STL（标准模板库）的使用

2023-10-24 10:00:01

1. STL初识

1.1 STL的诞生

  • C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提高
  • 为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL

1.2 STL基本概念

  • STL（标准模板库）
  • STL从广义上分为：容器、算法、迭代器
  • 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接
  • STL几乎所有的代码都采用了模板类或模板函数

1.3 STL六大组件

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：扮演了容器和算法之间的胶合剂
  • 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
  • 空调配置器：负责空间的配置与管理

1.4 STL容器、算法、迭代器

容器：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都有固定的位置
  • 关联式容器：二叉树结构，各个元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法：

有限的步骤，解决逻辑上或数学上的问题，算法可以分为质变算法和非质变算法

  • 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容，例如拷贝、替换、删除等

  • 非质变算法：是指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

迭代器：算法和容器之间的桥梁

提供一种方法，使之能够依序访问某个容器中所含的各个元素，而又无需暴漏该容器的内部表示方式

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初始阶段可以理解为指针

迭代器种类：

种类功能支持运算
输入迭代器对数据的只读访问只读，支持 ++，==，！=
输出迭代器对数据的只写访问只写，支持 ++
前向迭代器读写操作，并能向前推进迭代器读写，支持 ++，==，！=
双向迭代器读写操作，并能向前和向后操作读写，支持++，–
随机访问迭代器读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器读写，支持++，–，[n],-n.<,>,>=,<=

常用的迭代器种类为双向迭代器和随机访问迭代器

1.5 容器算法迭代器初识

1. vector存放内置数据类型

STL中最常用的容器是vector，可以理解为数组

容器算法迭代器
vectorfor_eachvector::iterator

示例：

#include
#include	//标准算法头文件void myPrint(int val)
{cout << val << endl;
}void test01()
{//创建了一个vector容器---数组vector<int> v;//容器中插入数据 vector内置 .push_back()尾插法v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//通过迭代器访问容器中的数据vector<int>::iterator itBegin = v.begin();	//起始迭代器，指向容器中第一个元素vector<int>::iterator itEnd = v.end();	//结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置//第一种遍历方式while (itBegin != itEnd){//对指针解引用cout << *itBegin << endl;itBegin++;}//第二种遍历方式for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << endl;}//第三种遍历方式	利用STL中提供的遍历算法for_each 需要导入标准算法头文件for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

2. Vector存放自定义数据类型

示例：

#includeclass Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};//存放自定义数据类型
void test01()
{vector<Person> v;Person p1("hututu", 23);Person p2("lututu", 23);Person p3("eututu", 23);Person p4("mututu", 23);Person p5("pututu", 23);//向容器中尾插数据v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);//遍历容器中数据//it是Person*，解引用后是Personfor (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){/*cout << "姓名：" << (*it).m_name << " "<< "年龄：" << (*it).m_age << endl;*///it可以看作指针cout << "姓名：" << it->m_name << " "<< "年龄：" << it->m_age << endl;}
}//存放自定义数据类型指针
void test02()
{//容器中存放的是地址vector<Person*> v;Person p1("hututu", 23);Person p2("lututu", 23);Person p3("eututu", 23);Person p4("mututu", 23);Person p5("pututu", 23);//向容器中尾插数据v.push_back(&p1);v.push_back(&p2);v.push_back(&p3);v.push_back(&p4);v.push_back(&p5);//遍历容器//it是Person**，解引用的（*it）是Person*for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it)->m_name << "\t" << "年龄："<< (*it)->m_age << endl;}
}int main()
{test02();system("pause");return 0;
}

注意：

- vector<Person>::iterator it，it是Person*，解引用的(*it)是Person
- vector<Person*>::iterator it，it是Person**，解引用的（*it）是Person*

3. Vector容器嵌套容器

学习容器嵌套容器，将所有数据进行遍历输出

示例：

#includevoid test01()
{vector<vector<int>> v;//创建小容器vector<int> v1;vector<int> v2;vector<int> v3;vector<int> v4;//向小容器中添加数据for (int i = 0; i < 4; i++){v1.push_back(i + 1);v2.push_back(i + 2);v3.push_back(i + 3);v4.push_back(i + 4);}//将小容器插入到大容器中v.push_back(v1);v.push_back(v2);v.push_back(v3);v.push_back(v4);//通过大容器 将所有数据遍历一遍for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){//(*it)是vector类型的数据容器for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++){//*vit 是int类型的cout << *vit << " ";}cout << endl;}
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}
--------------------------------------------------------------------------------------
1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
4 5 6 7
请按任意键继续. . .

