C++模板、STL

目录

一、模板

1、函数模板

(1)、基本语法和使用

(2)、函数模板注意事项

(3)、普通函数与函数模板的区别

(4)、普通函数与函数模板的调用规则

(5)、模板的局限性

2、类模板

(1)、基本语法

(2)、类模板与函数模板区别

(3)、类模板中成员函数创建时机

(4)、类模板对象做函数参数

(5)、类模板与继承

(6)、类模板成员函数类外实现

(7)、类模板分文件编写

(8)、类模板与友元

二、STL常用容器

1、string

(1)、构造函数

(2)、赋值操作

(3)、string字符串拼接

(4)、string查找和替换

(5)、string字符串比较

(6)、字符串存取

(7)、插入和删除

(8)、string子串

2、vector

(1)、构造函数

(2)、赋值操作

(3)、容量和大小

(4)、插入和删除

(5)、数据存取

(6)、互换容器

(7)、预留空间

3、deque

(1)、构造函数

(2)、赋值操作

(3)、容量和大小

(4)、插入和删除

(5)、数据存取

(6)、排序

4、stack

5、queue

6、list

(1)、构造函数

(2)、赋值和交换

(3)、容量和大小

(4)、插入和删除

(5)、数据存取

(6)、反转和排序

7、set/ multiset

(1)、构造和赋值

(2)、大小和交换

(3)、插入和删除

(4)、查找和统计

(5)、set和multiset区别

(6)、pair对组创建

(7)、排序

8、map/ multimap

(1)、构造和赋值

(2)、容量和交换

(3)、插入和删除

(4)、map查找和统计

(5)、map容器排序

三、STL函数对象(仿函数)

1、基本使用

2、谓词

(1)、 基本概念

(2)、一元谓词

(3)、二元谓词

3、内建函数对象

(1)、概念

(2)、算数仿函数

(3)、关系仿函数

(4)、逻辑仿函数

四、STL常用算法

1、常用遍历算法

(1)、for_each

(2)、transform

2、常用查找算法

(1)、find

(2)、find_if

(3)、adjacent_find

(4)、binary_search

(5)、count

(6)、count_if

3、常用排序算法

(1)、sort

(2)、random_shuffle

(3)、merge

(4)、 reverse

4、常用拷贝和替换算法

(1)、copy

(2)、replace

(3)、replace_if

(4)、swap

5、常用算术生成算法

(1)、accumulate

(2)、fill

6、常用集合算法

(1)、set_intersection

(2)、set_union

(3)、set_difference

---

一、模板

1、函数模板

(1)、基本语法和使用

template<typename T>    //typename可以替换成class
函数声明或定义

template --- 声明创建模板

typename --- 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T --- 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {double temp = a;a = b;b = temp;
}//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;//swapInt(a, b);//利用模板实现交换//1、自动类型推导mySwap(a, b);//2、显示指定类型mySwap<int>(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;}int main() {test01();return 0;
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template

• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型

• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

(2)、函数模板注意事项

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{cout << "func 调用" << endl;
}void test02()
{//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}int main() {test01();test02();return 0;
}

总结：

• 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型  

(3)、普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）

• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换

• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{return a + b;
}//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)  
{return a + b;
}//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数

2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

3. 函数模板也可以发生重载

4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{cout << "调用的普通函数" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b) 
{ cout << "调用的模板" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) 
{ cout << "调用重载的模板" << endl; 
}void test01()
{//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数// 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b); //调用普通函数//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板myPrint<>(a, b); //调用函数模板//3、函数模板也可以发生重载int c = 30;myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}int main() {test01();return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性  

(5)、模板的局限性

提供模板的重载，为特定的类型提供具体化的模板  

#include<iostream>
using namespace std;#include <string>class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{if (a == b){return true;}else{return false;}
}//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age){return true;}else{return false;}
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板bool ret = myCompare(a, b);if (ret){cout << "a == b " << endl;}else{cout << "a != b " << endl;}
}void test02()
{Person p1("Tom", 10);Person p2("Tom", 10);//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型bool ret = myCompare(p1, p2);if (ret){cout << "p1 == p2 " << endl;}else{cout << "p1 != p2 " << endl;}
}int main() {test01();test02();return 0;
}

2、类模板

(1)、基本语法

template<typename T>
类

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType> 
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};void test01()
{// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型Person<string, int>P1("孙悟空", 999);P1.showPerson();
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式

   Person <string ,int>p("孙悟空", 1000);

2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数

   template<class NameType, class AgeType = int> 
   class Person...

