C++：STL超全用法归纳
前言
本文是结合黑马程序员C++教程中STL部分和笔者自身理解整理而成，增加了程序缺失的头文件，保证每个程序都可以运行。同时为方便理解，增加了引入图片和部分程序的输出结果
目录在左下角
配套视频：https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z
1. 初识STL
1.1 诞生意义
1.1.1 提升复用性
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
-
面向对象的三个特性：
①封装：把属性、行为等客观事物封装成抽象的类，来实现事和物。并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏
②继承：子类继承父类属性、行为，不用再重新声明
③多态：一个函数名称有多个接口，创建不同对象指向调用同一个接口 -
泛型编程
用模板将类型参数化，更为通用化
1.1.2 为建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL
比如实现同一个加法，不同的程序有不同实现的过程，而定义了一个标准，就是将所有作用相同的加法用一个程序实现
1.2 STL基本概念
- STL(Standard Template Library,标准模板库)
2. STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
3. 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接
4. STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数
1.3 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
- 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据
- 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
- 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂
- 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
- 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
- 空间配置器：负责空间的配置与管理
1.4 STL中容器、算法、迭代器
-
容器： 元素放置的位置
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:强调值位置的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
比如：将1,3,5,4,2这五个数放在一个容器后，仍为1,3,5,4,2②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
比如：将1,3,5,4,2这五个数放在一个容器后，经过排序操作后变为1,2,3,4,5 -
算法： 解决问题的方法
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，算法要通过迭代器才能访问容器中的元素，操作类似指针
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-l | 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
1.5 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
1.5.1 vector存放内置数据类型
容器： vector
算法： for_each
迭代器： vector::iterator
示例：
#include ::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型
//v.begin()起始迭代器，指向容器中第一个数据
vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
//v.end()结束迭代器，指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
vector<int>::iterator pEnd = v.end();
//第一种遍历方式：
while (pBegin != pEnd) {
cout << *pBegin << endl;
pBegin++;
}
//第二种遍历方式：（理解直接，方式简单，建议使用）
//v.begin()为指针，故it也为指针
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << endl;
}
cout << 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;
}
1.5.2 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 1.5.3 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
示例：
#include 输出
1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
4 5 6 7
2 STL- 常用容器
2.1 string容器
2.1.1 string基本概念
本质：
- string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类
string和char * 区别：
- c语言中，char* 表示字符指针类型，当其指向一个字符串的第一个元素时，它就可以表示这个字符串
- string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器
特点：
string 类内部封装了很多成员方法
例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert
string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责
2.1.2 string构造函数
构造函数原型：
-
string();//创建一个空的字符串 例如: string str; -
string(const char* s);//使用字符串s初始化（注意此处的const不能删去，否则程序会出现警告） -
string(const string& str);//使用一个string对象初始化另一个string对象 -
string(int n, char c);//使用n个字符c初始化
示例：
#include
#include
using namespace std;
//string构造
void test01()
{
string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
cout << "str1 = " << s1 << endl;
const char* str = "hello world";
string s2(str); //把c_string转换成了string
cout << "str2 = " << s2 << endl;
string s3(s2); //调用拷贝构造函数
cout << "str3 = " << s3 << endl;
string s4(10, 'a'); //注意是单引号
cout << "str3 = " << s3 << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出
str1 =
str2 = hello world
str3 = hello world
str3 = hello world
总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可
2.1.3 string赋值操作
功能描述：
