C++常用STL容器

C++常用STL容器

长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西，以及一种得以制造出”可重复运用的东西”的方法，从函数(functions)，类别(classes),函数库(function libraries),类别库(class libraries)、各种组件，从模块化设计，到面向对象(object oriented )，为的就是复用性的提升。

复用性必须建立在某种标准之上。但是在许多环境下，就连软件开发最基本的数据结构(data structures) 和算法(algorithm)都未能有一套标准。大量程序员被迫从事大量重复的工作，竟然是为了完成前人已经完成而自己手上并未拥有的程序代码，这不仅是人力资源的浪费，也是挫折与痛苦的来源。

为了建立数据结构和算法的一套标准，并且降低他们之间的耦合关系，以提升各自的独立性、弹性、交互操作性(相互合作性,interoperability),诞生了STL。

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。现在主要出现在 c++中，但是在引入 c++之前该技术已经存在很长时间了。

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，这相比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。

包含常用头文件
#include< iostream >
#include< cstdio >
#include< algorithm >
#include< cstring >

vector

变长数组，倍增的思想（系统为程序或者进程分配空间时，所需时间与空间大小无关，而与申请次数有关），因此vector要尽量减少申请的次数，可以浪费空间，每次数组长度不够的时候，把数组的长度*2，之前的元素copy过来。假设数组长度是n,预计要copy数的次数平均情况下是O(1),申请次数是O(logn);
初始化一个vector
vector< int > a(10);
初始化一个vector并将所有位置的元素赋给一个初值
vector< int > a(10,3)
定义一个vector数组
vector< int > a[10];//定义了10个vector
//以下两个函数是所有容器都具有的,O(1)
a.szie()//返回元素个数；
a.empty();//a是不是空的,空 return true,非空，return false
a.clear();//清空
a.front();//返回第一个数，a.back()//返回最后一个数
a.push_back();//向vector的最后一个位置插入一个数，
a.pop_back();//向vector的最后的一个数删除
///迭代器
a.begin()；//vector的第0个数，
a.end();// vector的最后一个数的后边一个数
//vector支持随机选取（同普通数组一样）
//支持比较操作(按照字典序)

pair

pair可以看成是一个含两个元素的结构体，并且自带比较函数
存储一个二元组，定义的格式：
pair a;//两个格式可以随意
a.first();//取得第一个元素
a.second();//取得第二个元素
支持比较运算，排序也是按照字典序比较（first为第一关键字，second为第二关键字）
构造一个pair： a=make_pair(10,“string”);或者a={10,“string”};
//可以嵌套使用来存储三个东西
pair> p;

string

常用函数
substr(参数1，参数2)返回一个子串，参数1是字符串的起始位置，参数2是你要返回的子串的长度，
比如string a=“string”;
cout< c_str()；//返回string对应的字符数组的头指针
//添加一个字符串或者一个字符，
string a;
a+="string”;
a+=‘c’;

queue

push();//向队尾插入一个元素
front();//返回一个队头的元素
back();//返回一个队尾的元素
pop();//弹出队头元素
size();
empty();

priority_queue

#include< queue >
优先队列，实现原理是使用堆实现的，定义的时候默认是大根堆，
//定义大根堆
priority_queue< int > heap;
//定义小根堆
#include< vector > //额外包含头文件
prioity_queue,greater< int >> heap;
push();//插入一个元素
top();//返回堆顶元素
pop();//弹出堆顶元素

stack

栈，
push();//向栈顶插入一个元素
top();//返回栈顶元素
pop();//弹出栈顶元素
size();
empty();

deque

双端队列
push_back();//在队尾插入元素
pop_back();//弹出队尾元素
push_front();//在队头插入元素
pop_front();//弹出队头元素
size();
empty();
clear();
[];//支持随机选取
缺点：效率较低

set/multiset(基于红黑树实现)

set的所有有关操作的时间复杂度都是logn;
set< int > s;//set中不允许有重复元素
multiset< int > ms;//multiset中允许有重复元素
set/multiset:
size();
empty();
insert();//插入一个元素
find();//查找一个数
count();//返回一个数的个数
erase();
(1)输入是一个数x,删除所有等于x的结点 O(logn+k）k是x的个数
(2)输入是一个迭代器，删除这个迭代器
lower_bound();//返回大于等于x的最小的数的迭代器，
upper_bound();//返回大于x的最小的数的迭代器，
//如果不存在的话，返回end();

map/multimap

两个元素做映射
insert();插入的数是一个pair
erase();输入的数是pair或者迭代器
find();
[];像数组一样
比如：
map< int string > a;
a[“string”]=1;//将string映射到1
cout< 也可以反过来用
//注：这种用法的时间复杂度是O(logn);
lower_bound(),upper_bound();
增删改查都是logn(上边的)

unorder_set,unorder_multiset,unorder_map,unorder_multimap

和上边对应的容器是一样的，唯一的区别是这是无序的，
没有lower_bound();upper_bound();也不支持迭代器的++，–；
优点：增删改查的时间复杂度都是O(1);

bitset

压位，节省8倍空间，bool类型的是一个字节(1bit），开一个1024的bool数组需要1024bit=1kb的内存
如果想要存储一个10000*10000的bool矩阵，需要10^8bit=100mb的空间，如果题目给定空间限制是64MB会爆内存，这时就用bitset便可以实现12mb的空间即可存储这10的8次方的矩阵
//定义bitset
bitset<个数> s;
//支持位运算操作
取反：~
与：&
或：|
异或：^
移位操作:>> <<
等于不等于：== !=
括号操作:[]取出某一位0,1
count();//返回有多少个1；
any();//返回是否至少有一个1
none();//判断是否全为0，全为0是true;
set();//将所有位制成1
set(k,v);//将第k位变成1
reset();//将所有位变成0，
flip();//把所有位取反，等价于~
flip(k);//把第k位取反