(3)、类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建

• 类模板中的成员函数在调用时才创建

class Person1
{
public:void showPerson1(){cout << "Person1 show" << endl;}
};class Person2
{
public:void showPerson2(){cout << "Person2 show" << endl;}
};template<class T>
class MyClass
{
public:T obj;//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成void fun1() { obj.showPerson1(); }void fun2() { obj.showPerson2(); }};void test01()
{MyClass<Person1> m;m.fun1();//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、类模板对象做函数参数

一共有三种传入方式：

1. 指定传入的类型 --- 直接显示对象的数据类型

2. 参数模板化 --- 将对象中的参数变为模板进行传递

3. 整个类模板化 --- 将这个对象类型 模板化进行传递

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p) 
{p.showPerson();
}
void test01()
{Person <string, int >p("孙悟空", 100);printPerson1(p);
}//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{p.showPerson();cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{Person <string, int >p("猪八戒", 90);printPerson2(p);
}//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;p.showPerson();}
void test03()
{Person <string, int >p("唐僧", 30);printPerson3(p);
}int main() {test01();test02();test03();return 0;
}

总结：

• 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参

• 使用比较广泛是第一种：指定传入的类型  

(5)、类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型

• 如果不指定，编译器无法给子类分配内存

• 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

template<class T>
class Base
{T m;
};//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{Son c;
}//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:Son2(){cout << typeid(T1).name() << endl;cout << typeid(T2).name() << endl;}
};void test02()
{Son2<int, char> child1;
}int main() {test01();test02();return 0;
}

(6)、类模板成员函数类外实现

#include <string>//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
public://成员函数类内声明Person(T1 name, T2 age);void showPerson();public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}void test01()
{Person<string, int> p("Tom", 20);p.showPerson();
}int main() {test01();return 0;
}

(7)、类模板分文件编写

问题：

• 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

• 解决方式1：直接包含.cpp源文件

• 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制（推荐）

person.hpp中代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>template<class T1, class T2>
class Person {
public:Person(T1 name, T2 age);void showPerson();
public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

(8)、类模板与友元

全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可

全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

#include <string>//2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}template<class T1, class T2>
class Person
{//1、全局函数配合友元   类内实现friend void printPerson(Person<T1, T2> & p){cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;}//全局函数配合友元  类外实现friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);public:Person(T1 name, T2 age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}private:T1 m_Name;T2 m_Age;};//1、全局函数在类内实现
void test01()
{Person <string, int >p("Tom", 20);printPerson(p);
}//2、全局函数在类外实现
void test02()
{Person <string, int >p("Jerry", 30);printPerson2(p);
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别  

二、STL常用容器

1、string

#include <string>

(1)、构造函数

string();         				//创建一个空的字符串 例如: string str;
string(const char* s);	        //使用字符串s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c初始化 

#include <string>
//string构造
void test01()
{string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数cout << "str1 = " << s1 << endl;const char* str = "hello world";string s2(str); //把c_string转换成了stringcout << "str2 = " << s2 << endl;string s3(s2); //调用拷贝构造函数cout << "str3 = " << s3 << endl;string s4(10, 'a');cout << "str3 = " << s3 << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、赋值操作

赋值的函数原型：

• 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个字符赋给当前的字符串

• string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串

• string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

//赋值
void test01()
{string str1;str1 = "hello world";cout << "str1 = " << str1 << endl;string str2;str2 = str1;cout << "str2 = " << str2 << endl;string str3;str3 = 'a';cout << "str3 = " << str3 << endl;string str4;str4.assign("hello c++");cout << "str4 = " << str4 << endl;string str5;str5.assign("hello c++",5);cout << "str5 = " << str5 << endl;string str6;str6.assign(str5);cout << "str6 = " << str6 << endl;string str7;str7.assign(5, 'x');cout << "str7 = " << str7 << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(3)、string字符串拼接

功能描述：

• 实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

• string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符

• string& operator+=(const char c); //重载+=操作符

• string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符

• string& append(const char *s); //把字符串s连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operator+=(const string& 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