- 给string字符串进行赋值
赋值的函数原型：
-
string& operator=(const char* s);//char*类型字符串 赋值给当前的字符串string str1; str1 = "hello world"; cout << "str1 = " << str1 << endl; -
string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
string str2; str2 = str1; cout << "str2 = " << str2 << endl; -
string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
string str3; str3 = 'a'; cout << "str3 = " << str3 << endl; -
string& assign(const char *s);//把字符串s赋给当前的字符串string str4; str4.assign("hello c++"); cout << "str4 = " << str4 << endl; -
string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
string str5; str5.assign("hello c++",5); cout << "str5 = " << str5 << endl; -
string& assign(const string &s);` //把字符串s赋给当前字符串
string str6; str6.assign(str5); cout << "str6 = " << str6 << endl; -
string& assign(int n, char c);//用n个字符c赋给当前字符串string str7; str7.assign(10, 'w'); cout << "str7 = " << str7 << endl;
输出
str1 = hello world
str2 = hello world
str3 = a
str4 = hello c++
str5 = hello
str6 = hello
str7 = wwwwwwwwww
示例：
//赋值
#include 2.1.4 string字符串拼接
功能描述：
- 实现在字符串末尾拼接字符串
函数原型：
-
string& operator+=(const char* str);//追加字符串，重载+=操作符string str1 = "我"; str1 += "爱玩游戏"; cout << "str1 = " <<str1 << endl; -
string& operator+=(const char c);//追加字符，重载+=操作符str1 +=":"; cout << "str1 = " <<str1 << endl; -
string& operator+=(const string& str);//追加字符串，重载+=操作符strint str2 = "LOL DNF"; str1 += str2; cout << str1 << endl; -
string& append(const char *s);//把字符串s连接到当前字符串结尾string str3 = "I"; str3.append("love"); cout << "str3 = " <<str3 << endl; -
string& append(const char *s, int n);//把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾str3.append("game abcde", 4); cout << "str3 = " <<str3 << endl; -
string& append(const string &s);//同operator+=(const string& str)str3.append(str2); cout << "str3 = " <<str3 << endl; -
string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾str3.append(str2, 0, 3); cout << "str3 = " <<str3 << endl;
示例：
#include
#include
using namespace std;
//字符串拼接
void test01()
{
string str1 = "我";
str1 += "爱玩游戏";
cout << "str1 = " << str1 << endl;
str1 += ':';
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str2 = "LOL DNF";
str1 += str2;
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str3 = "I";
str3.append(" love ");
str3.append("game abcde", 4);
cout << "str3 = " < 输出
str1 = 我爱玩游戏
str1 = 我爱玩游戏:
str1 = 我爱玩游戏:LOL DNF
str3 = I love game
str3 = I love gameDNF
总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可
2.1.5 string查找和替换
功能描述：
- 查找：查找指定字符串是否存在
- 替换：在指定的位置替换字符串
函数原型：
-
int find(const string& str, int pos = 0) const;//查找str第一次出现位置,从pos开始查找string str1 = "abcdef"; string str2 = "c"; int pos1 = str1.find(str2); cout << "pos1 = " << pos1 < -
int find(const char* s, int pos = 0) const;//查找s第一次出现位置,从pos开始查找int pos2 = str1.find("de"); cout << "pos2 = " << pos2 <<endl; -
int find(const char* s, int pos, int n) const;//从pos位置查找s的前n个字符第一次位置int pos3 = str1.find("bcd", 0, 2); cout << "pos3 = " << pos3 <<endl; -
int find(const char c, int pos = 0) const;//查找字符c第一次出现位置int pos4 = str1.find("b"); cout << "pos4 = " << pos4 <<endl; -
int rfind(const string& str, int pos = npos) const;//查找str最后一次位置,从pos开始查找string str3 = "abcabc"; stirng str4 = "ca"; int pos5 = str3.find(str4); cout << "pos5 = " << pos5 <<endl; -
int rfind(const char* s, int pos = npos) const;//查找s最后一次出现位置,从pos开始查找int pos6 = str3.rfind("ab", 5); int pos6_ab = str3.rfind("ab", 0); int pos6_b = str3.rfind("b", 0); cout << "pos6 = " << pos6 <<endl; cout << "pos6_ab = " << pos6_ab <<endl;//从第0位置从右向左找ab，找到了a，即使没有找到b也会返回a位置， cout << "pos6_b = " << pos6_b <<endl;//从第0位置从右向左找b，找不到，返回-1 -
