STL常见容器和算法
目录
vector容器
deque容器
stack容器
queue容器
List容器
set/multiset容器
map/multimap容器
STL-函数对象
STL 常用算法
vector容器
与数组类似，也称为单端数组，vector可以动态扩展，空间满后，寻找更大的新空间，将原有数组拷贝到新空间
vector迭代器支持随机访问
vector构造函数
无参构造
通过输入迭代器的区间进行构造
通过n个elm进行构造
拷贝构造
vector赋值操作
vector& operator=(const vector &vec); //重载等号 assign(beg,end); //将[beg,end）的数据（此处还是指迭代器范围）拷贝赋值给本身 assign(n,elem); //将n个elem赋值给自身
assign()理解为会把之前所有的值删除，然后赋参数列表里的值,与等号的作用等价
vector容量和大小
empty(); //判断容器是否为空
capacity(); //容器的容量
size(); //容器的大小
resize(); //重新指定大小，如果重新指定的大小比原来长，默认用0填充
//如果重新指定的大小比原来小，会删除超出部分元素
vector插入和删除
push_back(ele); pop_back(); insert(const_iterator pos,ele); //在迭代器位置插入元素 insert(const_iterator pos,count,ele);//在迭代器位置插入n个元素 erase(const_iterator pos);//删除指定位置 erase(const_iterator beg,const_iterator end);//删除指定范围，若范围为begin()和end()，等价于清空 clear();//清空容器内容
vector数据存取
at(int idx); //返回索引idx所指的数据 operator[]; //返回索引idx所指的数据 front(); //返回容器中第一个数据元素 back(); //返回最后一个元素
除了迭代器，也可以用 [] 和 at() 等进行访问vector中的元素
vector互换容器
实现两个容器内元素进行互换
swap();
巧用swap()可以收缩内存：
vector(v).swap(v); //vector (v) 申请了一个匿名对象，内容用v拷贝 //匿名对象会在执行完语句后释放
vector预留空间
减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
reserve(int space); //若数据量较大，预留空间可以减少动态扩展的次数
deque容器
deque容器的基本概念
-
双端数组，也可以对头端进行插入删除操作
vector对于头部的数据插入删除效率低，需要移动大量元素
-
工作原理：
deque容器内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间
deque构造函数
deque //默认构造
deque(beg,end); //将迭代器[beg,end)区间中的元素拷贝给本身
deque(n,elem); //构造函数将n个elem传入本身
deque(const deque &deq); //拷贝构造函数
补充一点：函数参数是容器，且要加
const修饰时，迭代器也要改为const_iterator
deque容器赋值操作
deque& operator=(const deque &deq); //重载等号
assign(beg,end); //通过另一个容器范围内的值进行赋值
assign(n,ele); //n个ele元素进行赋值
assign()理解为会把之前所有的值删除，然后赋参数列表里的值,与等号的作用等价
deque容器大小操作
deque.empty() //判断容器是否为空
deque.size() //返回容器的大小
deque.resize(n) //重新指定大小,若比原来长，默认0填充
//若比原来短，相当于删除末尾元素
deque容器插入和删除
-
两端插入和删除
push_back(elem);//尾插push_front(elem);//头插pop_back()//尾删pop_front()//头删
-
指定位置操作
insert(const_iterator pos,elem);//pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新元素的位置（数据类型为迭代器类型）insert(const_iterator pos,n,elem);//pos位置插入n个elem元素的拷贝，无返回值insert(pos,beg,end);//pos位置插入[beg,end)区间的值，无返回值，相比vector多了此重载版本clear();//清空dequeerase(beg,end);//删除[beg,end)区间内的值，返回下一个数据值位置erase(pos);//删除pos位置的值，返回下一个数据的位置
deque容器数据存取
at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //重载[]，返回索引idx所指的元素
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素
除了迭代器，也可以用 [] 和 at() 等进行访问deque中的元素
deque容器排序操作
sort(iterator beg,iterator end); //对区间内的元素进行排序
stack容器
基本概念
-
先进后出，只有一个出口
-
栈不允许有遍历行为，只能访问栈顶元素
stack常用接口
构造函数
stack //默认构造
stack(const stack &stk); //拷贝构造函数
