C++ STL-----容器

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

目录

Vector容器

1. vector与普通数组区别

2.  动态扩展

3.  vector构造函数

4.  vector赋值操作

5.  vector容量和大小

6. vector插入和删除

7.  vector数据存取

8. vector互换容器

9. vector预留空间

deque容器

1.  功能：

2.  deque与vector区别：

3. deque构造函数

4. deque赋值操作

5. deque大小操作

6. deque 插入和删除

7. deque 数据存取

8. deque 排序

stack容器

1. 概念

2. stack 常用接口

3. 构造函数

4.  赋值操作

5. 数据存取

6. 大小操作

queue 容器

1. 概念

2. 功能描述

3.  构造函数

4. 赋值操作

5. 数据存取

6. 大小操作

list 容器

1. list基本概念

2. list构造函数

3. list 赋值和交换

4. list 大小操作

5. list 插入和删除

6. list 数据存取

7. list 反转和排序

set/ multiset 容器

1. set基本概念

2. set构造和赋值

3. set大小和交换

4. set插入和删除

5. set查找和统计

6.  set和multiset区别

7. pair对组创建

8. set容器排序

map/ multimap容器

1. map基本概念

2. map构造和赋值

3. map大小和交换

4. map插入和删除

5. map查找和统计

6.  map容器排序

Vector容器

        vector 数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

1. vector与普通数组区别

        不同之处在于数组是静态空间，vector可以动态扩展

2.  动态扩展

        并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间。

        vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。

3.  vector构造函数

        功能描述：

               创建vector容器

        函数原型：

                vector  v;                             //采用模板实现类实现，默认构造函数

                vector(v.begin(),  v.end()) ;      //将v[begin(),  end()]区间中的元素拷贝给本身

                vector(n,  elem);                       // 构造函数将n 个 elem 拷贝给本身

                vector(const  vector  &vec);    // 拷贝构造函数

4.  vector赋值操作

        功能描述：

                给vector容器赋值

        函数原型：

                vector&  operator=(const  vector  &vec);    // 重载等号操作符

                assign(beg,  end);      // 将[beg,  end]区间中的数据拷贝赋值给本身

                assign(n,  elem);      // 将 n 个 elem 拷贝赋值给本身

5.  vector容量和大小

        功能描述：

                对vector容器的容量和大小操作

        函数原型：

                empty();          // 判断容器是否为空

                capacity();           // 容器的容量

                size();               // 返回容器中元素的个数

                resize(int   num );  // 重新指定容器的长度为 num ，若容器变长， 则以默认值填充新位置。    如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

                resize(int  num,  elem);     // 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。  如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

6. vector插入和删除

        功能描述：

                对vector容器进行插入、删除操作

        函数原型：

                push_back(ele);                                 //尾部插入元素ele

                pop_back();                                         //删除最后一个元素

                insert(const_iterator pos, ele);         //迭代器指向位置pos插入元素ele

                insert(const_iterator pos, int count,ele); //迭代器指向位置pos插入count个元素ele

                erase(const_iterator pos);                         //删除迭代器指向的元素

                erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素

                clear();                          //删除容器中所有元素

7.  vector数据存取

        功能描述：

                对vector中的数据的存取操作

        函数原型：

                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();               //返回容器中最后一个数据元素

8. vector互换容器

        功能描述：

                实现两个容器内元素进行互换

        函数原型：

                swap(vec);         // 将vec与本身的元素互换

        swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

9. vector预留空间

        功能描述：

                减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

        函数原型：

                reserve(int len);      //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

        如果数据量较大，可以一开始利用reserve 预留空间

deque容器

1.  功能：

        双端数组，可以对头端进行插入删除操作

2.  deque与vector区别：

        vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低

        deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快

        vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

        deque内部工作原理:

                deque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容器的迭代器也是支持随机访问的

3. deque构造函数

        功能描述：

                deque容器构造

        函数原型：

                deque  deqT;           //默认构造形式

                deque(beg, end);             //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。

                deque(n, elem);                 //构造函数将n个elem拷贝给本身。

                deque(const deque &deq);         //拷贝构造函数

        deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

4. deque赋值操作

        功能描述：

                给deque容器进行赋值

        函数原型：

                deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符

                assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

                assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

        deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

5. deque大小操作

        功能描述：

                对deque容器的大小进行操作

        函数原型：

                deque.empty();       //判断容器是否为空

                deque.size();           //返回容器中元素的个数

                deque.resize(num);   //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

                deque.resize(num, elem);        //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。   //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

6. deque 插入和删除

        功能描述：

                向deque容器中插入和删除数据

        函数原型：

        两端插入操作：

                push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据

                push_front(elem); //在容器头部插入一个数据

                pop_back(); //删除容器最后一个数据

                pop_front(); //删除容器第一个数据

        指定位置操作：

                insert(pos,elem);         //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

                insert(pos,n,elem);        //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

                insert(pos,beg,end);         //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

                clear();         //清空容器的所有数据

                erase(beg,end);         //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

                erase(pos);         //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

7. deque 数据存取

        功能描述：

                对deque 中的数据的存取操作

        函数原型：

                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();         //返回容器中最后一个数据元素

8. deque 排序

        功能描述：

                利用算法实现对deque容器进行排序

        算法：

                sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

         sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可

stack容器

1. 概念

        stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

        栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

        栈中进入数据称为 --- 入栈 push

        栈中弹出数据称为 --- 出栈 pop

2. stack 常用接口

        功能描述：

                栈容器常用的对外接口

3. 构造函数：

                stack stk;                 //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式

                stack(const stack &stk);         //拷贝构造函数

4.  赋值操作：

                stack& operator=(const stack &stk);         //重载等号操作符

5. 数据存取：

                push(elem);         //向栈顶添加元素

                pop();         //从栈顶移除第一个元素

                top();         //返回栈顶元素

6. 大小操作：

                empty();         //判断堆栈是否为空

                size();         //返回栈的大小

queue 容器

1. 概念

        Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

        队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

        