2. STL-常用容器

2.1 string 容器

1. string 容器基本概念

本质：

  • string是C++风格的字符串，本质上是一个类

string和char 区别*：

  • char * 是一个指针(C中string的本质)
  • string是一个类，类内部封装了char* ，管理这个字符串，是一个char*类型的数据容器

特点：

  • string内部封装了很多成员方法
  • string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界或者取值越界等，由类内部进行负责

2. string 构造函数

构造函数原型

string();					//构建一个空的字符串
string(const char* s);	  	//使用字符串s进行初始化
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个字符初始化

void test01()
{string s1;	//默认构造//把c_string转化成了stringconst char* str = "nibukunwokun";string s2(str);cout << "s2=" << s2 << endl;//调用拷贝构造函数string s3(s2);cout << "s3=" << s3 << endl;string s4(6, 'a');cout << "s4=" << s4 << endl;}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}
-----------------------------------------------------------
s2=nibukunwokun
s3=nibukunwokun
s4=aaaaaa
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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

函数注释
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赋值给当前的字符串
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赋值给当前的字符串
string& assign(const char* s,int n);把字符串s的前n个字符赋值给当前的字符串
string& assign(const string &s);把字符串s赋值给当前的字符串
string& assign(int n, char c)把n个字符c赋值给当前的字符串

示例：

#includevoid test01()
{//string & operator=(const char* s);string str1;str1 = "hello world";cout << "str1= " << str1 << endl;//string & operator=(const string s);string str2;str2 = str1;cout << "str2= " << str2 << endl;//string & operator=(char  c); string str3;str3 = 'a';cout << "str3= " << str3 << endl;//string & assign(const char * s); string str4;str4.assign("hututu");cout << "str4= " << str4 << endl;string str5;str5.assign("hututu", 3);cout << "str5= " << str5 << endl;string str6;str6.assign(str5);cout << "str6= " << str6 << endl;string str7;str7.assign(10, 'a');cout << "str7= " << str7 << endl;
}int main()
{test01();system("pause");return 0;
}
------------------------------------------
str1= hello world
str2= hello world
str3= a
str4= hututu
str5= hut
str6= hut
str7= aaaaaaaaaa
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4. string 字符串拼接

功能描述：实现字符串末尾拼接字符串

函数原型

函数注释
string & opertor+=(const char* str);重载+=操作符
string & opertor+=(const char c);重载+=操作符
string & opertor+=(const string & str);重载+=操作符
string & append(const char* s);把字符串s拼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string & opertor+=(const char* 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：

void test01()
{//重载+=运算符string str1 = "你";str1 += "不困";cout << str1 << endl;str1 += ',';cout << str1 << endl;string str2 = "我困";str1 += str2;cout << "str1=" << str1 << endl;//append函数string str3 = "hututu";str3.append(" and");cout << "str3=" << str3 << endl;str3.append(" xiaomei abdjs", 8);cout << "str3=" << str3 << endl;//str3.append(str2);//cout << "str3=" << str3 << endl;string str4 = "abcdefg";//从pos位置开始，截取n个元素str3.append(str4, 0, 3);cout << "str3=" << str3 << endl;
}
int main()
{test01();system("pause");return 0;
}

5. string 查找和替换

功能描述：

  • 查找：查找指定字符是否存在
  • 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

函数注释
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个字符第一次出现位置
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 c, int pos=0)const;查找字符c最后一次出现位置
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
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字符为字符串s

