C++标准模板库STL学习总结

男娘i 2022-11-21 01:20 273阅读 0赞

STL提供了一组表示容器、迭代器、函数对象和算法的模板。  
STL是一种泛型编程。面向对象编程关注的是编程的**数据方面**，而泛型编程关注的是**算法**。它们之间的共同点是**创建可重用的代码**。泛型编程旨在编写独立于数据类型之外的代码。  
首先是处理容器的算法，尽可能使用通用的术语来表达算法，使之独立于数据类型和容器类型。

*  **容器**，是一个与数组类似的单元，可以存储若干个值，STL容器是同质的，即存储值的类型相同。
 *  **算法**，是完成特定任务（比如完成排序和查找）的处方。
 *  **迭代器**，能够用来遍历容器的对象，与能够遍历数组的指针类似，是广义指针。
 *  **函数对象**，是类似函数的对象，可以是类对象或函数指针（包括函数名，因为函数名被用作指针）。  
    
    
    ### STL ###
    
     *  迭代器
     *  for\_each()函数
     *  random\_shuffle()函数
     *  基于范围的for循环（C++11）
     *  容器
     *   *  容器概念
         *  序列
     *  函数对象

# 迭代器 #

迭代器是一个广义指针，它可以是指针，也可以是一个可对其执行类似指针操作（如解引用和递增）的对象。通过指针广义化为迭代器，让STL能够为不同的容器类提供统一的接口。

**迭代器使用示例：**  
使用C++11的自动类型推断

auto pd2 = scores.begin();

**清空容器**

//方法1
    //scores.erase(scores.begin(), scores.end());
    //方法2
    scores.clear();

**push\_back()—将元素添加到矢量末尾**

scores.push_back(8.8);

**erase(it1,it2)—接收两个迭代器参数,删除区间：\[it1,it2),删除元素从it1到it2，但不包括it2**

scores.erase(scores.begin(), scores.begin() + 2);

**insert()—插入元素，接收三个迭代器参数：第一个是新元素的插入位置，第二个和第三个定义被插入区间，该区间通常是另一个容器对象的一部分**

scores = {
         1,2,3,4,5,6.6,7.7 };
    vector<double> new_v = {
        0.2,0.6,0.7,0.8};
    scores.insert(scores.begin() + 3, new_v.begin() + 1, new_v.end());

**swap()—交换两个容器的内容**

scores.swap(new_v);
    //使用拷贝函数生成副本
    vector<double> oldlist(scores);

#include <iostream>
    #include<string>
    #include<vector>
    using namespace std;
    int main(void) {
        
    	//为vector类的double类型声明一个迭代器：
    	vector<double>::iterator pd;
    	vector<double> scores = {
        1,2,3,4,5,6.6,7.7};
    	//迭代器的行为就像指针
    	pd = scores.begin();
    	*pd = 23.3;
    	++pd;
    	//使用C++11的自动类型推断
    	auto pd2 = scores.begin();
    	//push_back()---将元素添加到矢量末尾
    	scores.push_back(8.8);
    	//erase(it1,it2)---接收两个迭代器参数,删除区间：[it1,it2),删除元素从it1到it2，但不包括it2
    	scores.erase(scores.begin(), scores.begin() + 2);
    	//使用迭代器遍历容器
    	cout << "scores:" << endl;
    	for (pd = scores.begin(); pd != scores.end(); pd++)
    	{
        
    		cout << *pd<<"  " ;
    	}
    	cout << "" << endl;
    	//清空容器
    	//方法1
    	//scores.erase(scores.begin(), scores.end());
    	//方法2
    	scores.clear();
    
    	cout << "scores.size(): "<<scores.size() << endl;
    
    	//insert()---插入元素，接收三个迭代器参数：
    	//第一个是新元素的插入位置，第二个和第三个定义被插入区间，该区间通常是另一个容器对象的一部分
    	scores = {
         1,2,3,4,5,6.6,7.7 };
    	vector<double> new_v = {
        0.2,0.6,0.7,0.8};
    	scores.insert(scores.begin() + 3, new_v.begin() + 1, new_v.end());
    	cout << "insert:" << endl;
    	for (pd = scores.begin(); pd != scores.end(); pd++)
    	{
        
    		cout << *pd << "  ";
    	}
    	cout << "" << endl;
    	//swap()---交换两个容器的内容
    	scores.swap(new_v);
    	cout << "After swapping:" << endl;
    	for (pd = scores.begin(); pd != scores.end(); pd++)
    	{
        
    		cout << *pd << "  ";
    	}
    	cout << "" << endl;
    	//使用拷贝函数生成副本
    	vector<double> oldlist(scores);
    	for (pd = oldlist.begin(); pd != oldlist.end(); pd++)
    	{
        
    		cout << *pd << "  ";
    	}
    	cout << "" << endl;
    	return 0;
    }
    /*
    结果：
    scores:
    3  4  5  6.6  7.7  8.8
    scores.size(): 0
    insert:
    1  2  3  0.6  0.7  0.8  4  5  6.6  7.7
    After swapping:
    0.2  0.6  0.7  0.8
    0.2  0.6  0.7  0.8
    */

# for\_each()函数 #

接收三个参数，前两个是定义容器中区间的迭代器，最后一个是指向函数的指针（更普遍地说，最后一个参数是一个函数对象）。for\_each()函数应用于容器区间的各个元素，**被指向的函数不能更改容器元素的值**。可以用for\_each()代替for循环，

void showData(const double & d){
        
    		cout << d << "  ";
    }
    	for (pd = scores.begin(); pd != scores.end(); pd++)
    	{
        
    		showData(*pd);
    	}

可以用for\_each()代替：

void showData(const double & d){
        
    		cout << d << "  ";
    }
    for_each(scores.begin(),scores.end(),showData);

# random\_shuffle()函数 #

接受两个指定区间的迭代器参数，并随机排列该区间的元素。

random_shuffle(scores.begin(),scores.end());

# 基于范围的for循环（C++11） #

double prices[5] = {
        1,2,3,4,5,6};
    for(double x:prices)
    	cout<<x<<endl;
    for(auto x : scores)
    	showData(x);

不同于for\_each()，基于范围的for循环可以修改容器的内容，诀窍是指定一个引用参数。

for(auto & x : scores)
    	showData(x);

# 容器 #

## 容器概念 ##

容器是存储其他对象的对象。被存储的对象必须是同一类型。  
X表示容器类型，T表示存储在容器中的对象类型。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## 序列 ##

七种STL容器类型（deque、C++11新增的forward\_list、list、queue、priority\_queue、stack和vector）都是序列。序列要求其元素按严格的线性顺序排列，数组和链表都是序列，但分支结构不是。  
t表示类型为T的值，n表示整数，p、q、i和j表示迭代器。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

# 函数对象 #

函数对象时重载了()运算符（即定义了operator()()方法）的类，可以使用函数表示法来调用这种类的对象

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/a48c477cbe364167acac6df88d8a0340.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201029210017898.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201029210034298.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x1b2xhaWh1YTIwMTg=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center