赋值操作
stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符
数据存取
push(elm); //向栈顶添加元素
pop(); //移除栈顶元素
top(); //返回栈顶元素
大小操作：
empty(); //判断栈是否为空
size(); //返回栈的大小
queue容器
队列(queue)是一种先进先出的数据结构，一端只能出队，一端只能入队，只能访问队头和队尾元素，不允许遍历行为
queue容器常用接口
构造函数
queue //模板类实现，默认构造
queue(const queue &que); //拷贝构造函数
赋值操作
queue& operator=(const queue &que); //重载等号运算符
数据存取
push(elem); //队尾添加元素
pop(); //移除队头元素
back(); //返回最后一个元素
front(); //返回第一个元素
大小操作
empty(); //判断是否为空
size()； //返回队列大小
List容器
基本概念
链表，使用非连续的内存地址，将数据进行链式存储，由一系列结点构成
STL中的List链表是双向循环链表，链表的存储方式并不是连续的内存空间，其迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器
插入和删除不会造成list 迭代器的失效，这在vector中不成立
list构造函数
list //模板类实现，默认构造
list(beg,end); //将迭代器[beg,end)区间 元素拷贝给自身
list(n,elem); //将n个elem 拷贝给自身
list(const list &lst); //拷贝构造函数
list赋值和交换
assign(beg,end); //将迭代器[beg,end)范围内的数拷贝赋值给本身
assign(n,elem); //赋值n个elem
list& operator=(const list &lst); //重载等号
swap(lst); //将lst与本身的元素互换，即使长度不同也可以互换
list大小操作
empty();
size();
resize(num); //重新指定list的长度为num，若容器边长，则以默认值填充新位置
//若变短，则删除超出长度的元素
resize(num,elem);
list插入和删除
push_back(elem); //尾插
push_front(elem); //头插
pop_back() //尾删
pop_front() //头删
insert(const_iterator pos,elem); //pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新元素的位置（数据类型为迭代器类型）
insert(const_iterator pos,n,elem); //pos位置插入n个elem元素的拷贝，无返回值
insert(pos,beg,end); //pos位置插入[beg,end)区间的值，无返回值，相比vector多了此重载版本
clear(); //清空
erase(beg,end); //删除[beg,end)区间内的值，返回下一个数据值位置
erase(pos); //删除pos位置的值，返回下一个数据的位置
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素
list的迭代器不支持随机访问，只能++或--，因为双向链表只知道当前结点的前驱和后继，再往后的结点就得访问其他结点才知道
list数据存取
front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素
无法重载[]，也无法使用at(),因为list不是连续的内存空间
list反转和排序
reverse(); //实现链表的反转
关于排序，list容器不能直接使用algorithm提供的
sort(),所有不支持随机访问迭代器的容器，都不可以用标准算法
list内部提供了sort()成员函数
sort()默认为升序排序，若要为降序，需要提供比较器
bool myCompare(int v1,int v2)
{
return v1 > v2 ;
}
例：自定义数据类型Person，按照年龄升序，身高降序排列，需要提供：
bool comparePerson(Person &p1,Person &p2){ if(p1.m_Age==p2.m_Age) return p1.m_Height>p2.m_Height; return p1.m_Age
set/multiset容器
基本概念
所有元素都会在插入时自动被排序，set/multiset 属于关联式容器，底层用二叉树实现
set/multiset区别：
set不允许容器中有重复元素，multiset允许容器中有重复的元素
set构造和赋值
set st; //默认构造
set(const set &st); //拷贝构造
set& operator=(const set &st) //重载等号操作符
set插入数据只有insert()方式
set大小和交换
size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断是否为空
swap(); //交换两个集合容器
set插入和删除
insert(); //插入元素
clear(); //清空
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器
erase(beg,end); //删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器
erase(elem); //删除容器中值为elem的元素
