【刷题】刷题常用STL函数整理合集

参考文献

1.C/C++STL常用容器用法总结
2.c++ 关联容器用法详解（set与map）
3.刷题常用的STL容器总结
4.C++ queue 和 deque的区别
5.C++ STL常用标准库容器
6.STL 最大堆、最小堆的应用

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本文归纳总结刷题常用到STL容器以及一些标准算法，主要包括：

part1.序列容器
string
vector
queue
deque
stack
list  
part2.关联容器
set
map
unordered_map

堆
heap

以及这些容器的常用操作：
如插入、删除、查找、访问方式（迭代器or下标，C++11关键字auto了解吗？顺序访问or随机访问）、初始化等。

一、序列容器

常用容器： vector、deque、list、queue、stack
概念： 序列是对基本容器的一种改进，在保持其基础功能上增加一些我们需要的更为方便的功能。
要求： 序列的元素必须是严格的线性顺序排序。因此序列中的元素具有确定的顺序，可以执行将值插入到特定位置、删除特定区间等操作。
序列容器基本特征： 以下用 t 表示类型为T（储存在容器中的值的类型）的值，n表示整数，p、q、i 和 j 表示迭代器。

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二、关联容器

关联容器与序列容器有着根本性的不同，序列容器的元素是按照在容器中的位置来顺序保存和访问的，而关联容器的元素是按关键元素来保存和访问的。关联容器支持高效的关键字查找与访问。两个主要的关联容器类型是map与set。

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1.【string】字符串类型

1.插入操作： 
str.insert(pos,str)；                       //在下标pos处插入字符串str 

2.删除操作：
(1) 删除单个元素 str.erase(iter);            //删除迭代器iter指定的元素 
(2) 删除区间元素：
① str.erase(first_iter, last_iter)          //删除迭代器[first,second)之间的元素
② str.erase(pos,length)                     //删除下标pos开始的长度为length的区间元素 

3.截取字符串： 
string newstr = str.substr(pos,length)；    //截取从下标pos开始的长度为length的子串 

4.查找操作： 
1)str.find(str2)；               //如果str2是str的子串，则返回str2在str中首次出现的位置；否则，返回string::npos，这个值是-1 
2)str.find(str2,pos)             //从str下标为pos的位置开始匹配sr2 

注意，如果我在字符串str="3.1415"中查询小数点出现的位置，应该写成 str.find(".") 而不是 str.find('.') ，后者查找的是char型字符，而不是string型，是没有这种写法的！

5.字符串转数字函数： 
stoi()；          //如string str="123"，可以int val=stoi(str)；

6.string类型支持下标访问和迭代器访问，不过一般就用下标[]访问，和C的写法一样 。
另外，C++11之后，如果要完整遍历一个string，还可以用下面的写法。

7.数字转字符串函数：to_string();

示例代码：
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    //string对象的创建
    string str1("aaa");
    string str2="bbb";
    char buf[10]="hello";
    string str3(buf);     //这种初始化方法我一开始还以为不可以的呢。
    cout<

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2.【vector】数组

这个是用的最多的，基本就拿来当数组来用。
vector是最简单也是最重要的一个容器。其头文件为vector
vector是数组的一种类表示，它有以下优点：
[1]自动管理内存、动态改变长度并随着元素的增减而增大或缩小。
[2]在尾部添加元素是固定时间，在头部或中间添加或删除元素是线性时间。

基本操作
vector a;         //声明

a.front();
a.back();
a.push_back();
a.pop_back();
a[n]
a.at(t)

注：
*a[n]和a.at(n)都返回一个指向容器中第n个元素的引用。
区别在于：如果n落在容器有效区间之外，a.at(n)将执行边界检查，并引发out_of_range异常。
*之所以vector没有push_front()，是因为vector执行此表达式复杂度为线性时间，而deque为固定时间。

要稍微讲一下二维数组的提前申请空间，如下：

int main()
{
    vector> matrix;        //假设这是一个4*3的矩阵
    int row=4,col=3;
    matrix.resize(row);
    for(int i=0;i

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3.【queue】队列

头文件queue
queue不允许随机访问队列元素，不允许遍历队列，可以进行队列基本操作；
可以将元素添加到队尾，从队首删除元素，查看队尾和队首的值，检查元素数目和测试队列是否为空；

基本操作
queue a;    //声明一个空队列

a.empty()        //判断队列是否为空，如果为空则返回 1，不为空则返回 0 
a.size()         //返回队列元素个数
a.front()        //返回指向队首元素的引用
a.back()         //返回指向队尾元素的引用
a.push(t)        //队尾插入元素
a.pop()          //删除队首元素

