽略。set迭代器采用中序遍历，检索效率高于vector、deque、list，并且会将元素按照升序的序列遍历。set容器中的数值，一经更改，set会根据新值旋转二叉树，以保证平衡，构建set就是为了快速检索（python中的set一旦建立就是一个常量，不能改的）。

multiset，与set不同之处就是它允许有重复的键值。

set的正反遍历：迭代器iterator，reverse_iterator

1 // string1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <set>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 using namespace  std;
 9 
10 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
11 {
12     set<int> v;
13     v.insert(1);
14     v.insert(5);
15     v.insert(7);
16     v.insert(2);
17     v.insert(4);
18     v.insert(10);
19 
20     //中序遍历=升序遍历
21     set<int>::iterator it;
22     for(it=v.begin();it!=v.end();it++){
23         cout << *it << " ";
24     }
25     cout << endl;
26 
27     set<int>::reverse_iterator it1;
28     for(it1=v.rbegin();it1!=v.rend();it1++){
29         cout << *it1 << " " ;
30     }
31     cout << endl;
32     
33     return 0;
34 }

自定义比较函数，insert的时候，set会使用默认的比较函数（升序），很多情况下需要自己编写比较函数。

1、如果元素不是结构体，可以编写比较函数，下面这个例子是用降序排列的（和上例插入数据相同）：

1 // string1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <set>
 6 #include <iostream>
 7 
 8 using namespace  std;
 9 
10 
11 struct Comp
12  {
13     //重载()
14      bool operator()(const int &a, const int &b)
15      {
16          return a > b;
17      }
18  };
19 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
20 {
21     set<int> v;
22     v.insert(1);
23     v.insert(5);
24     v.insert(7);
25     v.insert(2);
26     v.insert(4);
27     v.insert(10);
28 
29     //中序遍历=升序遍历
30     set<int>::iterator it;
31     for(it=v.begin();it!=v.end();it++){
32         cout << *it << " ";
33     }
34     cout << endl;
35 
36     set<int,Comp>::reverse_iterator it1;
37     for(it1=v.rbegin();it1!=v.rend();it1++){
38         cout << *it1 << " " ;
39     }
40     cout << endl;
41     
42     return 0;
43 }

map

map也是使用红黑树，他是一个键值对（key：value映射），便利时依然默认按照key程序的方式遍历，同set。

multimap

multimap由于允许有重复的元素，所以元素插入、删除、查找都与map不同。

插入insert（pair(value1,value2)）

至于删除和查找，erase（key）会删除掉所有key的map，查找find（key）返回第一个key的迭代器

deque

deque和vector一样,采用线性表，与vector唯一不同的是，deque采用的分块的线性存储结构，每块大小一般为512字节，称为一个deque块，所有的deque块使用一个Map块进行管理，每个map数据项记录各个deque块的首地址，这样以来，deque块在头部和尾部都可已插入和删除元素，而不需要移动其它元素。使用push_back()方法在尾部插入元素，使用push_front()方法在首部插入元素，使用insert()方法在中间插入元素。一般来说，当考虑容器元素的内存分配策略和操作的性能时，deque相对vectore更有优势。

(下面这个图，我感觉Map块就是一个list< map >)

插入删除

遍历当然可以使用下标遍历，在这里使用迭代器。

list

list l

插入：push_back尾部，push_front头部，insert方法前往迭代器位置处插入元素，链表自动扩张，迭代器只能使用++--操作，不能用+n -n，因为元素不是物理相连的。

遍历：iterator和reverse_iterator正反遍历

删除：pop_front删除链表首元素；pop_back()删除链表尾部元素；erase（迭代器）删除迭代器位置的元素，注意只能使用++--到达想删除的位置；remove（key） 删除链表中所有key的元素，clear（）清空链表。

查找：it = find(l.begin(),l.end(),key)

排序：l.sort()

删除连续重复元素:l.unique() 【2 8 1 1 1 5 1】 --> 【 2 8 1 5 1】

bitset

从来没用过，上两幅图吧就：

stack（后进先出）

这个印象深刻，学数据结构的时候做表达式求值的就是用的栈。
原文链接: https://www.cnblogs.com/zhangjxblog/p/8902010.html

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