set查找和统计
find(key); //查找key是否存在，若存在，返回该元素的迭代器，若不存在，返回set.end()
count (key); //返回key的元素个数
set和multiset区别
set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
multiset不会检测数据重复性，因此可以插入重复数据
pair对组创建
成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据,使用对组不需要包含头文件
pair p (value1,value2);
pair p = make_pair(value1,value2);
set容器排序
set默认排序规则为从小到大，利用仿函数可以改变排序规则
存放内置数据类型的情况：
//仿函数：class myCompare{public: bool operator()(int v1,int v2){ return v1>v2; } };//创建set容器set st;
存放自定义数据类型的情况：
class Person{public: Person(string name,int age) { this->m_Name=name; this->m_Age=age; } string m_Name; int m_Age;};//对于自定义数据类型，set容器需要通过仿函数指定排序规则class ComparePerson{public: bool operator()(const Person& p1,const Person& p2) { return p1.m_Age > p2.m_Age; //降序排列 }};set st;
map/multimap容器
基本概念
map中所有元素都是pair，pair中第一个元素为key值(键值)，起索引作用，第二个值为value(实值)
所有元素都会根据元素的键值自动排序
map/multimap是关联式容器，底层用二叉树实现，根据key可以快速找到value值
map不允许有重复的key值元素，multimap允许容器有重复key值元素
map构造和赋值
构造
map(T1,T2)mp; //默认构造
map(const map &mp); //拷贝构造
赋值
map& operator=(const map &mp); //重载等号
map中所有数据都是成对出现，插入数据时要用对组pair
map大小和交换
size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(); //交换两个map容器
map插入和删除
insert(elem) //在容器中插入元素，此处元素是pair
clear(); //清空map
erase(pos); //删除迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器
erase(beg,end); //删除区间[beg,end)的元素，返回下一个元素的迭代器
erase(key); //删除容器中值为key的元素
map内部重载了[]，可以用key通过中括号访问value
mapm;m.insert(make_pair(1,10));m.insert(pair(2,20));m.insert(map::value_type(3,30));
map查找和统计
find(key); //查找key是否存在，返回该键的元素的迭代器，弱不存在返回map.end()
count(key); //统计key的元素个数
map排序
改变排序顺序，或者对自定义数据类型排序，需要提供仿函数
STL-函数对象
概念
重载函数调用操作符()的类，其对象称为函数对象
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数
调用
-
函数对象在使用时，可以像普通函数一样调用，可以有参数，可以有返回值
//创建class Myadd{public: int operator()(int v1,int v2) { return v1+v2; }};//调用Myadd add;add(1,2);
-
函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
例：可以在类内添加count属性，统计函数对象调用次数
-
函数对象可以作为参数传递
谓词
-
谓词概念
返回bool类型的仿函数称为谓词，如果operator()接收一个参数，称为一元谓词，如果接收两个参数，称为二元谓词
内建函数对象
STL内建了一些函数对象，包括：
-
算术仿函数
-
关系仿函数
-
逻辑仿函数
需要包含头文件#include
算术仿函数
negate是一元运算，其他都是二元运算
negate neg;
int a=neg(50); //a的结果为-50
plusp;
a=p(10,20); //a的结果为30
minusm;
a=m(10,20); //a的结果为-10
关系仿函数
equal_to，not_equal_to，greater，greater_equal，less，less_equal
逻辑仿函数
logical_and，logical_or，logical_not
STL 常用算法
常用遍历算法
for_each //遍历容器
for_each(iterator beg,iterator end,_func);
第三个参数可以是函数，也可以是函数对象
transform //搬运容器到另一个容器中
transform(iterator beg1,ierator end1,ierator beg2,_func);
//参数：原迭代器begin，原迭代器end，目标迭代器begin，函数或函数对象
注意，目标容器需要提前开辟空间（使用resize）
常用查找算法
-