示例：

#includevoid test01()
{string str1 = "hututugaagag";int pos1 = str1.find("hu");if (pos1 == -1)cout << "未找到字符串" << endl;elsecout << "字符串第一次出现的位置是：" << pos1 << endl;//cout << "pos1=" << pos1 << endl;	//2//rfind//rfind是从右往左查找，find是左往右查找int pos2 = str1.rfind("hu");cout << "pos2=" << pos2 << endl;
}//替换
void test02()
{string str1 = "abcdefg";//从1号位置起，3个字符替换为1111str1.replace(1, 3, "1111");			cout << str1 << endl;		//a1111efg
}

总结：

  • find查找是从左往右，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，要指定从哪个位置开始起，多少个字符，替换成什么样的字符串

6. string 字符串比较

功能描述：字符串之间的比较

比较方式：字符串比较是按照字符的ASCII码进行对比

= 返回0
> 返回1
< 返回-1

函数原型：

函数注释
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：

#includevoid test01()
{string str1 = "hello";string str2 = "hello";if (str1.compare(str2) == 0)cout << "str1==str2" << endl;else if (str1.compare(str2) == 1)cout << "str1>str2" << endl;elsecout << "str1 << endl;}

7. string 字符存取

string中单个字符串存取方式有两种

函数注释
char& operator[](int n);通过[]方式取字符
char& art(int n);通过at方式获取字符

示例：

#includevoid test01()
{string str1 = "hello";//cout << "str1=" << str1 << endl;//依次输出字符串中字符//1、通过[]方式访问单个字符for (int i = 0; i < str1.size(); i++)cout << str1[i] << " ";cout << endl;//2、通过at方式访问单个字符for (int i = 0; i < str1.size(); i++)cout << str1.at(i) << " ";cout << endl;//修改单个字符str1[0] = 'a';cout << "str1=" << str1 << endl;	//str1=aellostr1.at(1) = 'a';cout << "str1=" << str1 << endl;	//str1=aallo
}

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：

函数注释
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：

#includevoid test01()
{string str = "hello";//插入str.insert(1, "111");cout << "str=" << str << endl;		//str=h111ello//删除str.erase(1, 3);cout << "str=" << str << endl;		//str=hello
}

9. string 子串获取

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：

#includevoid test()
{string str = "abcdefg";string subStr = str.substr(1, 3);cout << subStr << endl;		//bcd
}
void test02()
{string email = "nibukunwokun@sina.com";//从邮件地址中获取用户信息int pos = email.find("@");	//返回@的下标地址string userName = email.substr(0, pos);cout << userName << endl;		//nibukunwokun
}

2.2 vector 容器

1. vector 基本概念

功能：

  • vector数据容器和数组相似，也称为单端数组

vector与普通数组的区别：

  • 不同指出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，然后将原数据拷贝到新空间，释放原空间

  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

2. vector 构造函数

功能描述：

  • 创建vector容器

函数原型：

函数原型注释
vector v;采用模板实现类实现，默认构造函数
vector v(v.begin(), v.end()) ;将v [begin(),end()) 区间(前闭后开)中的元素拷贝到自身
vector v(n, elem);构造函数将n个elem拷贝给本身
vector v(const vector &vec);拷贝构造函数

示例：

#includevoid printVector(vector<int> &v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)cout << *it << " ";cout << endl;
}
void test01()
{vector<int> v1;	// 默认构造，无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);//通过区间的方式进行构造vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);//n个elem方式构造vector<int>v3(10, 88);printVector(v3);//拷贝构造vector<int>v4(v3);printVector(v4);
}
-----------------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
88 88 88 88 88 88 88 88 88 88
88 88 88 88 88 88 88 88 88 88
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3. vector 赋值操作

功能描述：

  • 给vector容器进行赋值

函数原型：

函数原型注释
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
void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++)v1.push_back(i);printVector(v1);//赋值 重载=vector<int> v2;v2 = v1;printVector(v2);//assignvector<int>v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());printVector(v3);vector<int>v4;v4.assign(10, 88);printVector(v4);
}
-----------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
88 88 88 88 88 88 88 88 88 88
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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：

