STL技术概述与入门

STL技术概述与入门

    • STL介绍
    • STL六大组件
    • 初识容器算法迭代器
      • 1. vector存放内置数据类型
      • 2. Vector存放自定义数据类型
      • 3. Vector容器的嵌套
    • ✨ 总结

参考博文1:STL技术——STL概述和入门
参考博文2:<C++>初识STL —— 标准模板库

STL介绍

  • 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)
  • 容器算法之间通过迭代器进行无缝连接。
  • C++的面向对象泛型编程思想,目的就是复用性的提升

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、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。

初识容器算法迭代器

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

vector容器的初次使用
  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
vector容器迭代器内部结构图:
STL技术概述与入门_第1张图片


1. vector存放内置数据类型

容器:  vector
算法;  for_each
迭代器: vector::iterator

(1)创建容器对象v:

#include 

vector<int> v;	

(2)向容器中插入数据:

//向容器中放数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);

将10、20、30依次尾插入v容器内,插入数据利用push_back方法,然后利用迭代器遍历容器中的数据

(3)遍历数据:

  • 每一个容器都有自己的迭代器,迭代器是用来遍历容器中的元素,迭代器相当于数组的下标,但迭代器的类型为 vector::iterator
  • v.begin()返回迭代器,这个迭代器指向容器中第一个数据
  • v.end()返回迭代器,这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置

遍历方式1

//非常常用的容器遍历方式 必须熟悉
vector<int>::iterator it;	//创建vector容器迭代器
for(it=v.begin(); it!=v.end(); it++)
{
	cout << *it << endl;
}

创建一个指针即可,也是让指针从begin递增,在不等于end时依次解引用输出数据。这个方法比较常用于遍历容器,我个人推荐使用

*it代表<>内的数据类型,那么其实it就表示<>内数据类型的指针

遍历方式2
同时也可以使用STL中提供的遍历算法,本人用的不多

#include 

void func(int val)
{
	cout << val << endl;
}

for_each(v.begin(), v.end(), func);

使用for_each循环需要先引入头文件#include ,这个头文件包含了算法里的方法。参数列表分别是:起始位置,终止位置,输出函数句柄。

完整测试程序:

//容器存放int数据类型并遍历
void test()
{
	vector<int> v;				//创建vector容器对象 v
	
	//每一个容器都有自己的迭代器,迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器,这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器,这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型
	
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	
	cout << "1.容器存放int数据类型并遍历  方式一" << endl;
	//遍历方式1
	vector<int>::iterator it;	//创建vector容器迭代器
	for(it=v.begin(); it!=v.end(); it++)
	{
		cout << *it << endl;
	}
	
	cout << "1.容器存放int数据类型并遍历  方式二" << endl;
	//遍历方式2
	for_each(v.begin(), v.end(), func);
}

2. Vector存放自定义数据类型

 设计一个容器,存放每个学生的姓名和年龄,并通过迭代器方式遍历输出每个学生信息。

(1)自定义数据类型Person

class Person
{
public:
	string name;
	int age;
	
	Person(string name, int age)
	{
		this->name = name;
		this->age  = age;
	}
};

(2)创建容器v

vector<Person> v;	//创建vector容器对象,存放自定义数据

注意: <>内为容器内存放的数据类型,因此创建的时候需要设置数据类型为Person

(3)向容器中插入数据

	Person p1("张三", 21);
	Person p2("李四", 22);
	Person p3("王五", 23);
	
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);

在插入数据之前,需要实例化对象p1,p2,p3,然后利用push_back方法,插入实例对象数据。

(4)遍历数据

vector<Person>::iterator it;	//定义迭代器
for(it = v.begin(); it != v.end(); it ++)
{
	// it表示<>内的类型指针 *it代表<>内的数据类型
	cout << (*it).name << " " << it->age << endl;		
}

  在定义迭代器的时候,因为容器内的数据为Person类型,因此定义的迭代器类型也需要为Person类型。此外因为it为Person类型的指针,因此可以通过 (*it).name 形式访问成员变量,也可以使用指针形式访问成员变量 it->age

完整测试程序:

//2. 容器存放自定义数据
void test()
{
	vector<Person> v;		//创建vector容器对象,存放自定义数据
	
	Person p1("张三", 21);
	Person p2("李四", 22);
	Person p3("王五", 23);
	
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	
	cout << "2. 容器存放自定义数据并遍历" << endl;	
	//存放自定义数据 遍历
	vector<Person>::iterator it;
	for(it = v.begin(); it != v.end(); it ++)
	{
		cout << (*it).name << " " << (*it).age << endl;		//*it代表<>内的数据类型
		//或者 因为it2本质为指针
		//cout << it->name << " " << it->age << endl;
	}
}

3. Vector容器的嵌套

  设计一个大容器,大容器中存放不同的小容器,小容器中存放整型数据类型,通过迭代器变量输出,说白了设计个二维数组
(1)创建大容器

vector< vector<int> > v;		//创建大容器,存放小容器

注意: 大容器类型为 vector< vector >,<>内是存放的数据类型,小容器的类型 vector
(2)插入数据

//创建小容器
vector<int>v1;
vector<int>v2;
vector<int>v3;
vector<int>v4;

//小容器添加数据
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);
}

//将小容器放入大容器
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);

注意:大容器中插入小容器大致分为三步一是定义不同的小容器,二是往小容器中插入数据,三是将不同的小容器再插入大容器中

(3)遍历数据

for(vector< vector<int> >::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	//创建大容器迭代器
{
	//*it ------vector 还是个容器
	for(vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)	//创建小容器迭代器
	{
		cout << *vit << " ";
	}
	cout << endl;
}

注意: 因为有大小容器之分,所以要定义一个 vector< vector > 类型的大容器迭代器 it 和一个 vector 类型的小容器迭代器 vit,并且使用循环的嵌套,说白了就是遍历个二维数组。需要重视的是,*it 和 *vit 表示的数据类型,*it 表示vector类型。

完整测试程序:

//4. 容器嵌套容器  容器~=数组    容器嵌套 ~= 二维数组
void test04()
{
	//创建大容器
	vector< vector<int> > v;		//创建大容器,存放小容器
	
	//创建小容器
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;
	vector<int>v3;
	vector<int>v4;
	
	//小容器添加数据
	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);
	}
	
	//将小容器放入大容器
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);
	
	//循环遍历
	cout << "循环遍历大小容器内数据" << endl;
	for(vector< vector<int> >::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	//创建大容器迭代器
	{
		//*it ------vector 还是个容器
		for(vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)	//创建小容器迭代器
		{
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

✨ 总结

  到这里STL技术概述与入门就结束了,跟着这篇博客学习可以了解STL的基本概念,以及STL六大组件中容器、算法、迭代器的关系,并且主要熟悉容器的创建、插入数据及其遍历容器的例程,后面的内容也会持续更新,希望朋友们多多支持,你们的鼓励是我创作的不竭动力✨

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