        队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

        队列中进数据称为 --- 入队 push

        队列中出数据称为 --- 出队 pop

  

2. 功能描述

                栈容器常用的对外接口

3.  构造函数

        queue que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式

        queue(const queue &que); //拷贝构造函数

4. 赋值操作

        queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

5. 数据存取

        push(elem); //往队尾添加元素

        pop(); //从队头移除第一个元素

        back(); //返回最后一个元素

        front(); //返回第一个元素

6. 大小操作

        empty(); //判断堆栈是否为空

        size(); //返回栈的大小

list 容器

1. list基本概念

        功能：

                将数据进行链式存储

        链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

        链表的组成：

                链表由一系列结点组成

        结点的组成：

                一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

        STL中的链表是一个双向循环链表

        由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

        list的优点：

                采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出

                链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

        list的缺点：

                链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

                List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

2. list构造函数

        功能描述：

                创建list容器

        函数原型：

                list lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：

                list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。

                list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。

                list(const list &lst); //拷贝构造函数。

3. list 赋值和交换

        功能描述：

                给list容器进行赋值，以及交换list容器

        函数原型：

                assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

                assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

                list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符

                swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

4. list 大小操作

        功能描述：

                对list容器的大小进行操作

        函数原型：

                size(); //返回容器中元素的个数

                empty(); //判断容器是否为空

                resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

                                        //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

                resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

5. list 插入和删除

        功能描述：

                对list容器进行数据的插入和删除

        函数原型：

                push_back(elem);        //在容器尾部加入一个元素

                pop_back();        //删除容器中最后一个元素

                push_front(elem);        //在容器开头插入一个元素

                pop_front();        //从容器开头移除第一个元素

                insert(pos,elem);        //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

                insert(pos,n,elem);        //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

                insert(pos,beg,end);        //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

                clear();        //移除容器的所有数据

                erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

                erase(pos);//删除pos位置的数据，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。

6. list 数据存取

        功能描述：

                对list容器中数据进行存取

        函数原型：

                front(); //返回第一个元素。

                back(); //返回最后一个元素。

7. list 反转和排序

        功能描述：

                将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

        函数原型：

                reverse(); //反转链表

                sort(); //链表排序

set/ multiset 容器

1. set基本概念

        简介：

                所有元素都会在插入时自动被排序

        本质：

                set/multiset 属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

        set和multiset区别：

                set 不允许容器中有重复的元素

                multiset 允许容器中有重复的元素

2. set构造和赋值

        功能描述：

                创建set容器以及赋值

        构造：

                set st;         //默认构造函数：

                set(const set &st);         //拷贝构造函数

        赋值：

                set& operator=(const set &st);         //重载等号操作符

3. set大小和交换

        功能描述：

                统计set容器大小以及交换set容器

        函数原型：

                size();         //返回容器中元素的数目

                empty();         //判断容器是否为空

                swap(st);         //交换两个集合容器

4. set插入和删除

        功能描述：

                set容器进行插入数据和删除数据

        函数原型：

                insert(elem); //在容器中插入元素。

                clear(); //清除所有元素

                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。

5. set查找和统计

        功能描述：

                对set容器进行查找数据以及统计数据

        函数原型：

                find(key);         //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

                count(key);         //统计key的元素个数

6.  set和multiset区别

        学习目标：

                掌握set和multiset的区别

        区别：

                set不可以插入重复数据，而multiset可以

                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，因此可以插入重复数据

7. pair对组创建

        功能描述：

                成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

        两种创建方式：

                pair p ( value1, value2 );

                pair p = make_pair( value1, value2 );

8. set容器排序

        学习目标：

                set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

        主要技术点：

                利用仿函数，可以改变排序规则

map/ multimap容器

1. map基本概念

        简介：

                map中所有元素都是pair

                pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）

                所有元素都会根据元素的键值自动排序

        本质：

                map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

        优点：

                可以根据key值快速找到value值

        map和multimap区别：

                map不允许容器中有重复key值元素

                multimap允许容器中有重复key值元素

2. map构造和赋值

        功能描述：

                对map容器进行构造和赋值操作

        函数原型：

        构造：

                map mp; //map默认构造函数:

                map(const map &mp); //拷贝构造函数

        赋值：

                map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

        map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组

3. map大小和交换

        功能描述：

                统计map容器大小以及交换map容器

        函数原型：

                size(); //返回容器中元素的数目

                empty(); //判断容器是否为空

                swap(st); //交换两个集合容器

4. map插入和删除

        功能描述：

                map容器进行插入数据和删除数据

        函数原型：

                insert(elem);         //在容器中插入元素。

                clear();         //清除所有元素

                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(key);         //删除容器中值为key的元素。

5. map查找和统计

        功能描述：

                对map容器进行查找数据以及统计数据

        函数原型：

                find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

                count(key); //统计key的元素个数

6.  map容器排序

        学习目标：

                map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

        主要技术点:

                利用仿函数，可以改变排序规则

        对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器