STL有关知识

STL有关知识

对STL的理解：

stl是c++标准程序库的核心，深刻影响了标准程序库的整体结构。
stl由一些可适应不同需求的集合类，以及在这些数据集合上操作的算法构成。
stl内的所有组件都由模板构成，其元素可以是任意类型。
stl是所有c++编译器和所有操作系统平台都支持的一种库。

STL组件：容器，迭代器，算法等组成

容器：管理某类对象的集合

迭代器：在对象集合上进行遍历

算法：处理集合内的元素

STL容器类别

序列式容器：排列次序取决于插入时机和位置

关联式容器：排列次序取决于特定准则

STL容器的共同能力

所有容器中存放的都是值而非引用。（如果希望存放的不是副本，容器元素只能是指针）
所有元素都形成一个次序，可以按相同的次序一次或多次遍历每个元素

STL容器元素的条件

必须能够通过拷贝构造函数进行复制
必须可以通过赋值运算符完成赋值操作
必须可以通过析构函数完成销毁动作
序列式容器元素的默认构造函数必须可用
某些动作必须定义operator==，例如搜寻操作
关联式容器必须定义出排列准则，默认情况是重载

STL容器的共同操作

与大小相关的操作

size（）-返回当前容器的元素数量

empty（）-判断容器是否为空

max_size()-返回容器能容纳的最大元素数量

比较

等于号==，不等号！=，大于号>,小于号<,大于等于号>=,小于等于号<=.

比较操作两端的容器必须属于一个类型

如果两个容器内的所有元素按序相等，那么这两个容器相等

采用字典式顺序判断某个容器是否小于另一个容器

赋值和交换

swap用于提高赋值操作效率

与迭代器相关的操作

begin()-返回一个迭代器，指向第一个元素

end()-返回一个迭代器，指向最后一个元素之后

rbegin()-返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的第一个元素

rend()-返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的最后一个元素之后

元素操作

insert(pos,e)-将元素e拷贝安插于迭代器pos所指的位置

erase（begin，end）-移除【begin，end】区间的所有元素

clear（）-移除所有元素

迭代器

可遍历STL容器内全部或部分元素的对象
指出容器中的一个特定位置
迭代器的基本操作

操作	效果
*	返回当前位置上的元素值。如果该元素有成员，可以通过迭代器以operator->取用
++	将迭代器前进至下一元素
==和！=	判断两个迭代器是否指向同一位置
=	为迭代器赋值（将所指元素的位置赋值过去）

begin（）	返回一个迭代器，指向第一个元素
end（）	返回一个迭代器，指向最后一个元素之后

迭代器分类

双向迭代器：可以双向进行以递增运算前进或以递减运算后退，可以用==和！=比较。

list，set，和map提供双向迭代器

随机存取迭代器：除了具备双向迭代器的所有属性，还具备随机访问能力。可以对迭代器增加或减少一个偏移量，处理迭代器之后的距离或者使用<和>之类的关系运算符比较两个迭代器。

vector,deque和string提供随机存取迭代器

vector

vector模拟动态数组

vector的元素可以是任意类型T，但必须具备赋值和拷贝能力（具有public拷贝构造函数和重载的赋值操作符）

必须包含头文件#include<vector>

vector 支持随机存取

vector的大小（size）和容量（capacity）

F size 返回实际元素个数

F capacity 返回 vector 能容纳的元素最大数量。如果插入元素时，元素个数超过 capacity ，需要重新配置内部存储器。

vector构造、拷贝和析构

操作	效果
vector<T> c	产生空的vector
vector<T> c1(c2)	产生同类型的c1，并将复制c2的所有元素
vector<T> c(n)	利用类型T的默认构造函数和拷贝构造函数生成一个大小为n的vector
vector<T> c(n,e)	产生一个大小为n的vector，每个元素都是e
vector<T>c(beg,end)	产生一个vector，以区间[beg,end]为元素初值
~vector<T>()	销毁所有元素并释放内存。

操作

c.size() 返回元素个数

c.empty() 判断容器是否为空

c.max_size() 返回元素最大可能数量

c.capacity() 返回重新分配空间前可容纳的最大元素数量

c.reserve(n) 扩大容量为n

c1==c2 判断c1是否等于c2

c1!=c2 判断c1是否不等于c2

c1<c2 判断c1是否小于c2

c1>c2 判断c1是否大于c2

c1<=c2 判断c1是否小于等于c2

c1>=c2 判断c1是否大于等于c2

vector 赋值操作

操作	效果
c1 = c2	将c2的全部元素赋值给c1
c.assign(n,e)	将元素e的n个拷贝赋值给c
c.assign(beg,end)	将区间[beg,end]的元素赋值给c
c1.swap(c2)	将c1和c2元素互换
swap(c1,c2)	同上，全局函数