注：
pop() 是一个删除数据的方法，不是检索数据的方法！！！
如果要使用队列中的值，首先要使用 front() 来检索这个值，然后用 pop() 将他从队列中删除。

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4.【deque】双端队列（double ended queue）

头文件deque
在STL中deque类似vector，并且支持随机访问；
区别在于：
【1】从deque起始位置插入删除元素时间是固定的；
【2】为了实现在deque俩段执行插入和删除操作的时间为固定这一目的，deque对象设计比vector设计更为复杂一些。因此，在序列中部执行插入删除操作时，vector更快一些；

基本操作
deque a;           //声明一个空队列

a.empty()               //判断队列是否为空，如果为空则返回 1，不为空则返回 0 
a.size()                //返回队列元素个数
a.front()               //返回指向队首元素的引用
a.back()                //返回指向队尾元素的引用
a.push_front()          //从队首插入
a.push_back()           //从队尾插入
a.push(t)               //队尾插入元素
a.pop()                 //删除队首元素
a[n]
a.at(t)

注：
pop() 是一个删除数据的方法，不是检索数据的方法！！！
如果要使用队列中的值，首先要使用 front() 来检索这个值，然后用 pop() 将他从队列中删除。

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5.【stack】堆栈

头文件stack
stack是一个适配器，它给底层类（默认vector）提供典型栈接口；
stack不允许随机访问栈元素，不允许遍历栈，把使用限制在定义栈的基本操作上；
可以将值压入栈顶，从栈顶弹出元素，查看栈顶的值，检查元素数目，测试栈是否为空；

基本操作
stack a;        //声明

a.empty()	         //如果栈为空，返回true，否则返回false
a.size()	         //返回栈中元素数目
a.top()	             //返回指向栈顶元素的引用
a.push(t)	         //在栈顶插入x
a.pop()	             // 删除栈顶元素

注：
pop() 是一个删除数据的方法，不是检索数据的方法！！！
如果要使用栈顶的值，首先要使用 top() 来检索这个值，然后用 pop() 将他从栈顶删除。

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6.【set】集合

特点：
【1】储存同一类型的数据元素（这点和vector、queue等其他容器相同）；
【2】每个元素的值都唯一（没有重复的元素）；
【3】根据元素的值自动排列大小（有序性）；
【4】无法直接修改元素；
【5】高效的插入删除操作；

基本操作
set a;            //声明

a.begin();            //返回指向第一个元素的迭代器
a.end();              //返回指向超尾的迭代器
a.clear();            //清空容器a
a.empty();            //判断容器是否为空
a.size();             //返回当前容器元素个数
a.count(x);           //返回容器a中元素x的个数
a.insert(x);          //插入元素，其中a为set型容器，x为T型变量

了解
a.insert(first,second);       //其中first为指向区间左侧的迭代器，second为指向右侧的迭代器。作用是将first到second区间内元素插入到a（左闭右开）。
a.erase(x)：删除建值为x的元素
a.erase(first,second)：删除first到second区间内的元素（左闭右开）
a.erase(iterator):删除迭代器指向的元素
注：set中的删除操作是不进行任何的错误检查的，比如定位器的是否合法等等，所以用的时候自己一定要注意。
lower_bound（x1）:返回第一个不小于键参数x1的元素的迭代器
upper_bound（x2）:返回最后一个大于键参数x2的元素的迭代器
由以上俩个函数，可以得到一个目标区间，即包含集合中从'x1'到'x2'的所有元素
set_union():对集合取并集
set_intersection():对集合取交集，它的接口与set_union()相同。

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7.【map && unordered_map】映射

分别在头文件和中，别混了。
这两个刷题时用的也非常多，其中map的底层实现是RB-Tree（红黑树），因此会根据键值自动进行排序，默认是字典序。而unordered_map的底层实现是哈希。因此，如果只是单纯的用来创建某种映射关系的话，推荐unordered_map，效率会高一些。

map是一种key-value型容器，其中key是关键字，起到索引作用，而value就是其对应的值。与set不同的是它支持下标访问。头文件是map

特点：
【1】增加和删除节点对迭代器的影响很小(高效的插入与删除)；
【2】快速的查找（同set）；
【3】自动建立key-value的对应，key和value可以是任何你需要的类型；
【4】可以根据key修改value的记录；
【5】支持下标[]操作

map m;         //声明一个key为string，value为int的map型容器

常用方法：

8.【heap】最大堆和最小堆

头文件是algorithm

一般用到这四个：make_heap()、pop_heap()、push_heap()、sort_heap()；

（1）make_heap()        //构造堆 
void make_heap(first_pointer,end_pointer,compare_function); 
默认比较函数是(<)，即最大堆。 
函数的作用是将[begin,end)内的元素处理成堆的结构