int rfind(const char* s, int pos, int n) const;//从pos查找s的前n个字符最后一次位置int pos7 = str3.rfind("abc", 2, 3); cout << "pos7 = " << pos7 <<endl; -
int rfind(const char c, int pos = 0) const;//查找字符c最后一次出现位置int pos8 = str3.rfind("c"); cout << "pos8 = " << pos8 <<endl; -
string& replace(int pos, int n, const string& str);//替换从pos开始n个字符为字符串strstr3.replace(1,2,str4); cout << str3 << endl; -
string& replace(int pos, int n,const char* s);//替换从pos开始的n个字符为字符串sstr1.replace(1,2,"1111"); cout << str1 << endl;
输出
pos1 = 2
pos2 = 3
pos3 = 1
pos4 = 1
pos5 = 2
pos6 = 3
pos6_ab = 0
pos6_b = -1
pos7 = 0
pos8 = 5
acaabc
a1111def
示例1：
#include 示例2：
//查找和替换
#include 总结：
- find查找是从左往后，rfind从右往左
- find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
- replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串
2.1.6 string字符串比较
功能描述：
- 字符串之间的比较
比较方式：
- 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比
= 返回 0
> 返回 1
< 返回 -1
函数原型：
int compare(const string &s) const;//与字符串s比较int compare(const char *s) const;//与字符串s比较
示例：
//字符串比较
#include 总结： 字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大
2.1.7 string字符存取
string中单个字符存取方式有两种
char& operator[](int n);//通过[]方式取字符``string str = "abc"; cout << str[1];char& at(int n);//通过at方法获取字符cout << str.at(1);
示例：
#include 总结： string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at
2.1.8 string插入和删除
功能描述：
- 对string字符串进行插入和删除字符操作
函数原型：
string& insert(int pos, const char* s);//插入字符串str1.insert(1, "abc");string& insert(int pos, const string& str);//插入字符串srt1.insert(2, str2);string& insert(int pos, int n, char c);//在指定位置插入n个字符cstr2.insert(1, 10, "a");string& erase(int pos, int n = npos);//删除从Pos开始的n个字符str2.erase(1, 10);
示例：
//字符串插入和删除
#include 总结： 插入和删除的起始下标都是从0开始
2.1.9 string子串
功能描述：
- 从字符串中获取想要的子串
函数原型：
string substr(int pos = 0, int n = npos) const;//返回由pos开始的n个字符组成的字符串string substr = str.substr(0, 3); //从第0位置开始截取3个字符
示例：
//子串
#include 总结： 灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息
2.2 vector容器
2.2.1 vector基本概念
功能：
- vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
vector与普通数组区别：
- 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展
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
2.2.2 vector构造函数
功能描述：
- 创建vector容器
函数原型：
vector//采用模板实现类实现，默认构造函数v; vector<int> v1;vector(v.begin(), v.end());//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());vector(n, elem);//构造函数将n个elem拷贝给本身vector<int> v3(10, 100);vector(const vector &vec);//拷贝构造函数vector<int> v4(v3);
示例：
#include 总结： vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可
2.2.3 vector赋值操作
功能描述：
- 给vector容器进行赋值
函数原型：
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符vector<int> v1; vector<int> v2; v1 = v2;assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身v1.assign(v2.begin(), v2.end());assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身v1.aggign(10, a);
示例：
#include 总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以
2.2.4 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，空返回1，非空返回0 -
capacity();//容器的容量（容量一般大于等于大小） -
size();//容器的大小，即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
//注意：elem值的类型要与vector容器内的元素类型相同
示例：
#include 输出
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1不为空
v1的容量 = 16
v1的大小 = 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 10 10
0 1 2 3 4
总结：
- 判断是否为空 — empty
- 返回元素个数 — size
- 返回容器容量 — capacity
- 重新指定大小 — resize
2.2.5 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elepop_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eleinsert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素eleerase(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
示例：
#include 输出
10 20 30 40 50
10 20 30 40
100 10 20 30 40
1000 1000 100 10 20 30 40
1000 100 10 20 30 40
clear
请按任意键继续. . .