//字符串拼接
void test01()
{string str1 = "我";str1 += "爱玩游戏";cout << "str1 = " << str1 << endl;str1 += ':';cout << "str1 = " << str1 << endl;string str2 = "LOL DNF";str1 += str2;cout << "str1 = " << str1 << endl;string str3 = "I";str3.append(" love ");str3.append("game abcde", 4);//str3.append(str2);str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {test01();return 0;
}

(4)、string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在

• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• 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* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置

• int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置

• 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个字符为字符串s

//查找和替换
void test01()
{//查找string str1 = "abcdefgde";int pos = str1.find("de");if (pos == -1){cout << "未找到" << endl;}else{cout << "pos = " << pos << endl;}pos = str1.rfind("de");cout << "pos = " << pos << endl;}void test02()
{//替换string str1 = "abcdefgde";str1.replace(1, 3, "1111");    //a1111efgdecout << "str1 = " << str1 << endl;
}int main() {//test01();//test02();return 0;
}

(5)、string字符串比较

比较方式：

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

• 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

//字符串比较
void test01()
{string s1 = "hello";string s2 = "aello";int ret = s1.compare(s2);if (ret == 0) {cout << "s1 等于 s2" << endl;}else if (ret > 0){cout << "s1 大于 s2" << endl;}else{cout << "s1 小于 s2" << endl;}}int main() {test01();return 0;
}

(6)、字符串存取

string中单个字符存取方式有两种

• char& operator[](int n); //通过[]方式取字符

• char& at(int n); //通过at方法获取字符

void test01()
{string str = "hello world";for (int i = 0; i < str.size(); i++){cout << str[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < str.size(); i++){cout << str.at(i) << " ";}cout << endl;//字符修改str[0] = 'x';str.at(1) = 'x';cout << str << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(7)、插入和删除

函数原型：

• 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

//字符串插入和删除
void test01()
{string str = "hello";str.insert(1, "111");cout << str << endl;    //h111ellostr.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符cout << str << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(8)、string子串

• 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

//子串
void test01()
{string str = "abcdefg";string subStr = str.substr(1, 3);cout << "subStr = " << subStr << endl;string email = "[e-mail]";int pos = email.find("@");string username = email.substr(0, pos);cout << "username: " << username << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

2、vector

(1)、构造函数

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数

• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。

• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。

• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);vector<int> v3(10, 100);printVector(v3);vector<int> v4(v3);printVector(v4);
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、赋值操作

• 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。

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//赋值操作
void test01()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int>v2;v2 = v1;printVector(v2);vector<int>v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());printVector(v3);vector<int>v4;v4.assign(10, 100);printVector(v4);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(3)、容量和大小

• 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。

  //如果容器变短，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。

  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);if (v1.empty()){cout << "v1为空" << endl;}else{cout << "v1不为空" << endl;cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;}//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充v1.resize(15,10);printVector(v1);//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除v1.resize(5);printVector(v1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(4)、插入和删除

• 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

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//插入和删除
void test01()
{vector<int> v1;//尾插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v1.insert(v1.begin(), 100);printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);printVector(v1);//删除v1.erase(v1.begin());printVector(v1);//清空v1.erase(v1.begin(), v1.end());v1.clear();printVector(v1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(5)、数据存取

• 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

#include <vector>void test01()
{vector<int>v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1.at(i) << " ";}cout << endl;cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(6)、互换容器

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{vector<int>v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int>v2;for (int i = 10; i > 0; i--){v2.push_back(i);}printVector(v2);//互换容器cout << "互换后" << endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);
}void test02()
{vector<int> v;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);}cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;v.resize(3);cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//收缩内存vector<int>(v).swap(v); //匿名对象cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

(7)、预留空间

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

• 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。

#include <vector>void test01()
{vector<int> v;//预留空间v.reserve(100000);int num = 0;int* p = NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);if (p != &v[0]) {p = &v[0];num++;}}cout << "num:" << num << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3、deque

#include <deque>

(1)、构造函数

• deque<T> deqT; //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(const deque &deq); //拷贝构造函数  

