[转] C++ STL详解

转载自：https://www.cnblogs.com/CnZyy/p/3317999.html

C++合理运用STL标准库是非常方便的，对数据结构和一些算法的学习也大有裨益。

事实上转载处也是转载自他处，但是感觉总结的很好，当然也同时感谢原创者。

互联网就是这么神奇的分享平台……

目录

 一、STL简介

 二、算法

三、容器

四、迭代器

C++STL框架中常用函数

迭代器（iterator）

求和（ accumulate）

vector（动态数组）

数组转置 ( reverse)

排序（ sort）

 字符串（）

　输入

    删除 （erase clear）

　查找（find）

    数字化处理（string）

    string与char *

    sscanf()

    string与数值相互转换( sprintf )

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 一、STL简介

STL（Standard Template Library，标准模板库)是惠普实验室开发的一系列软件的统称。它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室工作时所开发出来的。现在虽说它主要出现在C++中，但在被引入C++之前该技术就已经存在了很长的一段时间。

STL的代码从广义上讲分为三类：algorithm（算法）、container（容器）和iterator（迭代器），几乎所有的代码都采用了模板类和模版函数的方式，这相比于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。

在C++标准中，STL被组织为下面的13个头文件：、、、、、、、、、和。 

 二、算法

大家都能取得的一个共识是函数库对数据类型的选择对其可重用性起着至关重要的作用。举例来说，一个求方根的函数，在使用浮点数作为其参数类型的情况下的可重用性肯定比使用整型作为它的参数类性要高。而C++通过模板的机制允许推迟对某些类型的选择，直到真正想使用模板或者说对模板进行特化的时候，STL就利用了这一点提供了相当多的有用算法。它是在一个有效的框架中完成这些算法的——你可以将所有的类型划分为少数的几类，然后就可以在模版的参数中使用一种类型替换掉同一种类中的其他类型。

STL提供了大约100个实现算法的模版函数，比如算法for_each将为指定序列中的每一个元素调用指定的函数，stable_sort以你所指定的规则对序列进行稳定性排序等等。这样一来，只要我们熟悉了STL之后，许多代码可以被大大的化简，只需要通过调用一两个算法模板，就可以完成所需要的功能并大大地提升效率。

算法部分主要由头文件，和组成。

是所有STL头文件中最大的一个（尽管它很好理解），它是由一大堆模版函数组成的，可以认为每个函数在很大程度上都是独立的，其中常用到的功能范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改、移除、反转、排序、合并等等。

 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，包括加法和乘法在序列上的一些操作。

 中则定义了一些模板类，用以声明函数对象。

三、容器

在实际的开发过程中，数据结构本身的重要性不会逊于操作于数据结构的算法的重要性，当程序中存在着对时间要求很高的部分时，数据结构的选择就显得更加重要。

经典的数据结构数量有限，但是我们常常重复着一些为了实现向量、链表等结构而编写的代码，这些代码都十分相似，只是为了适应不同数据的变化而在细节上有所出入。STL容器就为我们提供了这样的方便，它允许我们重复利用已有的实现构造自己的特定类型下的数据结构，通过设置一些模版类，STL容器对最常用的数据结构提供了支持，这些模板的参数允许我们指定容器中元素的数据类型，可以将我们许多重复而乏味的工作简化。

容器部分主要由头文件,,,,

向量(vector) 连续存储的元素

列表(list)       由节点组成的双向链表，每个结点包含着一个元素

双队列(deque) 连续存储的指向不同元素的指针所组成的数组

集合(set) 由节点组成的红黑树，每个节点都包含着一个元素，节点之间以某种作用于元素对的谓词排列，没有两个不同的元素能够拥有相同的次序 

多重集合(multiset) 允许存在两个次序相等的元素的集合 

栈(stack) 后进先出的值的排列 

队列(queue) 先进先出的执的排列 

优先队列(priority_queue) 元素的次序是由作用于所存储的值对上的某种谓词决定的的一种队列 

映射(map) 由{键，值}对组成的集合，以某种作用于键对上的谓词排列 

多重映射(multimap) 允许键对有相等的次序的映射 

四、迭代器

下面要说的迭代器从作用上来说是最基本的部分，可是理解起来比前两者都要费力一些（至少笔者是这样）。软件设计有一个基本原则，所有的问题都可以通过引进一个间接层来简化，这种简化在STL中就是用迭代器来完成的。

