STL的总结

请先看这个,然后再看本文

0.简介

容器的概念:容器就是类模板,此类模板是用来生成不同数据类型下的数据结构,如生成int型栈、char型栈等。容器是个类肯定包含对数据结构的操作,如进栈、出栈、获取栈中元素个数等。
容器一般都在命名空间std中,所以在#include<容器名>后, 一般还需要写using namespace std;

1.容器中一般都拥有的函数

容器中一般拥有以下的函数:
以下函数的具体使用直接参考官方提供的代码实例,就可以很容易使用。
iterators:指向第一个元素和最后一个元素的 iterator,如begin、end、rbegin、rend等
size:元素个数、empty:是否为空
max_size: 容器的成员函数max_size()取得 STL容器的capacity属性,表示STL在发生realloc前能允许的最大元素数,也可以理解为预分配的内存空间。 例如一个vector<int> v的capacity为5,当插入第6个元素时,vector会realloc,vector内部数据会复制到另外一个内存区域。
front和back:返回第一个元素和最后一个元素
pop_front和pop_back:弹出第一个或最后一个元素
erase:擦除对应位置上的元素
swap:将两个对象的值进行交换
resize:通过删除后面的元素和增加零(或增加指定元素),来使对象中的元素变为指定大小
clear:清空对象
insert:在迭代器指向的位置插入元素
splice:将一个对象A中的连续的多个元素插入到另一个对象B中,此时这些元素在A中被删除。
remove:移除特定值的元素、remove_if移除满足条件的元素
unique:移除重复元素,或移除满足条件的元素
reverse:翻转元素顺序
merge:拼接已经排序好的两个对象时,输出的还是排序好的对象。拼接的两个对象其中有一或两个未排序好,则直接将两个对象拼接在一起。可以按指定条件拼接两个对象。
sort:将元素进行排序。除了容器本身带有的sort函数,我们还可以使用全局的::sort来实现排序。但是如果容器自带sort,使用自带的最好;如果容器没有自带sort,再使用全局的::sort。
assign:用于给容器分配元素,相当于初始化对象。

2.list

list(双向链表):每个元素均有指针指向前一个元素和下一个元素(快速 插入或删除)。list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里,而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。不可通过[]访问元素(快速查找)。可使用push_back、pop_back、push_front、pop_front

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main()
{   
    // 初始化list
    //std::list<double> values;  //创建空的 list 容器
    std::list<double> values(10, 5); // 创建了一个包含 10 个元素并且值都为 5 个 values 容器。

    //拷贝普通数组,创建list容器
    //int a[] = { 1,2,3,4,5 };
    //std::list<int> values(a, a + 5);

    //拷贝其它类型的容器,创建 list 容器
    //std::array<int, 5>arr{ 11,12,13,14,15 };
    //std::list<int>values(arr.begin() + 2, arr.end());//拷贝arr容器中的{13,14,15}

    //向容器中添加元素
    values.push_back(3.1);  // 也可使用push_front()在双向链表的前面添加元素
    values.push_back(2.2);
    cout << "values size:" << values.size() << endl;
    //对容器中的元素进行排序
    values.sort();
    //使用迭代器顺序输出list容器中的元素(不知道为什么这个才是顺序输出)
    for (std::list<double>::iterator it = values.end(); it != values.begin();) {
        std::cout << *(--it) << " ";
    }
    cout << std::endl;
    //使用迭代器倒序输出list容器中的元素
    for (std::list<double>::iterator it = values.begin(); it != values.end();++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    return 0;
}

list是双向链表,那指向上一元素和下一个元素的指针是什么??答:似乎没有提供这样的指针,只能使用迭代器进行访问。也就是说list是双向链表是指它的存储的采用的是双向链表的方式,从而让list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里.
参考:C++ list(STL list)容器完全攻略(超级详细)
c++官方STL手册

3.stack

stack和queue是不允许使用迭代器iterator,因为这会破坏栈和队列访问元素的特性。

// 栈的使用
stack<int> inStack;     // 定义
inStack.top();              // 取栈顶元素
inStack.push(1)          // 元素进栈
inStack.pop();            // 栈顶元素出栈
inStack.empty();        // 判断栈是否为空。为空时,返回true

4.vector

// vector(动态数组)的使用
void push_back(const T& x):向量尾部增加一个元素X
void pop_back():删除向量中最后一个元素

vector不可使用push_front和pop_front


5.deque(双端队列)

给vector分配的总空间都是2的整数倍。当扩充vector类型的数据时,如果发现空间不够,就会将数据搬移到一个更大的空间中去。新的空间大小是旧的空间的小的2^n倍(根据扩充的数据多少,选择最小的n)。在使用vector类型数据的时候,每次空间不够都需要将空间进行翻倍,这就会导致分配的空间可能有冗余,即有些空间没有被用。
deque(双端队列):与vector类似,这里的双端指的是可以从数组的两端插入数据。从前端或后端以push_front()或push_back()添加元素。在增加数据元素时,如果deque容器内原先定义的内存空间不足,deque容器会将新增加的数据元素存储到另外一块内存中。可通过[]访问元素(快速查找)

6.map以及迭代器的使用

6.1.插入、查看、删除

map就是用来保存键值对的,即<key,value>。
元素的插入、查看、删除。这里我们以一个实际可运行的程序,进行说明,以便以后进行参考和使用。

#include<map>  //注意,STL头文件没有扩展名.h
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

int main() {
    map<int, string> mapStudent;

    // 插入元素的三种方法
    // mapStudent.insert(pair<int, string>(0, "student_zero"));     // 不用纠结pair是什么,反正它就是这么写的
    // mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(0,"student_zero"));
    mapStudent[0] = "student_zero";
    