(2)、赋值操作

• 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。

(3)、容量和大小

• 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。

  //如果容器变短，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值填充新位置。

  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

(4)、插入和删除

两端插入操作：

• 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：

• 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。

(5)、数据存取

• 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

(6)、排序

• sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

#include <deque>
#include <algorithm>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_front(100);d.push_front(200);printDeque(d);sort(d.begin(), d.end());printDeque(d);}int main() {test01();return 0;
}

4、stack

构造函数：

• stack<T> 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：

• stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

• 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：

• empty(); //判断堆栈是否为空

• size(); //返回栈的大小

5、queue

构造函数：

• queue<T> 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：

• queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

• 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：

• empty(); //判断堆栈是否为空

• size(); //返回栈的大小

6、list

不支持随机访问

(1)、构造函数

• list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：

• list(beg,end); //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。

(2)、赋值和交换

• 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lst与本身的元素互换。

(3)、容量和大小

• 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。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

(4)、插入和删除

• push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素

• pop_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

• pop_front();//从容器开头移除第一个元素

• insert(pos,elem);//在pos位置插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。

• remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

(5)、数据存取

• front(); //返回第一个元素。

• back(); //返回最后一个元素。

(6)、反转和排序

• reverse(); //反转链表

• sort(); //链表排序

void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}bool myCompare(int val1 , int val2)
{return val1 > val2;
}//反转和排序
void test01()
{list<int> L;L.push_back(90);L.push_back(30);L.push_back(20);L.push_back(70);printList(L);//反转容器的元素L.reverse();printList(L);//排序L.sort(); //默认的排序规则 从小到大printList(L);L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小printList(L);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

7、set/ multiset

#include <set>

简介：

• 所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

• set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

• set不允许容器中有重复的元素

• multiset允许容器中有重复的元素

(1)、构造和赋值

构造：

• set<T> st; //默认构造函数：

• set(const set &st); //拷贝构造函数

赋值：

• set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

(2)、大小和交换

• size(); //返回容器中元素的数目

• empty(); //判断容器是否为空

• swap(st); //交换两个集合容器

(3)、插入和删除

• insert(elem); //在容器中插入元素。

• clear(); //清除所有元素

• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。

• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。

• erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

(4)、查找和统计

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

• count(key); //统计key的元素个数

#include <set>//查找和统计
void test01()
{set<int> s1;//插入s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);//查找set<int>::iterator pos = s1.find(30);if (pos != s1.end()){cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;}else{cout << "未找到元素" << endl;}//统计int num = s1.count(30);cout << "num = " << num << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(5)、set和multiset区别

区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以

• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功

• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

#include <set>//set和multiset区别
void test01()
{set<int> s;pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);if (ret.second) {cout << "第一次插入成功!" << endl;}else {cout << "第一次插入失败!" << endl;}ret = s.insert(10);if (ret.second) {cout << "第二次插入成功!" << endl;}else {cout << "第二次插入失败!" << endl;}//multisetmultiset<int> ms;ms.insert(10);ms.insert(10);for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(6)、pair对组创建

两种创建方式：

• pair<type, type> p ( value1, value2 );

• pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

#include <string>//对组创建
void test01()
{pair<string, int> p("Tom", 20);cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(7)、排序

容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

set存放内置数据类型

#include <set>class MyCompare 
{
public:bool operator()(int v1, int v2) {return v1 > v2;}
};
void test01() 
{    set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(40);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(50);//默认从小到大for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;//指定排序规则set<int,MyCompare> s2;s2.insert(10);s2.insert(40);s2.insert(20);s2.insert(30);s2.insert(50);for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

set存放自定义数据类型

#include <set>
#include <string>class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;};
class comparePerson
{
public:bool operator()(const Person& p1, const Person &p2){//按照年龄进行排序  降序return p1.m_Age > p2.m_Age;}
};void test01()
{set<Person, comparePerson> s;Person p1("刘备", 23);Person p2("关羽", 27);Person p3("张飞", 25);Person p4("赵云", 21);s.insert(p1);s.insert(p2);s.insert(p3);s.insert(p4);for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;}
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}

8、map/ multimap

简介：

• map中所有元素都是pair

• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）

• 所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

• map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

• 可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素

• multimap允许容器中有重复key值元素

(1)、构造和赋值

构造：

• map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:

• map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

• map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

#include <map>void printMap(map<int,int>&m)
{for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;}cout << endl;
}void test01()
{map<int,int>m; //默认构造m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));printMap(m);map<int, int>m2(m); //拷贝构造printMap(m2);map<int, int>m3;m3 = m2; //赋值printMap(m3);
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、容量和交换

• size(); //返回容器中元素的数目

• empty(); //判断容器是否为空

• swap(st); //交换两个集合容器

(3)、插入和删除

• insert(elem); //在容器中插入元素。

• clear(); //清除所有元素

• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。

• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。

• erase(key); //删除容器中值为key的元素。

#include <map>void printMap(map<int,int>&m)
{for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;}cout << endl;
}void test01()
{//插入map<int, int> m;//第一种插入方式m.insert(pair<int, int>(1, 10));//第二种插入方式m.insert(make_pair(2, 20));//第三种插入方式m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));//第四种插入方式m[4] = 40; printMap(m);//删除m.erase(m.begin());printMap(m);m.erase(3);printMap(m);//清空m.erase(m.begin(),m.end());m.clear();printMap(m);
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、map查找和统计

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

• count(key); //统计key的元素个数

#include <map>//查找和统计
void test01()
{map<int, int>m; m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));//查找map<int, int>::iterator pos = m.find(3);if (pos != m.end()){cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;}else{cout << "未找到元素" << endl;}//统计int num = m.count(3);cout << "num = " << num << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

(5)、map容器排序

• map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点:

• 利用仿函数，可以改变排序规则

• 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器

#include <map>class MyCompare {
public:bool operator()(int v1, int v2) {return v1 > v2;}
};void test01() 
{//默认从小到大排序//利用仿函数实现从大到小排序map<int, int, MyCompare> m;m.insert(make_pair(1, 10));m.insert(make_pair(2, 20));m.insert(make_pair(3, 30));m.insert(make_pair(4, 40));m.insert(make_pair(5, 50));for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;}
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}

三、STL函数对象(仿函数)

1、基本使用

概念：

• 重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象

• 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：

        函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值

• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态

• 函数对象可以作为参数传递

#include <string>//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :int operator()(int v1,int v2){return v1 + v2;}
};void test01()
{MyAdd myAdd;cout << myAdd(10, 10) << endl;
}//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:MyPrint(){count = 0;}void operator()(string test){cout << test << endl;count++; //统计使用次数}int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{MyPrint myPrint;myPrint("hello world");myPrint("hello world");myPrint("hello world");cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{mp(test);
}void test03()
{MyPrint myPrint;doPrint(myPrint, "Hello C++");
}int main() {//test01();//test02();test03();return 0;
}

2、谓词

(1)、 基本概念

• 返回bool类型的仿函数称为谓词

• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词

• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

(2)、一元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>//1.一元谓词
struct GreaterFive{bool operator()(int val) {return val > 5;}
};void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());if (it == v.end()) {cout << "没找到!" << endl;}else {cout << "找到:" << *it << endl;}}int main() {test01();return 0;
}

(3)、二元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
public:bool operator()(int num1, int num2){return num1 > num2;}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(40);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(50);//默认从小到大sort(v.begin(), v.end());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;cout << "----------------------------" << endl;//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

3、内建函数对象

(1)、概念

概念：

• STL内建了一些函数对象

分类:

• 算术仿函数

• 关系仿函数

• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同

• 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

(2)、算数仿函数

功能描述：

• 实现四则运算

• 其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

• template<class T> T plus<T> //加法仿函数

• template<class T> T minus<T> //减法仿函数

• template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数

• template<class T> T divides<T> //除法仿函数

• template<class T> T modulus<T> //取模仿函数

• template<class T> T negate<T> //取反仿函数

#include <functional>
//negate
void test01()
{negate<int> n;cout << n(50) << endl;
}//plus
void test02()
{plus<int> p;cout << p(10, 20) << endl;
}int main() {test01();test02();return 0;
}

(3)、关系仿函数

功能描述：

• 实现关系对比

仿函数原型：

• template<class T> bool equal_to<T> //等于

• template<class T> bool not_equal_to<T> //不等于

• template<class T> bool greater<T> //大于

• template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于

• template<class T> bool less<T> //小于

• template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>class MyCompare
{
public:bool operator()(int v1,int v2){return v1 > v2;}
};
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(40);v.push_back(20);for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;//自己实现仿函数//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());//STL内建仿函数  大于仿函数sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、逻辑仿函数