概括来说，迭代器在STL中用来将算法和容器联系起来，起着一种黏和剂的作用。几乎STL提供的所有算法都是通过迭代器存取元素序列进行工作的，每一个容器都定义了其本身所专有的迭代器，用以存取容器中的元素。

迭代器部分主要由头文件,和组成。

是一个很小的头文件，它包括了贯穿使用在STL中的几个模板的声明，

中提供了迭代器使用的许多方法，而对于的描述则十分的困难，它以不同寻常的方式为容器中的元素分配存储空间，同时也为某些算法执行期间产生的临时对象提供机制,中的主要部分是模板类allocator，它负责产生所有容器中的默认分配器

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C++STL框架中常用函数

以下转自：http://www.cnblogs.com/duoduo369/archive/2012/04/12/2439118.html 

代码均重新编译运行了一遍，个别冗杂之处也适当进行了删减

学完c++快一年了，感觉很有遗憾，因为一直没有感觉到c++的强大之处，当时最大的感觉就是这个东西的输入输出比C语言要简单好写。后来我发现了qt，opencv，opengl，原来，c++好玩的狠。

在这些图形库之外，最常用的可能就是STL，这个东西由于当时学c++的时候迷迷糊糊，完全是一头雾水，上学期数据结构之后开始有点儿开窍了，现在把才c++STL中常用的函数，用法贴一下，也是记录一下，希望能给一样迷糊的盆友们一些帮助。

整理自《ACM程序设计》　　

迭代器（iterator）

　　个人理解就是把所有和迭代有关的东西给抽象出来的，不管是数组的下标，指针，for里面的、list里面的、vector里面的，抽象一下变成了iterator

#include 
#include 
  
using namespace std;
  
int main()
{
    vector v;
    for(int i = 0; i < 10; ++i )
    {
    	v.push_back(i);
    }
    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
	{
    	cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

以上运行结果：

求和（ accumulate）

accumulate(v.begin(),v.end(),0),把从 v.begin() 开始到 v.end()结束所有的元素加到 0上面去

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
    vector v;
    for(int i = 0; i < 10; ++i )
    {
        v.push_back(i);
    }
    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << accumulate(v.begin(),v.end(),0) << endl;
    return 0;
}

 

以上运行结果：

vector（动态数组）

vector有内存管理的机制，也就是说对于插入和删除，vector可以动态调整所占用的内存空间。　　

#include //导入vector

vector v; //定义int 类型的 vector

v.push_back(3); //向vector数组尾部插入3 相当于v[0] = 3;
v.push_back(2); //尾部插入2  相当于v[1] = 2;


v.insert(v.begin(),111);//在第一个元素之前插入111  

v.insert(v.end(),222);//在最后一个元素之后插入222 

v.insert(v.end()-1,333);//在倒数第二个元素之后插入333

v.insert(v.begin()+1,444);//在第二个元素之前插入444



v.erase(arr.begin());//删除用法 同insert 表示删除第一个元素

v.erase(arr.begin(),arr.begin()+5); //删除开头第1-5的元素

 

主要用法即上述函数。

数组转置 ( reverse)

reverse(v.begin(),v.end())，顾名思义，就是相当于原来是正着排列，现在是倒着排列

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    vector v;
    for(int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        v.push_back(i);
    }
    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    reverse(v.begin(),v.end()); //数组转置


    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

 

上述运行结果为：

排序（ sort）

sort(v.begin(),v.end())，默认是从小到大排序，如果要进行从大到小排序，需要添加一个比较函数

#include
#include
#include

using namespace std;

bool Comp(const int &a,const int &b)
{
    return a>b;
}

int main()
{
    vector v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(3);
    v.push_back(2);
    v.push_back(55);
    v.push_back(-1);
    v.push_back(0);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);

    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //默认升序
    sort(v.begin(),v.end());


    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //用降序 需要自定义一个降序函数
    sort(v.begin(),v.end(),Comp);


    for(vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

 