函数注释
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；若容器变短，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 ；若容器变短，则 末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

void test01()
{vector<int>v1;for (int i = 0; i < 10; i++)v1.push_back(i);printVector(v1);//.empty()为true，则代表容器为空if (v1.empty())cout << "v1为空" << endl;else{cout << "v1不为空" << endl;cout << "v1的容量是：" << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小是：" << v1.size() << endl;	//此时容器中元素个数}//重新指定大小v1.resize(15);printVector(v1);v1.resize(5);printVector(v1);
}
-----------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1不为空
v1的容量是：13
v1的大小是：10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0
0 1 2 3 4
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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：

函数注释
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：

void test01()
{vector<int>v1;//尾插法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 第一个参数是迭代器v1.insert(v1.begin(), 88);printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 99);printVector(v1);//删除 参数也是迭代器v1.erase(v1.begin());printVector(v1);v1.erase(v1.begin(), v1.end());		//类似于 .clear()printVector(v1);
}
-----------------------------------
10 20 30 40 50
10 20 30 40
88 10 20 30 40
99 99 88 10 20 30 40
99 88 10 20 30 40请按任意键继续. . .

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：

函数注释
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：

void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++)v1.push_back(i);//利用重载[]来访问vector中元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++)cout << v1[i] << " ";cout << endl;//利用at方式访问元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++)cout << v1.at(i) << " ";cout << endl;//获取第一个元素cout << "第一个元素为:" << v1.front() << endl;cout << "最后一个元素为:" << v1.back() << endl;
}
-------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
第一个元素为:0
最后一个元素为:9
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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：

函数注释
swap(vec);将vec与本身的元素互换

示例：

#includevoid printVector(vector<int>&v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)cout << *it << " ";cout << endl;
}
//基本使用
void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++)v1.push_back(i);vector<int>v2;for (int i = 10; i > 0; i--)v2.push_back(i);cout << "交换前：" << endl;printVector(v1);printVector(v2);cout << "交换后：" << endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);
}//实际用途：巧用swap可以收缩内存空间
void test02()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 100000; i++)v.push_back(i);cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小：" << v.size() << endl;v.resize(3);	//重新指定大小cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小：" << v.size() << endl;//使用swap来收缩内存/*vector(v) 匿名对象，按照v对其进行初始化.swap(v) 类似于指针的交换，相当于将匿名对象容器和v进行交换因为匿名对象由编译器自动回收，所以不用担心大量空间被占用*/vector<int>(v).swap(v);	cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小：" << v.size() << endl;
}
----------------------------------------------
v的容量：138255
v的大小：100000
v的容量：138255
v的大小：3
v的容量：3
v的大小：3
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8. vector 预留空间

功能介绍：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：

#includevoid test01()
{vector<int> v;//利用reserve来预留空间//当数据量很大时，最开始就进行预留空间就可以避免后期不断开辟新空间v.reserve(10000);int num = 0;int *p = NULL;for (int i = 0; i < 10000; i++){v.push_back(i);//每次开辟内存时，首地址都会发生改变，用num记录动态扩展的次数if (p != &v[0]){p = &v[0];num++;}}cout << "num=" << num << endl;
}

2.3 deque容器

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的区别：

  • vector对于头部插入删除效率低，数据量越大，效率越低
  • deque相对而言，对头部插入速度比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

中控器中维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像是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

2. deque构造函数

功能描述：deque容器构造

函数原型：

函数原型注释
deque deque T;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(cosnt deque &deq);拷贝构造函数

示例：

#include//输入参数 const限定只读
void printDeque(const deque<int> &d)
{//获取迭代器deque::const_iterator类型同样也是限定只读for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}
void test01()
{deque<int>d1;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);
}

总结：deque容器和vector容器的构造方式几乎一致

3. deque赋值操作

功能描述：给deque容器进行赋值

函数原型：

函数原型注释
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：

#includevoid printDeque(const deque<int> &d);
void test01()
{deque<int> d1;for (int i = 0; i < 10; i++)d1.push_back(i);printDeque(d1);//重载 = deque<int>d2;d2 = d1;printDeque(d2);deque<int>d3;d3.assign(d1.begin(), d1.end());printDeque(d3);deque<int>d4;d4.assign(10, 8);printDeque(d4);
}--------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