功能描述：

• 实现逻辑运算

函数原型：

• template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与

• template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或

• template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{vector<bool> v;v.push_back(true);v.push_back(false);v.push_back(true);v.push_back(false);for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++){cout << *it << " ";}cout << endl;//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算vector<bool> v2;v2.resize(v.size());transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

四、STL常用算法

概述:

• 算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。

• <algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等

• <numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数

• <functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

1、常用遍历算法

(1)、for_each

功能描述：

• 实现遍历容器

函数原型：

• for_each(iterator beg, iterator end, _func);

  // 遍历算法 遍历容器元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _func 函数或者函数对象

#include <algorithm>
#include <vector>//普通函数
void print01(int val) 
{cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02 
{public:void operator()(int val) {cout << val << " ";}
};//for_each算法基本用法
void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}//遍历算法for_each(v.begin(), v.end(), print01);cout << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print02());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、transform

功能描述：

• 搬运容器到另一个容器中

函数原型：

• transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);

//beg1 源容器开始迭代器

//end1 源容器结束迭代器

//beg2 目标容器开始迭代器

//_func 函数或者函数对象

#include<vector>
#include<algorithm>//常用遍历算法  搬运 transformclass TransForm
{
public:int operator()(int val){return val;}};class MyPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}vector<int>vTarget; //目标容器vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}int main() {test01();return 0;
}

总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运  

2、常用查找算法

算法简介：

• find //查找元素

• find_if //按条件查找元素

• adjacent_find //查找相邻重复元素

• binary_search //二分查找法

• count //统计元素个数

• count_if //按条件统计元素个数

(1)、find

功能描述：

• 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

• find(iterator beg, iterator end, value);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}//查找容器中是否有 5 这个元素vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到:" << *it << endl;}
}class Person {
public:Person(string name, int age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;}//重载==bool operator==(const Person& p) {if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {return true;}return false;}public:string m_Name;int m_Age;
};void test02() {vector<Person> v;//创建数据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);vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}

(2)、find_if

功能描述：

• 按条件查找元素

函数原型：

• find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:bool operator()(int val){return val > 5;}
};void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;}
}//自定义数据类型
class Person {
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
public:string m_Name;int m_Age;
};class Greater20
{
public:bool operator()(Person &p){return p.m_Age > 20;}};void test02() {vector<Person> v;//创建数据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);vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());if (it == v.end()){cout << "没有找到!" << endl;}else{cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}int main() {//test01();test02();return 0;
}

(3)、adjacent_find

功能描述：

• 查找相邻重复元素

函数原型：

• adjacent_find(iterator beg, iterator end);

  // 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(5);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(4);v.push_back(3);//查找相邻重复元素vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());if (it == v.end()) {cout << "找不到!" << endl;}else {cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;}
}

(4)、binary_search

功能描述：

• 查找指定元素是否存在

函数原型：

• bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);

  // 查找指定的元素，查到 返回true 否则false

  // 注意: 在无序序列中不可用

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>void test01()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}//二分查找bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);if (ret){cout << "找到了" << endl;}else{cout << "未找到" << endl;}
}int main() {test01();return 0;
}

(5)、count

功能描述：

• 统计元素个数

函数原型：

• count(iterator beg, iterator end, value);

  // 统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 统计的元素

#include <algorithm>
#include <vector>//内置数据类型
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count(v.begin(), v.end(), 4);cout << "4的个数为： " << num << endl;
}//自定义数据类型
class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}bool operator==(const Person & p){if (this->m_Age == p.m_Age){return true;}else{return false;}}string m_Name;int m_Age;
};void test02()
{vector<Person> v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);Person p("诸葛亮",35);int num = count(v.begin(), v.end(), p);cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {//test01();test02();return 0;
}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==  

(6)、count_if

功能描述：

• 按条件统计元素个数

函数原型：

• count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按条件统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>class Greater4
{
public:bool operator()(int val){return val >= 4;}
};//内置数据类型
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}//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;
};class AgeLess35
{
public:bool operator()(const Person &p){return p.m_Age < 35;}
};
void test02()
{vector<Person> v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}int main() {//test01();test02();return 0;
}

