C++ STL标准模板库

2021/12/21 14:19:45

本文主要是介绍C++ STL标准模板库,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

C++ STL

    • 1. STL基本概念
    • 2. STL六大组件
    • 3. STL中容器、算法、迭代器
      • 容器:
      • 算法:
      • 迭代器:
    • 举例1:使用vector容器存放数据类型
    • 举例2:使用vector容器嵌套容器

1. 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

2. STL六大组件

STL大体分为六大组件,分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器

  1. 容器:各种数据结构,如vector、list、set、map等,用来存放数据
  2. 算法:各种常用的算法,如sort、find、for_each等
  3. 迭代器:扮演容器与算法之间的胶合剂
  4. 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略
  5. 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
  6. 空间配置器:负责空间的配置与管理

3. STL中容器、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
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均有固定的位置
  • 关联式容器:二叉树结构,各元素间没有严格的物理上的顺序关系

算法:

算法分为质变算法和非质变算法两种:

  • 质变算法:指运算过程中会更改区间内的元素的内容,如拷贝、替换、删除等
  • 非质变算法:指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、遍历等

迭代器:

提供一种方法,使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素,而又无需暴露该容器的内部表示方式
每个容器都有自己专属的迭代器,类似于指针

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]、<=、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器、随机访问迭代器

举例1:使用vector容器存放数据类型

容器:vector
算法:for_each
迭代器:vector<int>::iterator

目的:将容器中所有数据遍历输出

示例:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>	//标准算法头文件

void MyPrint(int val)		//第三种遍历方式要调用外部函数
{
	cout << val << endl;
}

int main(void) {

	//创建vector容器对象,并且通过模板参数指定容器中存放的数据类型
	vector<int> v;
	//向容器中存放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();	//v.begin()返回迭代器,这个迭代器指向容器中第一个数据位置
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();			//v.end()返回迭代器,这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	
	//第一种遍历方式
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	//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
	//使用STL提供的标准遍历算法for_each,需要包含头文件algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
    
    return 0;
}

举例2:使用vector容器嵌套容器

目的:将容器中所有数据遍历输出

示例:

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>	//标准算法头文件

int main() {
	vector<vector<int>>v;

	//创建小容器
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;
	vector<int>v3;
	vector<int>v4;

	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);

	//将大容器遍历一遍
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		//此时的(*it)----容器vector<int>
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	return 0;
}


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