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：

函数原型注释
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；若容器变短，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重新填充新位置；若容器变短，则末尾超过容器长度的元素被删除。

示例：

void test01()
{deque<int> d1;for (int i = 0; i < 10; i++)d1.push_back(i);printDeque(d1);if (d1.empty())cout << "d1为空" << endl;else{cout << "d1不为空" << endl;//deque没有容量的概念，因为可以无限放数据cout << "d1大小为：" << d1.size() << endl;}//重新指定大小d1.resize(15, 88);printDeque(d1);d1.resize(5);printDeque(d1);	
}
-----------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
d1不为空
d1大小为：10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 88 88 88 88 88
0 1 2 3 4
请按任意键继续. . .

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

5. deque插入和删除

功能描述：向deque中插入和删除数据

两端插入操作：

函数原型注释
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:

函数原型注释
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：

void test01()
{deque<int>d1;//尾插d1.push_back(10);d1.push_back(20);//头插d1.push_front(100);d1.push_front(200);printDeque(d1);//尾删d1.pop_back();printDeque(d1);//头删d1.pop_front();printDeque(d1);
}
----------------------
200 100 10 20
200 100 10
100 10
请按任意键继续. . .

void test02()
{deque<int>d1;d1.push_back(10);d1.push_back(20);d1.push_front(100);d1.push_front(200);printDeque(d1);//insert插入d1.insert(d1.begin(), 88);printDeque(d1);d1.insert(d1.begin(), 2, 88);printDeque(d1);//按照区间进行插入deque<int>d2;d2.push_back(1);d2.push_back(2);d2.push_back(3);d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end());printDeque(d1);	//1 2 3 88 88 88 200 100 10 20
}
-----------------------
200 100 10 20
88 200 100 10 20
88 88 88 200 100 10 20
1 2 3 88 88 88 200 100 10 20
请按任意键继续. . .

void test03()
{deque<int>d1;d1.push_back(10);d1.push_back(20);d1.push_front(100);d1.push_front(200);printDeque(d1);//删除//d1.erase(d1.begin());deque<int>::iterator it = d1.begin();it++;	//迭代器向后偏移一位，完成删除第二个元素的作用d1.erase(it);printDeque(d1);//按照区间删除d1.erase(d1.begin(), d1.end());	//相当于d1.clear()printDeque(d1);
}
---------------------------
200 100 10 20
200 10 20请按任意键继续. . .

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：

函数原型注释
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：

void test01()
{deque<int>d;d.push_back(10);d.push_back(20);d.push_back(30);d.push_front(8);d.push_front(88);d.push_front(888);//通过[]方式访问元素for (int i = 0; i < d.size(); i++){cout << d[i] << " ";}cout << endl;	//888 88 8 10 20 30//通过at方式访问元素for (int i = 0; i < d.size(); i++){cout << d.at(i) << " ";}cout << endl;	//888 88 8 10 20 30cout << "第一个元素为：" << d.front() << endl;cout << "最后一个元素为：" << d.back() << endl;
}

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区间元素进行排序

示例：

#include	//标准算法头文件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_back(30);d.push_front(100);d.push_front(200);d.push_front(300);//打印printDeque(d);sort(d.begin(),d.end());cout << "排序后结果：" << endl;printDeque(d);
}
------------------------
300 200 100 10 20 30
排序后结果：
10 20 30 100 200 300
请按任意键继续. . .

总结：对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接对其排序，eg:vector

2.4 stack容器

1.基本概念

stack是一种先进后出（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

入栈：栈中进入数据push

出栈：弹出数据pop

2. 常见接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

函数注释
stack 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：

函数注释
stack& operator = (const stack &stk);重载等号操作符

数据存取：

函数注释
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:

函数注释
empty();判断栈顶是否为空
size();返回栈的大小

示例：

using namespace std;void test01()
{stack<int>s;//入栈s.push(10);s.push(20);s.push(30);s.push(40);cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;//只要栈不为空，查看栈顶并且执行出栈操作while (!s.empty()){cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;//出栈s.pop();}cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;
}-------------------
栈的大小为：4
栈顶元素为：40
栈顶元素为：30
栈顶元素为：20
栈顶元素为：10
栈的大小为：0
请按任意键继续. . .