总结：
- 尾插 — push_back
- 尾删 — pop_back
- 插入 — insert (位置迭代器)
- 删除 — erase （位置迭代器）
- 清空 — clear
2.2.6 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
示例：
#include 总结：
- 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
- front返回容器第一个元素
- back返回容器最后一个元素
2.2.7 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
示例：
#include (v)相当于一个以v为标准创建的匿名对象，如果将该匿名对象设为x，则x的size应该为3，容量也应该为3
//x.swap(v)交换x，v所指向位置，而匿名对象在执行完当前行语句后会被系统回收，故只留下v
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
输出
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
互换后
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v的容量为：131072
v的大小为：100000
v的容量为：131072
v的大小为：3
v的容量为：3
v的大小为：3
总结： swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果
2.2.8 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。
示例：
#include 总结： 如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间
2.3 deque容器
2.3.1 deque容器基本概念
功能：
- 双端数组，可以对头端进行插入删除操作
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
2.3.2 deque构造函数
功能描述：
- deque容器构造
函数原型：
dequedeqT; //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
示例：
#include 输出
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
总结： deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可
2.3.3 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。
示例：
#include 输出
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
总结： deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握
2.3.4 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
与vector的区别： 没有容量概念，因为可以无限放置
示例：
#include 总结：
- deque没有容量的概念
- 判断是否为空 — empty
- 返回元素个数 — size
- 重新指定个数 — resize
2.3.5 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。
示例：
#include 总结：
- 插入和删除提供的位置是迭代器！
- 尾插 — push_back
- 尾删 — pop_back
- 头插 — push_front
- 头删 — pop_front
2.3.6 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
示例：
#include 总结：
- 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以
- front返回容器第一个元素
- back返回容器最后一个元素
2.3.7 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
示例：
#include 总结： sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可。vector也可运用sort算法
2.4 案例-评委打分
2.4.1 案例描述
有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。
2.4.2 实现步骤
- 创建五名选手，放到vector中
- 遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
- sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
- deque容器遍历一遍，累加总分
- 获取平均分
示例代码：
#include 总结： 选取不同的容器操作数据，可以提升代码的效率
2.5 stack容器
2.5.1 stack 基本概念
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
生活中的栈：
2.5.2 stack 常用接口
功能描述： 栈容器常用的对外接口
构造函数：
stack//stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式stk; 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(elem);//向栈顶添加元素（注意入栈是push而非push_backpop();//从栈顶移除第一个元素top();//返回栈顶元素
大小操作：
empty();//判断堆栈是否为空size();//返回栈的大小
示例：
#include 输出
栈的大小为：3
栈顶元素为： 30
栈顶元素为： 20
栈顶元素为： 10
栈的大小为：0
总结：
- 入栈 — push
- 出栈 — pop
- 返回栈顶 — top
- 判断栈是否为空 — empty
- 返回栈大小 — size
2.6 queue 容器
2.6.1 queue 基本概念
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
生活中的队列：排队
2.6.2 queue 常用接口
功能描述： 栈容器常用的对外接口
构造函数：
queue//queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式que; queue(const queue &que);//拷贝构造函数
赋值操作：
queue& operator=(const queue &que);//重载等号操作符
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
大小操作：
empty();//判断堆栈是否为空size();//返回栈的大小
示例：
#include 总结：
- 入队 — push
- 出队 — pop
- 返回队头元素 — front
- 返回队尾元素 — back
- 判断队是否为空 — empty
- 返回队列大小 — size
2.7 list容器
2.7.1 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。
总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点
2.7.2 list构造函数
功能描述：
- 创建list容器
函数原型：
list//list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：lst; 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。
示例：
#include
#include 总结： list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可
2.7.3 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。
示例：
#include
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值和交换
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
//赋值
list<int>L2;
L2 = L1;
printList(L2);
list<int>L3;
L3.assign(L2.begin(), L2.end());
printList(L3);
list<int>L4;
L4.assign(10, 100);
printList(L4);
}
//交换
void test02()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
list<int>L2;
L2.assign(10, 100);
cout << "交换前： " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
cout << endl;
L1.swap(L2);
cout << "交换后： " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结： list赋值和交换操作能够灵活运用即可
2.7.4 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。
示例：
#include
#include 总结：
- 判断是否为空 — empty
