分享

王升的共享空间: STL

 伤心莫哭 2010-11-22
vectorbuilt-in数组类似,它拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变,因此它能非常好的支持随机存取,即[]操作符,但由于它的内存空间是连续的,所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝,另外,当该数组后的内存空间不够时,需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。  
   
 
list就是数据结构中的双向链表(根据sgi   stl源代码),因此它的内存空间可以是不连续的,通过指针来进行数据的访问,这个特点使得它的随机存取变的非常没有效率,因此它没有提供[]操作符的重载。但由于链表的特点,它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入。  
   
  deque
是一个double-ended queue,它的具体实现不太清楚,但知道它具有以下两个特点:它支持[]操作符,也就是支持随即存取,并且和vector的效率相差无几,它支持在两端的操作:push_backpush_frontpop_backpop_front等,并且在两端操作上与list的效率也差不多。
 
   
 
因此在实际使用时,如何选择这三个容器中哪一个,应根据你的需要而定,一般应遵循下面的原则:
 
      1
、如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用
vector  
      2
、如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用
list  
      3
、如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque

 

STL C++ANSI/ISO 标准的一部分,可以用于所有C++语言编译器和所有平台。STL的同一版本在任意硬件配置下都是可用的;STL 提供了大量的可复用软件组织。例如,程序员再也不用自己设计排序,搜索算法了,这些都已经是STL的一部分了。使用STL编写的代码更容易修改和阅读,因为代码更短了,很多基础工作代码已经被组件化了。

STL 的组成
  STL有三大核心部分:容器(Container)、算法(Algorithms)、迭代器(Iterator),容器适配器(container adaptor),函数对象(functor),除此之外还有STL其他标准组件。

容器(container):

容器是数据在内存中组织的方法,例如,数组、堆栈、队列、链表或二叉树(不过这些都不是STL标准容器)。STL中的容器是一种存储TTemplate)类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身,如果数据类型T代表的是Class的话。

算法(algorithm):

算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如,有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中,算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反,它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于 STL容器,而且可以用于普通的C++数组或任何其他应用程序指定的容器。
迭代器(iterator)

一旦选定一种容器类型和数据行为(算法),那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把迭代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器,使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分,因为它将算法和容器连在一起。

下面我将依次介绍STL的这三个主要组件

容器
  STL中的容器有
队列容器关联容器容器适配器congtainer adaptersstack,queuepriority queue),位集bit_set),串包(string_package)等等。
  在本文中,我将介绍list,vectordeque等队列容器,和setmultisets,mapmultimaps等关联容器,一共7种基本容器类。
  
队列容器(顺序容器):队列容器按照线性排列来存储T类型值的集合,队列的每个成员都有自己的特有的位置。顺序容器有向量类型双端队列类型列表类型三种。
基本容器——顺序容器
  
向量(vector容器类):include <vector>vector是一种动态数组,是基本数组的类模板。其内部定义了很多基本操作。既然这是一个类,那么它就会有自己的构造函数。vector 类中定义了4种构造函数:

默认构造函数,构造一个初始长度为0的空向量
如:vector<int> v1;
带有单个整形参数的构造函数,此参数描述了向量的初始大小。这个构造函数还有一个可选的参数,这是一个类型为T的实例,描述了各个向量种各成员的初始值;
如:vector<int> v2(init_size,0); 如果预先定义了:int init_size;他的成员值都被初始化为0
复制构造函数,构造一个新的向量,作为已存在的向量的完全复制,
如:vector<int> v3(v2);
带两个常量参数的构造函数,产生初始值为一个区间的向量。区间由一个半开区间[first,last](MS word的显示可能会有问题,first前是一个左方括号,last后面是一个右圆括号)来指定。
如:vector<int> v4first,last
下面一个例子用的是第四种构造方法,其它的方法读者可以自己试试。


//stl_cpp_7.cpp
//
程序:初始化演示
#include <cstring> 
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int ar[10] =  {  12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55  };
char* str = "Hello World";
int main(void)
{
    vector <
int> vec1(ar, ar+10);                //first=ar,last=ar+10,不包括ar+10
    vector <char> vec2(str, str+strlen(str));    //first=str,last= str+strlen(str),不包括最后一个
    cout<<"vec1:"<<endl;  
    
//打印vec1vec2const_iterator是迭代器,后面会讲到
    //
当然,也可以用for (int i=0; i<vec1.size(); i++)cout << vec[i];输出
    //size()
vector的一个成员函数
    for(vector<int>::const_iterator p=vec1.begin();p!=vec1.end(); ++p)
        cout<<*p;
    cout<<"\n"<<"vec2:"<<endl;
    
for(vector<char>::const_iterator p1=vec2.begin();p1!=vec2.end(); ++p1)
        cout<<*p1;
    getchar();
    
return 0;

  为了帮助理解向量的概念,这里写了一个小例子,其中用到了vector的成员函数:begin()end()push_back()assign()front()back()erase()empty()at()size()
//stl_cpp_8.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
typedef vector<
int> INTVECTOR;//
自定义类型INTVECTOR
//
测试vector容器的功能
void main(void)
{
    
//vec1对象初始为空
    INTVECTOR vec1;  
    
//vec2对象最初有10个值为6的元素 
    INTVECTOR vec2(10,6); 
    
//vec3对象最初有3个值为6的元素,拷贝构造
    INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3); 
    
//声明一个名为i的双向迭代器
    INTVECTOR::iterator i;
    
//从前向后显示vec1中的数据
    cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<<endl;
    
for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//从前向后显示vec2中的数据
    cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<<endl;
    
for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//从前向后显示vec3中的数据
    cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<<endl;
    
for (i =vec3.begin(); i !=vec3.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//测试添加和插入成员函数,vector不支持从前插入
    vec1.push_back(2);//从后面添加一个成员
    vec1.push_back(4);
    vec1.insert(vec1.begin()+1,5);
//vec1第一个的位置上插入成员5
    //
vec1第一的位置开始插入vec3的所有成员
    vec1.insert(vec1.begin()+1,vec3.begin(),vec3.end());
    cout<<"after push() and insert() now the vec1 is:" <<endl;
    
for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//测试赋值成员函数
    vec2.assign(8,1);   // 重新给vec2赋值,8个成员的初始值都为1
    cout<<"vec2.assign(8,1):" <<endl;
    
for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//测试引用类函数
    cout<<"vec1.front()="<<vec1.front()<<endl;//vec1第零个成员
    cout<<"vec1.back()="<<vec1.back()<<endl;//vec1的最后一个成员
    cout<<"vec1.at(4)="<<vec1.at(4)<<endl;//vec1的第五个成员
    cout<<"vec1[4]="<<vec1[4]<<endl;
    
//测试移出和删除
    vec1.pop_back();//将最后一个成员移出vec1
    vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);//删除成员
    cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <<endl;
    
for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;
    
//显示序列的状态信息
    cout<<"vec1.size(): "<<vec1.size()<<endl;//打印成员个数
    cout<<"vec1.empty(): "<<vec1.empty()<<endl;//清空
}

 

  push_back()是将数据放入vector(向量)或deque(双端队列)的标准函数。Insert()是一个与之类似的函数,然而它在所有容器中都可以使用,但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一,以便让循环正确运行--它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多