2.5 queue容器

1. 基本概念

  • queue是 一种先进先出（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，因此队列不允许遍历行为

  • 入队：队列中进数据push

    出队：队列中出数据pop

2. queue常用接口

功能描述：队列容器常用的对外接口

构造函数：

函数注释
queue 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：

函数注释
queue& operator = (const queue &que);重载等号操作符

数据存取：

函数注释
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：

函数注释
empty();判断栈是否为空
size();返回栈的大小

示例：

using namespace std;class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_name = name;this->age = age;}string m_name;int age;
};
void test01()
{//创建队列容器queue<Person>q;Person p1("楚子航", 23);Person p2("夏弥", 21);Person p3("凯撒", 25);Person p4("诺诺", 22);//入队q.push(p1);q.push(p2);q.push(p3);q.push(p4);//判断只要队列不为空，查看队头，查看队尾，出队while (!q.empty()){cout << "队头姓名：" << q.front().m_name << "年龄：" << q.front().age << endl;cout << "队尾姓名：" << q.back().m_name << "年龄：" << q.back().age << endl;//出队q.pop();}cout << "队列的大小：" << q.size() << endl;
}
---------------------------
队头姓名：楚子航        年龄：23
队尾姓名：诺诺  年龄：22
队头姓名：夏弥  年龄：21
队尾姓名：诺诺  年龄：22
队头姓名：凯撒  年龄：25
队尾姓名：诺诺  年龄：22
队头姓名：诺诺  年龄：22
队尾姓名：诺诺  年龄：22
队列的大小：0
请按任意键继续. . .

2.6 list容器

1. 基本概念

功能：将数据进行链式存储

  • 链表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：链表是由一系列结点组成

  • 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list的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

    list还有个重要的性质，插入和删除操作并不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的

list优缺点：

  • 优点：

    • 可以对任意位置进行快速插入或删除元素
    • 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出

  • 缺点：

    • 容器遍历速度没有数组快；占用的空间比数组大（因为多出来指针域）

2. list构造函数

功能描述：创建list容器

函数原型注释
list lst;list采用模板类实现对象的默认构造形式
list;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：

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);//遍历容器printList(L1);//区间方式构造list<int>L2(L1.begin(), L1.end());printList(L2);//拷贝构造list<int>L3(L1);printList(L3);list<int>L4(8, 88);printList(L4);
}
----------------------------
10 20 30 40
10 20 30 40
10 20 30 40
88 88 88 88 88 88 88 88
请按任意键继续. . .

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：

函数原型注释
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list与本身的元素互换

示例：

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;L2 = L1;printList(L2);list<int>L3;L3.assign(L2.begin(), L2.end());printList(L3);list<int>L4;L4.assign(8, 88);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(8, 88);cout << "交换前：" << endl;printList(L1);printList(L2);L1.swap(L2);cout << "交换后：" << endl;printList(L1);printList(L2);
}
-----------------
交换前：
10 20 30 40
88 88 88 88 88 88 88 88
交换后：
88 88 88 88 88 88 88 88
10 20 30 40
请按任意键继续. . .

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：

函数原型注释
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，则以默认值重新填充新位置，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，若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

void test01()
{list<int>l1;l1.push_back(10);l1.push_back(20);l1.push_back(30);l1.push_back(40);printList(l1);//判断容器是否为空if (l1.empty()){cout << "l1为空" << endl;}else{cout << "l1不为空" << endl;cout << "l1中元素个数为：" << l1.size() << endl;}//重新指定大小l1.resize(10);printList(l1);l1.resize(2);printList(l1);
}
---------
10 20 30 40
l1不为空
l1中元素个数为：4
10 20 30 40 0 0 0 0 0 0
10 20
请按任意键继续. . .

