14—C++STL（Standard Template Library：标准模板库）

01为什么用STL？

为了提高代码的复用性
其中：C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是提高代码的复用性

• 面型对象中的：继承和多态
• 泛型编程中的：模板使用

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,就出现了STL

02STL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

03STL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。

04 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:

​ 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。
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。

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

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

05 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

05.1vector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

//容器嵌套容器
void test01() {
	//vector容器中的数据类型还是一个vector容器：相当于一个二维数组
	vector< vector<int> >  v;
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;
	//向容器中存数据
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}
	//将容器元素插入到vector v中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);
	//访问嵌套的容器和访问二维数组一样，需要两层嵌套
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

05.2vector存放自定义数据类型

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

//自定义数据类型：Person类
class Person {
public:
	//有参构造
	Person(string name, int age) {
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	//成员变量
	string mName;
	int mAge;
};

//存放Person类创建的对象
void test01() 
{
	//创建一个存放Person类的vector
	vector<Person> v;
	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);
	//存入vector容器
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
	//遍历vector容器
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
	{
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

	}
}

//存放对象指针
void test02() {
	//定义Person类型的指针
	vector<Person*> v;
	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);
	//把指针存入vector容器
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);
	//遍历vector容器
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}


int main() {
	cout << "------test01------" << endl;
	test01();
	cout << "------test02------" << endl;
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

05.3vector容器嵌套vector容器

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

//容器嵌套容器
void test01() {
	//vector容器中的数据类型还是一个vector容器：相当于一个二维数组
	vector< vector<int> >  v;
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;
	//向容器中存数据
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}
	//将容器元素插入到vector v中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);
	//访问嵌套的容器和访问二维数组一样，需要两层嵌套
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}