（所有的赋值操作都有可能调用元素类型的默认构造函数，拷贝构造函数，赋值操作符和析构函数）

vector元素存取

操作		效果
at(idx)	返回索引idx所标识的元素的引用，进行越界检查
operator [](idx)	返回索引idx所标识的元素的引用，不进行越界检查
front()	返回第一个元素的引用，不检查元素是否存在
back()	返回最后一个元素的引用，不检查元素是否存在

vector迭代器相关函数

操作	效果
begin()	返回一个迭代器，指向第一个元素
end()	返回一个迭代器，指向最后一个元素之后
rbegin()	返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的第一个元素
rend()	返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的最后一个元素

迭代器持续有效，除非发生以下两种情况：

（1）删除或插入元素

（2）容量变化而引起内存重新分配

vector安插元素

操作	效果
c.insert(pos,e)	在pos位置插入元素e的副本，并返回新元素位置
c.insert(pos,n,e)	在pos位置插入n个元素e的副本
c.insert(pos,beg,end)	在pos位置插入区间[beg,end]内所有元素的副本
c.push_back(e)	在尾部添加一个元素 e 的副本

vector移除元素

操作	效果
c.pop_back()	移除最后一个元素但不返回最后一个元素
c.erase(pos)	删除pos位置的元素，返回下一个元素的位置
c.erase(beg,end)	删除区间[beg,end]内所有元素，返回下一个元素的位置
c.clear()	移除所有元素，清空容器
c.resize(num)	将元素数量改为num（增加的元素用defalut构造函数产生，多余的元素被删除）
c.resize(num,e)	将元素数量改为 num （增加的元素是 e 的副本）

map/multimap

1. 使用平衡二叉树管理元素

2. 元素包含两部分 ( key,value ) ， key 和 value 可以是任意类型

3.必须包含的头文件#include <map>

4. 根据元素的 key 自动对元素排序，因此根据元素的 key 进行定位很快，但根据元素的 value 定位很慢

5. 不能直接改变元素的 key ，可以通过 operator[] 直接存取元素值

6. map 中不允许 key 相同的元素， multimap 允许 key 相同的元素

map/multimap构造、拷贝和析构

操作	效果
map c	产生空的map
map c1(c2)	产生同类型的c1，并复制c2的所有元素
map c(op)	以op为排序准则产生一个空的map
map c(beg,end)	以区间[beg,end]内的元素产生一个map
map c(beg,end,op)	以op为排序准则，以区间[beg,end]内的元素产生一个map
~ map()	销毁所有元素并释放内存。

map/multimap非变动性操作

操作	效果
c.size()	返回元素个数
c.empty()	判断容器是否为空
c.max_size()	返回元素最大可能数量
c1==c2	判断c1是否等于c2
c1!=c2	判断c1是否不等于c2
c1<c2	判断c1是否小于c2
c1>c2	判断c1是否大于c2
c1<=c2	判断c1是否大于等于c2
c1>=c2	判断 c1 是否小于等于 c2

map/multimap赋值

操作	效果
c1 = c2	将c2的全部元素赋值给c1
c1.swap(c2)	将c1和c2的元素互换
swap(c1,c2)	同上，全局函数

map/multimap特殊搜寻操作

操作	效果
count(key)	返回”键值等于key”的元素个数
find(key)	返回”键值等于key”的第一个元素，找不到返回end
lower_bound(key)	返回”键值大于等于key”的第一个元素
upper_bound(key)	返回”键值大于key”的第一个元素
equal_range(key)	返回 ” 键值等于 key ” 的元素区间

map/multimap迭代器相关函数

操作	效果
begin()	返回一个双向迭代器，指向第一个元素
end()	返回一个双向迭代器，指向最后一个元素之后
rbegin()	返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的第一个元素
rend()	返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的最后一个元素

map/multimap安插（insert）元素

操作	效果
c.insert(pos,e)	在pos位置为起点插入e的副本，并返回新元素位置（插入速度取决于pos）
c.insert(e)	插入e的副本，并返回新元素位置
c.insert(beg,end)	将区间 [ beg,end ] 内所有元素的副本插入到 c 中

map/multimap移除（remove）元素

操作	效果
c.erase(pos)	删除迭代器pos所指位置的元素，无返回值
c.erase(val)	移除所有值为val的元素，返回移除元素个数
c.erase(beg,end)	删除区间[beg,end]内所有元素，无返回值
c.clear()	移除所有元素，清空容器

个人心得

学完这个标准模板库，我认为标准模板库挺有用的，特别是写带有数组的代码时，使用vector挺方便的，比如在数组中插入一个数，可以直接c.insert(pose,e),解释为在pose位置上插入一个元素e，c.insert(pose,n,e)在pose位置上插入n个元素e的副本；c.insert(pos,beg,end)在pos位置插入区间[beg，end]内所有元素的副本；c.push_back(e)在尾部添加一个元素e的副本，stl中vector还可以动态追加内容，总之这个标准模板库使用起来非常方便，但是由于我们才刚开始学，可能写代码时，不太会用，但是一旦学会之后，写起代码就会既方便，效率又高。所以我们在写代码的时候要多使用刚学的STL，从而提高我们写程序水平。

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