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：

函数原型注释
push_back(elem);在容器尾部加入一个元素
push_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
push_front( );从容器开头移除第一个元素
insert(pos, elem);在pos位置插入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();移除容器中所有数据
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);删除容器中所有于elem值匹配的元素

示例：

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);	//300 200 100 10 20//头删L.pop_front();printList(L);	//200 100 10 20//insert插入L.insert(L.begin(), 88);printList(L);	//88 200 100 10 20list<int>::iterator it = L.begin();L.insert(++it, 8888);printList(L);	//88 8888 200 100 10 20//删除it = L.begin();L.erase(it);printList(L);	//8888 200 100 10 20//移除L.push_back(10000);L.push_back(10000);L.push_back(10000);printList(L);	//8888 200 100 10 20 10000 10000 10000L.remove(10000);printList(L);	//8888 200 100 10 20L.clear();printList(L);
}

6. list数据存取

功能描述：对list容器数据进行存取

函数原型：

函数原型注释
front();返回第一个元素
back();返回最后一个元素

示例：

void test01()
{listL1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//不可以用中括号和at（）方式访问list容器中的元素、//原因是因为list本质是链表，不是用连续性空间存储数据，迭代器也不支持随机访问cout << "第一个元素是：" << L1.front() << endl;cout << "最后一个元素是：" << L1.back() << endl;
}

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：

函数原型注释
reverse();反转排序
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;
}//提供sort重载函数
bool myCompare(int v1,int v2)
{//降序：就让第一个数>第二个数return v1 > v2;
}void test01()
{list<int>L1;L1.push_back(20);L1.push_back(50);L1.push_back(40);L1.push_back(30);L1.push_back(220);L1.push_back(1);cout << "反转前：";printList(L1);//反转后cout << "反转后：";L1.reverse();printList(L1);//排序//不支持随机访问迭代器的容器，内部会支持对应的一些算法cout << "排序后：";L1.sort();	//默认升序printList(L1);cout << "降序：";L1.sort(myCompare);printList(L1);
}
----------------------
反转前：20 50 40 30 220 1
反转后：1 220 30 40 50 20
排序后：1 20 30 40 50 220
降序：220 50 40 30 20 1
请按任意键继续. . .

8. 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person属性中有姓名，年龄，身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同则按照身高排序

示例：

class Person
{
public:Person(string name, int age, int height){this->m_name = name;this->m_age = age;this->m_height = height;}string m_name;int m_age;int m_height;
};//指定排序规则
bool myCompare(Person &p1,Person &p2)
{//年龄相同，按照身高进行降序if (p1.m_age == p2.m_age){return p1.m_height > p2.m_height;}else{//按照年龄升序return p1.m_age < p2.m_age;}
}
void test01()
{list<Person> L;Person p1("楚子航", 22, 188);Person p2("夏弥", 21, 168);Person p3("凯撒", 24, 192);Person p4("诺诺", 23, 171);Person p5("绘梨衣", 19, 165);Person p6("路明非", 22, 183);//向容器中插入数据L.push_back(p1);L.push_back(p2);L.push_back(p3);L.push_back(p4);L.push_back(p5);L.push_back(p6);cout << "排序前：" << endl;for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it).m_name << " "<< "\t年龄：" << (*it).m_age << " "<< "\t身高：" << (*it).m_height << endl;}cout << "排序后：" << endl;L.sort(myCompare);for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it).m_name << " "<< "\t年龄：" << (*it).m_age << " "<< "\t身高：" << (*it).m_height << endl;}
}
-----------------------
排序前：
姓名：楚子航    年龄：22        身高：188
姓名：夏弥      年龄：21        身高：168
姓名：凯撒      年龄：24        身高：192
姓名：诺诺      年龄：23        身高：171
姓名：绘梨衣    年龄：19        身高：165
姓名：路明非    年龄：22        身高：183
排序后：
姓名：绘梨衣    年龄：19        身高：165
姓名：夏弥      年龄：21        身高：168
姓名：楚子航    年龄：22        身高：188
姓名：路明非    年龄：22        身高：183
姓名：诺诺      年龄：23        身高：171
姓名：凯撒      年龄：24        身高：192
请按任意键继续. . .



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