【C++】STL初识

【C++】STL初识

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前言

本篇文章将讲到STL基本概念，STL六大组件简介，STL三大组件，初识STL。

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一、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。STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数，这相比传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。

二、STL六大组件简介

STL提供了六大组件，彼此之间可以组合套用，这六大组件分别是: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，从实现角度来看，STL容器是一种class template。
• 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each。从实现的角度来看，STL算法是一种function tempalte.
• 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂，共有五种类型，从实现角度来看，迭代器是一种将operator* , operator-> , operator++,operator–等指针相关操作予以重载的class template. 所有STL容器都附带有自己专属的迭代器，只有容器的设计者才知道如何遍历自己的元素。原生指针(native pointer)也是一种迭代器。
• 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。从实现角度来看，仿函数是一种重载了operator()的class 或者class template
• 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。从实现角度看，配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理、空间释放的class tempalte.

STL六大组件的交互关系，容器通过空间配置器取得数据存储空间，算法通过迭代器存储容器中的内容，仿函数可以协助算法完成不同的策略的变化，适配器可以修饰仿函数。

STL优点：STL 具有高可重用性，高性能，高移植性，跨平台的优点。

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三、STL三大组件

• 容器

常用的数据结构：数组(array),链表(list),tree(树)，栈(stack),队列(queue),集合(set),映射表(map),根据数据在容器中的排列特性，这些数据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，除非用删除或插入的操作改变这个位置。Vector容器、Deque容器、List容器等。
关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。关联式容器另一个显著特点是：在值中选择一个值作为关键字key，这个关键字对值起到索引的作用，方便查找。Set/multiset容器 Map/multimap容器

• 算法

算法分为: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、寻找极值等等

• 迭代器

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四、初识STL

vector容器 vectorv
vector::iterator itBegin = v.begin(); //v.begin() 起始迭代器，指向容器中第一个数据
vector::iterator itEnd = v.end(); //v.end()；结束迭代器，指向的是容器中最后一个元素的下一个位置
利用算法遍历容器
for_each(v.begin(),v.end() , myPrint ) 头文件 algorithm
容器中存放自定义数据类型
容器中存放自定义数据类型指针
容器嵌套容器

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<string>//原生指针也是迭代器
void test01()
{int arr[5] = { 1, 2,3 ,4,5 };int* p = arr;for (int i = 0; i < 5; i++){//cout << arr[i] << endl;cout << *(p++) << endl;}
}void myPrint(int val)
{cout << val << endl;
}void test02()
{vector<int> v; //创建一个victor容器，容器中存放的元素是int 类型；//插入元素v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//遍历元素vector<int>::iterator itBegin = v.begin();  //v.begin() 起始迭代器，指向容器中第一个数据vector<int>::iterator itEnd = v.end();  //v.end()；结束迭代器，指向的是容器中最后一个元素的下一个位置//第一种遍历//while (itBegin != itEnd)//{//	cout << *itBegin << endl;//	itBegin++;//}//第二种遍历//for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)//{//	cout << *it << endl;//}//第三种遍历for_each(itBegin, itEnd, myPrint);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}//自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_name = name;this->m_age = age;}string m_name;int m_age;
};void test03()
{vector<Person> v;Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);//每个容器都有自己的专属迭代器for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "姓名：" << (*it).m_name << "年龄：" << (*it).m_age << endl;cout << "姓名：" << it->m_name << "年龄：" << it->m_age << endl;}}//存放自定义数据类型指针
void test04()
{vector<Person*> v;Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(&p1);v.push_back(&p2);v.push_back(&p3);v.push_back(&p4);for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){// * it ---- Person*cout << "姓名:" << (*it)->m_name << "年龄:" << (*it)->m_age << endl;}
}//容器嵌套容器
void test05()
{vector<vector<int>>v;vector<int>v1;vector<int>v2;vector<int>v3;for (int i = 0; i < 5; i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i + 10);v3.push_back(i + 100);}v.push_back(v1);v.push_back(v2);v.push_back(v3);for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++){cout << *vit << " ";}cout << endl;}}int main() {//test01();//test02();//test03();//test04();test05();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

总结

STL六大组件
容器、算法、迭代器、仿函数、适配器、空间配置器
STL优点
内建在C++编译器中，不需要安装额外内容
不需要了解具体实现内容，只要熟练运用即可
高复用，可移植，高性能
容器划分
序列式容器
关联式容器 有个key起到索引作用
算法
质变算法
非质变算法
STL初识
vector容器 vectorv
vector::iterator itBegin = v.begin(); //v.begin() 起始迭代器，指向容器中第一个数据
vector::iterator itEnd = v.end(); //v.end()；结束迭代器，指向的是容器中最后一个元素的下一个位置
利用算法遍历容器
for_each(v.begin(),v.end() , myPrint ) 头文件 algorithm
容器中存放自定义数据类型
容器中存放自定义数据类型指针
容器嵌套容器