C++提高之——STL初识P185-P188

2 STL初识

2.1 STL的诞生

长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西

C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升

大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作

为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

2.2 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

2.3 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、deque、set、map等,用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了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。

2.4 STL中容器、算法、迭代器

容器： 置物之所也

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

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

1. 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。
2. 关联式容器:二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法： 问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法和非质变算法。

1. 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等
2. 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器： 容器和算法之间粘合剂

• 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
• 迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

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]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

2.5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力
STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

2.5.1 vector存放内置数据类型

容器： vector
算法： for_each
迭代器： vector::iterator

#include
using namespace std;
#include 
#include //标准算法头文件

void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01()
{
	//创建了一个vector容器，可以认为是一个数组
	vector<int> v;

	//向容器内插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);

	//通过迭代器访问容器中的数据
	vector<int>::iterator itBegin = v.begin();//起始迭代器 指向容器中第一个元素
	vector<int>::iterator itEnd = v.end();//结束迭代器 指向容器中最后一个元素的下一个位置

	//第一种遍历方式
	while (itBegin != itEnd)
	{
		cout << *itBegin << endl;
		itBegin++;
	}

	//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提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

2.5.2 Vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

#include
using namespace std;
#include 
#include 

//vector存放自定义数据类型 比如说person
class person
{
public:
	person(string name, int age)
	{
		this->m_name = name;
		this->m_age = age;
	}
	string m_name;
	int m_age;
};

void test02()
{
	vector<person>v;

	person p1("aaa", 10);
	person p2("bbb", 20);
	person p3("ccc", 30);
	person p4("ddd", 40);
	person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//cout << "姓名： " << (*it).m_name << " 年龄： " << (*it).m_age << endl;
		cout << "姓名： " << it->m_name << " 年龄： " << it->m_age << endl;//把迭代器当作指针
	}
}

void test03()
{
	vector<person*>v;//相当于vector里面存放的数据类型是指针变量，也就是p1,p2,p3,p4,p5的地址

	person p1("aaa", 10);
	person p2("bbb", 20);
	person p3("ccc", 30);
	person p4("ddd", 40);
	person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//cout << "姓名： " << (*it).m_name << " 年龄： " << (*it).m_age << endl;
		cout << "姓名： " << (*it)->m_name << " 年龄： " << (*it)->m_age << endl;//*it是拿到person类型的指针
		cout << "姓名： " << (**it).m_name << " 年龄： " << (**it).m_age << endl;
	}
}
int main()
{
	test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

2.5.3 Vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

#include
using namespace std;
#include

//容器嵌套容器

void test04()
{
	vector<vector<int>>v;

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

	//向小容器添加数据
	for (int i = 0; i < 5; 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);

	//通过大容器遍历数据
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	//it是大容器的迭代器（指针），*it是容器vector
	{
		//(*it)----容器vector
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
			cout << *vit << "  ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main()
{
	test04();

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：