以上运行结果为：

 字符串（）

　　输入

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s1;
    s1 = "hello";

    string s2;
    char s[1024];
    //scanf 输入速度比cin快的多
    //scanf 是C函数，不可以输入string
    scanf("%s",s);
    s2 = s;

    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;

    return 0;
}

 

上述运行展示：

尾部添加字符字符串直接用+号 例如： s += 'a'; s += "abc",或者使用append方法，s.append（“123”）

    删除 （erase clear）

s.erase(it + 1,it + 4); //删除s[1]-s[3]

clear（）//删除全部

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s;
    s = "0123456789";
    cout << s << endl;

    string::iterator it = s.begin();

    //删除s[3]
    s.erase(it+3);
    cout << s << endl;

    //删除s[1]~s[3]
    s = "0123456789";
    s.erase(it + 1,it + 4);
    cout << s << endl;

    //全部删除
    s.clear();
    cout << "clear : " << s << endl;

    return 0;
}

运行结果为：

　查找（find）

用find找到string里面第一个要找到元素（char或者串），找到返回数组下标，找不到返回-1

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s1;
    s1 = "hello";
    int n = s1.find('e');
    int m = s1.find('a');
	cout << n <

上述运行结果：

string和vector有很多相同的东西，比如length（），size（），empty（）等，相对也容易。统一展示如下：

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s1;
    s1 = "hello";
    cout << s1.length() <

上述结果为：

     数字化处理（string）

经常会遇到这样一种情况，有一个数字，需要把每一位给提取出来，如果用取余数的方法，花费的时间就会很长，所以可以当成字符串来处理，方便、省时。

　　例子：求一个整数各位数的和

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s;
    s = "123456789";
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < s.size(); ++i)
    {
        switch(s[i])
        {
            case '1': sum += 1;break;
            case '2': sum += 2;break;
            case '3': sum += 3;break;
            case '4': sum += 4;break;
            case '5': sum += 5;break;
            case '6': sum += 6;break;
            case '7': sum += 7;break;
            case '8': sum += 8;break;
            case '9': sum += 9;break;
        }
    }
    
    cout << sum << endl;
    
    return 0;
}

    string与char *

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s_string;
    char s_char[1000];
    scanf("%s",s_char);

    s_string = s_char;

    //printf输出char* 时用c_str处理
    printf(s_string.c_str());
    cout << endl;

    printf("%s",s_char);
    cout << endl;

    cout << s_char << endl;
    cout << s_string << endl;
    return 0;
}

sscanf()

#include
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
    string s1,s2,s3;
    char sa[100],sb[100],sc[100];
    sscanf("abc 123 wcd","%s%s%s",sa,sb,sc);
    s1 = sa;
    s2 = sb;
    s3 = sc;
    cout << s1 << " " << s2 << " " << s3 << endl;

    //将字符串分离成数字，分隔符为',''$'
    int a,b,c;
    sscanf("4,5$6","%d,%d$%d",&a,&b,&c);
    cout << a << " " << b << " " << c << endl;
    return 0;
}

以上结果为：

string与数值相互转换( sprintf )

#include
#include
#include
#include

using namespace std;

//c++ 方法 把数转换为string
string converToString(double x)
{
    ostringstream o;
    if( o << x)
    {
        // str()没有'\0' c_str有
        return o.str();
    }
    return "error";
}

double converFromString(const string &s)
{
    istringstream i(s);
    double x;
    if( i >> x)
    {
        return x;
    }
    //if error
    return 0.0;
}
int main()
{
    char b[100];
    string s1;

    //c语言方法
    sprintf(b,"%d",1987);
    s1 = b;
    cout << s1 << endl;

    string s2 = converToString(1954);
    cout << s2 << endl;

    string s3 = "202";
    int c = converFromString(s3);
    cout << c << endl;

    string s4 = "casacsa6";
    int d = converFromString(s4);
    cout << d << endl;

    string s5 = "21abf4";
    int f = converFromString(s5);
    cout << f << endl;

    return 0;
}

上述代码运行结果为：

后续还包括set容器，map，queue，stack等等内容，由于之后和原文完全一致，有兴趣的可以直接前往围观：

https://www.cnblogs.com/CnZyy/p/3317999.html