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多年学习C++STL经典总结

 看风景D人 2014-08-31

STL的代码从广义上讲分为三类:algorithm(算法)、container(容器)和iterator(迭代器),几乎所有的代码都采用了模板类和模版函数的方式.

在C++标准中,STL被组织为下面的13个头文件:<algorithm>、<deque>、<functional>、<iterator>、<vector>、<list>、<map>、<memory>、<numeric>、<queue>、<set>、<stack>和<utility>。

一:
vector: 
从后面快速的插入与删除,直接访问任何元素。
可以看作动态数组。自动分配一块连续的内存空间进行数据存储。
当存储的数据超过分配的空间时,会重新分配一块内存块:
首先,会申请一块更大的内存块;然后,将原来的数据拷贝到新的内存块中;
其次,销毁掉原内存块中的对象(调用对象的析构函数);最后,将原来的
内存空间释放掉。
随机访问方便,支持[]/vector.at()。
vector被设计成只能在后端进行追加和删除操作。
只能在最后进行push和pop,不能在头进行。

vector 类中定义了4中种构造函数:
默认构造函数:构造一个初始长度为0的空向量.
vector<int>v1;
构造函数:有一个可选参数,如果预定义了size,他的成员都被赋为0.
vector<int>v2(init_size,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.
vector<int>v3(v2);
带两个常量参数的构造函数:
vector<int>v4(first,last);

方法:
c.assign(beg,end) c.assign(n,elem) 将(beg; end)区间中的数据赋值给c。将n个elem的拷贝赋值给c。   
c. at(idx) 传回索引idx所指的数据,如果idx越界,抛出out_of_range。  c.back() 传回最后一个数据,不检查这个数据是否存在。   
c.begin() 传回迭代器中的第一个数据地址。   
c.capacity() 返回容器中数据个数。   
c.clear() 移除容器中所有数据。   
c.empty() 判断容器是否为空。   
c.end() // 指向迭代器中末端元素的下一个,指向一个不存在元素。   c.erase(pos) // 删除pos位置的数据,传回下一个数据的位置。   c.erase(beg,end) 删除[beg,end)区间的数据,传回下一个数据的位置。  c.front() 传回第一个数据。   
get_allocator 使用构造函数返回一个拷贝。   
c.insert(pos,elem) // 在pos位置插入一个elem拷贝,传回新数据位置   c.insert(pos,n,elem) // 在pos位置插入n个elem数据,无返回值    c.insert(pos,beg,end) // 在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值c.max_size() 返回容器中最大数据的数量。    
c.pop_back() 删除最后一个数据。    
c.push_back(elem) 在尾部加入一个数据。    
c.rbegin() 传回一个逆向队列的第一个数据。    
c.rend() 传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。    c.resize(num) 重新指定队列的长度。    
c.reserve() 保留适当的容量。    
c.size() 返回容器中实际数据的个数。    
c1.swap(c2) // 将c1和c2元素互换

example:

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
typedef vector<int> INTVECTOR;
void main(void)
{
INTVECTOR vec 1;
INTVECTOR vec2(10,6);
INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3);
INTVECTOR::iterator i;
cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<<endl;
for(i=vec1.begin();i!=vec1.end();++i)
cout<<*i<<"";
cout<<endl;
cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<<endl;
for(i=vec2.begin();i!=vec2.end();++i)
cout<<*i<<"";
cout<<endl;
cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<<endl;
for(i=vec3.begin();i!=vec3.end();++i)
cout<<*i<<"";
cout<<endl;
vec1.push_back(2);
vec1.push_back(4);
vec1.insert(vec1.begin()+1,5);
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;
vec2.assign(8,1);
cout<<"vec2.assign(8,1):"<<endl;
for(i=vec2.begin();i!=vec2.end();++i)
cout<<*i<<"";
cout<<endl;
cout<<"vec1.front()="<<vec1.front()<<endl;
cout<<"vec1.back()="<<vec1.back()<<endl;
cout<<"vec1. at(4)="<<vec1. at(4)<<endl;
cout<<"vec1[4]="<<vec1[4]<<endl;
vec1.pop_back();
vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);
cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <<endl;
for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
cout << *i << " ";
cout << endl;
cout<<"vec1.size(): "<<vec1.size()<<endl;
cout<<"vec1.empty(): "<<vec1.empty()<<endl;



二:
list:
双链表,从任何地方快速插入与删除。
数据由若干个节点构成,每一个节点都包括一个信息块、一个前驱指针、一个后驱指针。
不使用连续的内存空间这样可以随意地进行动态操作。
可以在内部任何位置快速地插入或删除,当然也可以在两端进行push和pop。
不能进行内部的随机访问,不支持[]/vector.at()。

五个构造函数:
list<int> c0;//空链表
list<int> c1(3);  //建一个含三个默认值是0的元素的链表
list<int> c2(5,2);//建一个含五个元素的链表,值都是2
list<int> c4(c2);//建一个c2的copy链表
list<int> c5(c1.begin(),c1.end());//含c1一个区域的元素[first,last).