find //查找指定元素，返回指定元素的迭代器，未找到返回结束迭代器end()
find(iterator beg,iterator end,value);
find查找自定义数据类型时，需要重载==
-
find_if //按条件查找元素
find_if(iterator beg,iterator end,_Pred);
//参数：迭代器begin，迭代器end，谓词（bool类型仿函数）
-
adjacent_find //查找相邻重复元素
adjacent_find(iterator beg,iterator end);
//beg 开始迭代器，end 结束迭代器 查找相邻重复元素，返回相邻元素的第一个位置的迭代器
-
binary_search //查找指定元素是否存在
bool binary_search(iterator beg,iterator end,value);
//查找指定的元素，查到返回true，否则返回false
注意：binary_search只能用于有序序列
-
count //统计元素的个数
count(iterator beg,iterator end,value);
//对于自定义数据类型需要重载==
-
count_if //按条件统计元素个数
count_if(iterator beg,iterator end,_Pred)
//参数：迭代器begin，迭代器end，谓词（bool类型仿函数）
总结：对于自定义数据类型，需要重载符号，或提供一个谓词
常用排序算法
-
sort //对容器内元素进行排序
sort(iterator beg,iterator end,_Pred);
//修改排序规则或对于自定义数据类型需要提供谓词
-
random_shuffle //随机打乱容器中元素的顺序
random_shuffle(iterator beg,iterator end);
//如果要每次随机结果不同，需要加上随机数种子
-
merge //将两个容器元素合并，并存储到另一容器，但两个容器必须是有序的（等同于归并排序的merge过程）
merge(ierator beg1,iterator end1,iterator beg2,ierator end2,ierator dest);
//beg1,end1,容器1的开始/结束迭代器
//beg2,end2,容器2的开始/结束迭代器
//dest,目标容器的开始迭代器
//dest容器需要使用resize()预先分配内存
-
reverse //将容器内元素进行反转
reverse(iterator beg,iterator end);
常用拷贝和替换算法
-
copy //容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
copy(iterator beg,iterator end,iterator dest);
//beg,end,容器的开始/结束迭代器
//dest,目标容器的开始迭代器
//dest容器需要使用resize()预先分配内存
//相比于copy，transform更灵活，可以自定义函数或者函数对象，在搬运时对数据进行操作
-
replace //将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
replace(iterator beg,iterator end,old_value,new_value);
//beg,end,容器的开始/结束迭代器
//old_value,new_value,旧元素/新元素
-
replace_if //将区间内满足条件的元素，替换成指定元素
replace_if(iterator beg,iterator end,_Pred,newvalue)
//beg,end,容器的开始/结束迭代器
//_Pred 谓词
//newvalue 替换的新元素
-
swap //替换两个同类型容器的元素
常用算术生成算法
算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为
-
accumulate //计算容器元素累计总和
accumulate(iterator beg,iterator end,value);
//beg,end,容器的开始/结束迭代器
//value,累加起始值，不需要起始值写0就可以
-
fill //向容器内填充指定的元素
fill(iterator beg,iterator end,value);
//beg,end,容器的开始/结束迭代器
//value，填充的值
若是新建的容器，需要用resize预先指定其大小
常用集合算法
-
set_intersection //求两个集合的交集
iterator set_intersection(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,iterator end2,iterator dest);
//目标容器需要用resize提前开辟空间
//set_intersection会返回交集end位置的迭代器
-
set_union //求两个集合的并集
set_union(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,iterator end2,iterator dest);
//目标容器需要用resize提前开辟空间
//set_union会返回并集end位置的迭代器
-
set_difference //求两个容器的差集
set_difference(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,iterator end2,iterator dest);
//目标容器需要用resize提前开辟空间
//set_diference会返回并集end位置的迭代器