总结：按值统计用count，按条件统计用count_if  

3、常用排序算法

算法简介：

• ()sort //对容器内元素进行排序

• random_shuffle //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

• merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中

• reverse // 反转指定范围的元素

(1)、sort

函数原型：

• sort(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>void myPrint(int val)
{cout << val << " ";
}void test01() {vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(20);v.push_back(40);//sort默认从小到大排序sort(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);cout << endl;//从大到小排序sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、random_shuffle

功能描述：

• 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

• random_shuffle(iterator beg, iterator end);

  // 指定范围内的元素随机调整次序

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子  

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{srand((unsigned int)time(NULL));vector<int> v;for(int i = 0 ; i < 10;i++){v.push_back(i);}for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//打乱顺序random_shuffle(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(3)、merge

功能描述：

• 两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

• merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 容器元素合并，并存储到另一容器中

  // 注意: 两个容器必须是有序的

  // beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10 ; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i + 1);}vector<int> vtarget;//目标容器需要提前开辟空间vtarget.resize(v1.size() + v2.size());//合并  需要两个有序序列merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、 reverse

功能描述：

• 将容器内元素进行反转

函数原型：

• reverse(iterator beg, iterator end);

  // 反转指定范围的元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(20);v.push_back(40);cout << "反转前： " << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;cout << "反转后： " << endl;reverse(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

4、常用拷贝和替换算法

学习目标：

• 掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

• copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

• replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

• replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素

• swap // 互换两个容器的元素

(1)、copy

功能描述：

• 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

• copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // dest 目标起始迭代器

总结：利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间  

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i + 1);}vector<int> v2;v2.resize(v1.size());copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、replace

功能描述：

• 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

• replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);

  // 将区间内旧元素 替换成 新元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // oldvalue 旧元素

  // newvalue 新元素

总结：replace会替换区间内满足条件的所有元素  

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(20);v.push_back(40);v.push_back(50);v.push_back(10);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//将容器中的20 替换成 2000cout << "替换后：" << endl;replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(3)、replace_if

功能描述:

• 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

• replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);

  // 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _pred 谓词

  // newvalue 替换的新元素

替换区间内满足条件的所有元素

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};class ReplaceGreater30
{
public:bool operator()(int val){return val >= 30;}};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(20);v.push_back(40);v.push_back(50);v.push_back(10);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//将容器中大于等于的30 替换成 3000cout << "替换后：" << endl;replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(4)、swap

功能描述：

• 互换两个容器的元素

函数原型：

• swap(container c1, container c2);

  // 互换两个容器的元素

  // c1容器1

  // c2容器2

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+100);}cout << "交换前： " << endl;for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;cout << "交换后： " << endl;swap(v1, v2);for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型  

5、常用算术生成算法

学习目标：

• 掌握常用的算术生成算法

注意：

• 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

• accumulate // 计算容器元素累计总和

• fill // 向容器中添加元素

(1)、accumulate

功能描述：

• 计算区间内 容器元素累计总和

函数原型：

• accumulate(iterator beg, iterator end, value);

  // 计算容器元素累计总和

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 起始值

#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{vector<int> v;for (int i = 0; i <= 100; i++) {v.push_back(i);}int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);cout << "total = " << total << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

(2)、fill

功能描述：

• 向容器中填充指定的元素

函数原型：

• fill(iterator beg, iterator end, value);

  // 向容器中填充元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 填充的值

#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.resize(10);//填充fill(v.begin(), v.end(), 100);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

6、常用集合算法

学习目标：

• 掌握常用的集合算法

算法简介：

• set_intersection // 求两个容器的交集

• set_union // 求两个容器的并集

• set_difference // 求两个容器的差集

(1)、set_intersection

功能描述：

• 求两个容器的交集

函数原型：

• set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的交集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列

• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值

• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

(2)、set_union

功能描述：

• 求两个集合的并集

函数原型：

• set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的并集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个容器的和给目标容器开辟空间vTarget.resize(v1.size() + v2.size());//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列

• 目标容器开辟空间需要两个容器相加

• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置  

(3)、set_difference

功能描述：

• 求两个集合的差集

函数原型：

• set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的差集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{
public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址cout << "v1与v2的差集为： " << endl;vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;cout << "v2与v1的差集为： " << endl;itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();return 0;
}

总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列

• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值

• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置