方法:
assign() //分配值,有两个重载:   
c1.assign(++c2.begin(), c2.end())    
c1.assign(7,4) //c1中现在为7个4。   
back() //返回最后一元素的引用:   
begin() //返回第一个元素的指针(iterator)   
clear() //删除所有元素   
empty() //判断是否链表为空   
end() //返回最后一个元素的下一位置的指针(list为空时end()=begin())  erase() //删除一个元素或一个区域的元素(两个重载)   
front() //返回第一个元素的引用:   
insert() //在指定位置插入一个或多个元素(三个重载):   
max_size() //返回链表最大可能长度(size_type就是int型):   
merge() //合并两个链表并使之默认升序(也可改):  
 pop_back() //删除链表尾的一个元素   
pop_front() //删除链表头的一元素   
push_back() //增加一元素到链表尾   
push_front() //增加一元素到链表头   
rbegin() //返回链表最后一元素的后向指针(reverse_iterator or const)  rend() //返回链表第一元素的下一位置的后向指针   
remove //()删除链表中匹配值的元素(匹配元素全部删除)   
remove_if() //删除条件满足的元素(会遍历一遍链表)   
resize() //重新定义链表长度(两重载):   
reverse() //反转链表:   
size() //返回链表中元素个数   
sort() //对链表排序,默认升序(可自定义)   
splice() //对两个链表进行结合(三个重载)   
swap() //交换两个链表(两个重载)   
unique() //删除相邻重复元素(断言已经排序,因为它不会删除不相邻的相同元素) 


example:
// 输出一个链表
void ShowList(list<int>& listTemp)
{    
//  size()返回链表中元素个数    
cout << listTemp.size() << endl;    
for (list<int>::iterator it = listTemp.begin(); it != listTemp.end(); ++it)    
{        
cout << *it << ' ';    
}    
cout << endl;
}


三:
map:
一对多映射,基于关键字快速查找,不允许重复值。
由于其按链表的方式存储,它也继承了链表的优缺点。

构造函数:
Template<class T1,class T2>
map();//默认构造函数
map(const map& m)//拷贝构造函数
map(iterator begin,iterator end);//区间构造函数
map(iterator begin,iterator end,const traits&_compare)
//带比较谓词的构造函数
map(iterator begin,iterator end,const traits&_compare,
const allocator&_all)//带分配器

example:
1.
#include <iostream>   
#include <map>   
using namespace std;   
int main(void)   
{   
map<char,int,less<char> > map1;   
map<char,int,less<char> >::iterator mapIter;
map1[''c'']=3;   
map1[''d'']=4;   
map1[''a'']=1;   
map1[''b'']=2;   
for(mapIter=map1.begin();mapIter!=map1.end();++mapIter)   
cout<<" "<<(*mapIter).first<<": "<<(*mapIter).second;
map<char,int,less<char> >::const_iterator ptr;   
ptr=map1.find(''d'');   
cout<<''\n''<<" "<<(*ptr).first<<" 键对应于值:"<<(*ptr).second;   cin.get();   
return 0;   


2.
#include<map>
#include<string>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    map<string,int>  m;
    m["a"]=1;
    m["b"]=2;
    m["c"]=3;
    map<string,int>::iterator it;
    for(it=m.begin();it!=m.end();++it)
        cout<<"key: "<<it->first <<" value: "<<it->second<<endl;
    return   0;
}





应用篇:

1.不用STL:
#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int compare(const void *arg1, const void *arg2);

void main(void)
{
const int max_size = 10;
int num[max_size];
int n;
for (n = 0; cin >> num[n]&&n<max_size-2; n ++);
cout<<'\n';
qsort(num, n+1, sizeof(int), compare);
for (int i = 0; i < n+1; i ++)
cout << num[i] << "\n";
system("pause");
}
int compare(const void *arg1, const void *arg2)
{
return (*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? -1 :
(*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0;
}


2.STL:
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

void main(void)
{
vector<int> num;
int element;
while (cin >> element)
num.push_back(element);
sort(num.begin(), num.end());
for (int i = 0; i < num.size(); i ++)
cout << num[i] << "\n";
system("pause");
}


3.第三版:
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iterator>

using namespace std;

void main(void)
{
typedef vector<int> int_vector;
typedef istream_iterator<int> istream_itr;
typedef ostream_iterator<int> ostream_itr;
typedef back_insert_iterator<int_vector> back_ins_itr;
int_vector num;
copy(istream_itr(cin),istream_itr(),back_ins_itr(num));
sort(num.begin(),num.end());
copy(num.begin(),num.end(),ostream_itr(cout,'\n'));
system("pause");
}

4.
#include "stdafx.h"
#include<stdlib.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

#define SIZE 100
int iarray[SIZE];

int main()
{
iarray[20] = 50;
int* ip = find(iarray, iarray + SIZE, 50);
if (ip == iarray + SIZE)
cout << "50 not found in array" << endl;
else
cout << *ip << " found in array" << endl;
system("pause");
}


5.
#include "stdafx.h"
#include<stdlib.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;
 vector<int>  intVector(100);

void main()
{
intVector[20] = 50;
vector<int>::iterator intIter =
find(intVector.begin(), intVector.end(), 50);
if (intIter != intVector.end())
cout << "Vector contains value " << *intIter << endl;
else
cout << "Vector does not contain 50" << endl;
system("pause");
}



6.
int main()
{
vector<string> v;
string tmp;
while(getline(cin,tmp))
v.push_back(tmp);
sort(v.begin(),v.end());
copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<string>(cout,"\n"));
}



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