- 返回元素个数 — size
- 重新指定个数 — resize
2.7.5 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
本届重点：
对于连续空间的数据集合可以+n（即对地址加减），但是非连续数据集合只能++（重载++，即it = it->next 是对地址的跳跃）
remove(elem); 为链表独有操作
示例：
#include
#include 总结：
- 尾插 — push_back
- 尾删 — pop_back
- 头插 — push_front
- 头删 — pop_front
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 移除 — remove
- 清空 — clear
2.7.6 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l.front();back();//返回最后一个元素l.back();
示例：
#include
#include 总结：
- list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
- 返回第一个元素 — front
- 返回最后一个元素 — back
2.7.7 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l.reverse();sort();//链表排序l.sort(); //所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法，即不可以用sort(*,*); //不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供一些对应的算法，即成员函数
示例：
#include
using namespace std;
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
bool myCompare(int val1 , int val2)
{
return val1 > val2;
}
//反转和排序
void test01()
{
list<int> L;
L.push_back(90);
L.push_back(30);
L.push_back(20);
L.push_back(70);
printList(L);
//反转容器的元素
L.reverse();
printList(L);
//排序
L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
printList(L);
L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小。此处运用到二元谓词知识
printList(L);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结：
- 反转 — reverse
- 排序 — sort （成员函数）
2.7.8 排序案例
案例描述： 将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则： 按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序
示例：
#include
#include 总结：
-
对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序
-
高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂
2.8 set/ multiset 容器
2.8.1 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
2.8.2 set构造和赋值
功能描述： 创建set容器以及赋值
构造：
set//默认构造函数：st; set(const set &st);//拷贝构造函数
赋值：
set& operator=(const set &st);//重载等号操作符
插入：
s.insert(elem);//插入的同时自动排序，底层逻辑是二叉树
示例：
#include 总结：
- set容器插入数据时用insert
- set容器插入数据的数据会自动排序
2.8.3 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
注意： 不支持resize();
示例：
#include 总结：
- 统计大小 — size
- 判断是否为空 — empty
- 交换容器 — swap
2.8.4 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 （作用等同于remove）
示例：
#include 总结：
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 清空 — clear
2.8.5 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();
//注意：set.end()指向最后一个元素的下一个位置
//要用迭代器去接收 eg: set::iterator pos = s.find(30);count(key);//统计key的元素个数
//由于set相同元素只能插入一个，所以个数返回的结果只有0或者1
示例：
#include 总结：
- 查找 — find （返回的是迭代器）
- 统计 — count （对于set，结果为0或者1）
2.8.6 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
示例：
#include 总结：
- 如果不允许插入重复数据可以利用set
- 如果需要插入重复数据利用multiset
2.8.7 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：
pairpair
示例：
#include 总结：
两种方式都可以创建对组，记住一种即可
2.8.8 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
- 仿函数(functor)，就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了
示例一 set存放内置数据类型
#include 总结： 利用仿函数可以指定set容器的排序规则
示例二 set存放自定义数据类型
#include 总结：
对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据
2.9 map/ multimap容器
2.9.1 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
2.9.2 map构造和赋值
功能描述：
- 对map容器进行构造和赋值操作
构造：
map//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
插入：
m.insert(pair//用匿名对组插入m.insert(make_pair(1, 10));//用匿名对组插入
按key值大小自动排序
示例：
#include
#include 总结： map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组
2.9.3 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
示例：
#include
#include 总结：
- 统计大小 — size
- 判断是否为空 — empty
- 交换容器 — swap
2.9.4 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
示例：
#include
#include 总结：
- map插入方式很多，记住其一即可
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 清空 — clear
2.9.5 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，类同set返回只有0或者1两者可能
示例：
#include
#include 总结：
- 查找 — find （返回的是迭代器）
- 统计 — count （对于map，结果为0或者1）
2.9.6 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
示例：
#include
#include 总结：
- 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
- 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器
2.10 案例-员工分组
2.10.1 案例描述
- 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
2.10.2 实现步骤
- 创建10名员工，放到vector中
- 遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
- 分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
- 分部门显示员工信息
案例代码：
#include::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
//{
// cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;
//}
system("pause");
return 0;
}
总结：
- 当数据以键值对形式存在，可以考虑用map 或 multimap