（2）push_heap()        //添加元素到堆 
void push_heap(first_pointer,end_pointer,compare_function); 
新添加一个元素在末尾，然后重新调整堆序。该算法必须是在一个已经满足堆序的条件下。 
先在vector的末尾添加元素，再调用push_heap

（3）pop_heap()         //从堆中移出元素 
void pop_heap(first_pointer,end_pointer,compare_function); 
把堆顶元素取出来，放到了数组或者是vector的末尾。 
要取走，则可以使用底部容器（vector）提供的pop_back()函数。 
先调用pop_heap再从vector中pop_back元素

（4）sort_heap()        //对整个堆排序 
排序之后的元素就不再是一个合法的堆了。

void testHeap() 
{
    vector data{ 3,1,2,7,5 };
    //构造堆，最大堆
    make_heap(data.begin(), data.end(), less());
    //pop堆顶元素，最大的元素
    pop_heap(data.begin(), data.end(), less());
    cout << data.back() << endl;//输出7
    data.pop_back();
    //往堆中添加元素
    data.push_back(4);
    push_heap(data.begin(), data.end(), less());//调整堆
    //排序
    sort_heap(data.begin(), data.end(), less());
    for (int x : data)
        cout << x << " ";
    cout << endl;//输出 1，2，3，4，5
}

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9.【list】链表

链表的基本操作：

list numbers;                //链表初始化
for(int i=0; i

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STL容器之间的差异和联系

1.vector （连续的空间存储,可以使用[]操作符）快速的访问随机的元素，快速的在末尾插入元素，但是在序列中间的插入，删除元素要慢（涉及元素复制移动），而且如果一开始分配的空间不够的话，有一个重新分配更大空间，此时需要拷贝的性能开销

2.deque 在开始和最后添加删除元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素。对deque的排序操作，可将deque先复制到vector，排序后在复制回deque。
1)两端都能快速插入元素和删除元素（vector只在尾端快速进行此类操作）。
2）存取元素时，deque的内部结构会多一个间接过程，所以元素的存取和迭代器的动作会稍稍慢一些。
3）迭代器需要在不同区块间跳转，所以必须是特殊的智能型指针，非一般指针。
4）在对内存区块有所限制的系统中（例如PC系统），deque可以内含更多元素，因为它使用不止一块内存。因此deque的max_size()可能更大。
5）deque不支持对容量和内存重分配时机的控制。特别要注意的是，除了头尾两端，在任何地方插入或删除元素，都将导致指向deque元素的任何指针、引用、迭代器失效。不过，deque的内存重分配优于vector，因为其内部结构显示，deque不必在内存重分配时复制所有元素。
6）deque的内存区块不再被使用时，会被释放。deque的内存大小是可缩减的。

3.list（元素间使用链表相连）访问随机元素不如vector快，随机的插入元素比vector快，对每个元素分配空间，所以不存在空间不够，重新分配的情况。list可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素

4.set 内部元素唯一，用一棵平衡树结构来存储，因此遍历的时候就排序了，查找比较快。

5.map 一对一的映射的结合，key不能重复。

6.stack 适配器，必须结合其他的容器使用，stl中默认的内部容器是deque。先进后出，只有一个出口，不允许遍历。

7.queue 适配器。是受限制的deque，内部容器一般使用list较简单。先进先出，不允许遍历和元素的随机访问。

需要说明的是：
由于deque可以从首位两端插入或剔除元素，所以只需要对其进行简单的封装就可以分别实现先进先出（FIFO）的stack和先进后出（FILO）的queue了。stack和queue中都有一个deque类型的成员，用做数据存储的容器，然后对deque的部分接口进行简单的封装，例如stack只提供从末端插入和删除的接口以及获取末端元素的接口，而queue则只提供从尾部插入而从头部删除的接口以及获取首位元素的接口。像这样具有“修改某物接口，形成另一种风貌”的性质的，称为配接器（adapter），因此STL中stack和queue往往不被归类为容器（container），而被归类为容器配接器（container adapter）。