    // 当使用insert插入的<key,value>时,mapStudent已经存在key了。此时insert不会生效
    pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;         // 接收插入失败的信息
    Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(0, "student_one"));
    if (!Insert_Pair.second)
        cout << "Error insert new element" << endl;
    // mapStudent[0] = "student_one"; // 覆盖<0,"student_zero">为<0,"student_one">


    // 访问元素的两种方法
    //map<int,string>::iterator iter=  mapStudent.find(0);      // 使用迭代器访问元素
    //cout <<iter->first<<endl;     // 输出0
    //cout << iter->second << endl;    // 输出student_zero
    cout << mapStudent[0]<<endl;            // 数组方式访问元素。输出student_zero

    
    mapStudent[1] = "student_one";      // 插入新元素

    // 使用迭代器访问mapStudent中的所有元素
    map<int, string>::iterator iter;
    cout << "删除前" << endl;
    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++){
        cout << "iter->first:" << iter->first << "iter->second:" << iter->second << endl;
    }
        
    //int n =  mapStudent.erase(1); // 删除key为1的元素。如果刪除了會返回1,否則返回0
    mapStudent.erase(mapStudent.begin(), mapStudent.end());//用迭代器范围刪除 : 把整个map清空
    cout << "删除后" << endl;
    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++) {
        cout << "iter->first:" << iter->first << "iter->second:" << iter->second << endl;
    }

    return 0;
}

pair的作用就是将两种类型包装成一个整体,具体可参考链接

6.2.map的操作函数总结

 C++ map是一种关联式容器,包含“关键字/值”对
 begin()         返回指向map头部的迭代器
 clear()        删除所有元素
 count()         返回指定元素出现的次数, (帮助评论区理解: 因为key值不会重复,所以只能是1 or 0)
 empty()         如果map为空则返回true
 end()           返回指向map末尾的迭代器
 equal_range()   返回特殊条目的迭代器对
 erase()         删除一个元素
 find()          查找一个元素
 get_allocator() 返回map的配置器
 insert()        插入元素
 key_comp()      返回比较元素key的函数
 lower_bound()   返回键值>=给定元素的第一个位置
 max_size()      返回可以容纳的最大元素个数
 rbegin()        返回一个指向map尾部的逆向迭代器
 rend()          返回一个指向map头部的逆向迭代器
 size()          返回map中元素的个数
 swap()           交换两个map
 upper_bound()    返回键值>给定元素的第一个位置
 value_comp()     返回比较元素value的函数

6.3.map与vector的深拷贝

map1=map2和vec1 = vec2进行的就是深拷贝,vec1和vec2之间就没有关联,map1和map2之间就没有关联

7.迭代器

迭代器:一种通用的方法访问具有不同结构的各种容器中的每个元素,是广义的指针。每种容器定义自己的迭代器,如list<T>::iterator、vector<T>::iterator

迭代器++是找到下一个元素,迭代器--是找到上一个元素。
在双向链表list中,我们可以知道下一个元素就是next所指元素,上一个元素就是prev所指元素。list的迭代器的++操作,就会访问list节点对应的next指针。也就是说list的迭代器的++与指针的++不一样,后者只是地址的增加,而迭代器会根据具体的容器类型执行不同的“++”操作,迭代器是相当于一个智能指针。

其他三种迭代器:reverse_iterator(用于反向遍历),const_iterator(返回一个常数值),const_reverse_iterator

8.操作容器的通用函数

操作容器的通用函数在<algorithm>头文件中定义,以函数模板的形式给出,使用迭代器对数据进行访问。
如果容器有自带某种函数,那么优先使用自带的。如:对于vector对象a,可使用a.sort()进行排序,就不要使用<algorithm>中的sort进行排序。

其他

1.emplace、emplace_front、emplace_back和push、push_front、push_back的区别:

S.push(data(1,2));
S.emplce(data(1,2)); // push可以怎么使用,emplace就可以怎么使用。反之,不行。
S.emplce(1,2);  // 与S.emplce(data(1,2));等价,但是由于没有创建data(1,2)所以就节省了内存

注意:emplace_back(type) 对应 push_back(type)
emplace(i, type) 对应于 insert(type, i)
emplace_front(type) 对应于 push_front()
但是!对于stack 和 queue,只有push操作,所以也只有emplace操作,此时它们是相对应的。

详细讲解见:STL - emplace 与 push 的区别

2.STL迭代器辅助函数

参考:C/C++中深浅拷贝(map、vector)与内存释放
C++ map用法总结(整理)
C++ 教程
C++中的STL中map用法详解
C++语言程序设计教程 第3版 沈显君

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,569评论 4 363
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,499评论 1 294
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,271评论 0 244
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,087评论 0 209
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,474评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,670评论 1 222
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,911评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,636评论 0 202
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,397评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,607评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,093评论 1 261
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,418评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,074评论 3 237
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,092评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,865评论 0 196
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,726评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,627评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容

  • 更新日期:2019-09-11 概述 在使用容器之前,您应该至少了解 C++ 的基础知识,以及数据结构的基础知识(...
    行也成文阅读 270评论 0 0
  • C++标准库(STL)中的容器 1. 序列容器 1.1. array 1.2. vector 1.3 deque...
    windgo阅读 1,633评论 0 1
  • 简介 STL是Standard Template Library的简称,中文名标准模板库。其提供了许多计算机科学的...
    saltcc阅读 161评论 0 0
  • 嵌牛导读:本文通过矩阵的变化用c++算法实现了对图像的处理。 嵌牛鼻子:图像的几何变换 嵌牛问题:如何保证变化过程...
    93f16f79c12e阅读 1,063评论 0 0
  • 得注意进度了,稍微写快一点得 条款15:小心string实现的多样性1.一个小问题,sizeof(string)的...
    lwj_ow阅读 429评论 0 0