标准模板库STL-容器

程序设计与算法（三）C++面向对象程序设计
郭炜

STL

• 标准模板库 STL，常用的数据结构和算法的模板的集合
• 泛型程序设计
• 被插入容器中的元素是原对象的一个复制

容器

可容纳各种数据类型的通用数据结构，是类模板

顺序容器

• 顺序容器中元素插入位置与元素的值无关
• vector会提前多分配一些空间以备用
• 适用于vector的操作都适用于deque
• 在两端增删元素deque（双向队列）性能较好
• list链表，不支持随机存取
• list不支持 STL 的sort()，自己有相应的成员函数
• 定义类型不确定的迭代器，前面加typename
typename list::iterator i;

关联容器

• 元素是排序的，元素位置和其值相关
• 便于查找元素
• 通常以平衡二叉树的方式实现
• pair模板
• Pred类型的变量定义了“一个比另一个小”的方法，缺省为less

• less 模板的定义
  

• 自己定义的类需要给出比较大小的方式
  friend bool operator < (const A& a1, const A& a2) {return a1.n < a2.n;}

• set即集合，无相同的元素
• map存放的元素有且仅有两个成员变量，一个名为first，另一个名为second
• map根据first的值对元素排序，first的值不可重复，根据first来检索元素
• map有[]这个成员函数，multimap没有

相关的成员函数

• 顺序容器和关联容器中都有的
  

• 顺序容器的常用成员函数
  

• 关联容器的常用成员函数
  

容器适配器

• stack栈，先进后出；可用vector、list、deque实现，缺省情况用deque实现

  template<class T, class Cont = deque >
  class stack {
    ....
  };

• queue队列（单向），先进先出；可用list、deque实现，缺省情况用deque实现

• priority_queue优先级队列，最高优先级的元素总是第一个出队；通常采用堆排序

  template <class T, class Container = vector, class Compare = less >
  class priority_queue {
  ....  
  };

• 都有empty()、size()函数，用于元素个数的判断

迭代器

用于存取容器中的元素，类似于指针

• vector<int>::iterator i;
  for (i = v.begin(); i != v.end(); i++)
  cout << *i << endl;
  
  vector<int>::reverse_iterator r;//反向迭代器
  for (r = v.rbegin(); r != v.rend(); r++)
  cout << *r << endl;

• 不同容器上的迭代器
  

• 有的算法如sort()需要随机访问迭代器来访问元素，有的容器不支持这些算法

算法

容器上的操作的函数模板

• 通过迭代器操纵元素

• “相等”的概念
  

• find() 举例
  

• 大多重载的算法有两个版本