STL の概要
22.1 序文 - STL の誕生
- 長い間、ソフトウェアの世界は再利用可能なものを構築したいと考えてきました。
- C++ のオブジェクト指向および汎用プログラミングのアイデアの目的は、再利用性を向上させることです。
- ほとんどの場合、データ構造とアルゴリズムに一連の標準が設定されていないため、多くの作業が重複してしまいます。
- データ構造とアルゴリズムの一連の標準を確立するために、 STL が誕生しました。
22.2 STLの基本概念
- STL（標準テンプレートライブラリ、標準テンプレートライブラリ）
- STLはコンテナ（container）、アルゴリズム（algorithm）、イテレータ（iterator）に大別されます。
- コンテナとアルゴリズムはイテレータを介してシームレスに接続されます(イテレータはブリッジに相当します)。
- STL のほとんどすべてのコードは、テンプレート クラスまたはテンプレート関数を使用します。
22.3 STL の 6 つのコンポーネント
STLは大きく分けて、コンテナ、アルゴリズム、イテレータ、ファンクタ、アダプタ(アダプタ)、空間コンフィギュレータの6つの主要なコンポーネントに分かれています。
- コンテナ: データの保存には、ベクター、リスト、デキュー、セット、マップなどのさまざまなデータ構造が使用されます。
- アルゴリズム: ソート、検索、コピー、for_each などの一般的に使用されるさまざまなアルゴリズム。
- イテレータ: コンテナとアルゴリズムの間の接着剤として機能します。
- ファンクター: 関数のように動作し、アルゴリズムのある種の戦略として使用できます。
- アダプター: コンテナー、ファンクター、またはイテレーターのインターフェースを修飾するために使用されるもの。
- スペースコンフィギュレーター: スペースの構成と管理を担当します。
22.4 STL のコンテナ、アルゴリズム、イテレータ
22.4.1 コンテナ
コンテナ：保管場所。
STL コンテナは、最も広く使用されているデータ構造の一部を実現します。
一般的に使用されるデータ構造: 配列、リンク リスト、ツリー、スタック、キュー、セット、マッピング テーブルなど。
これらのコンテナは、順次コンテナと連想コンテナの 2 つのタイプに分類できます。
- シーケンシャル コンテナ: 値の並べ替えを強調し、シーケンシャル コンテナ内の各要素の位置は固定されています(これまでに学習した要素はすべてシーケンシャルです)。
- 連想コンテナ: バイナリ ツリー構造。要素間に厳密な物理的順序関係はありません。
22.4.2 アルゴリズム
アルゴリズム: 問題の解決策も、
論理的または数学的問題を解決するための限られた手順です。この主題はアルゴリズムと呼ばれます。アルゴリズムは、質的変化アルゴリズムと非質的変化アルゴリズム
に分けられます。
- 質的変更アルゴリズム: 操作中に区間内の要素の内容が変更されることを意味します。コピー、置換、削除など。
- 非定性アルゴリズム: 区間内の要素の内容が、検索、カウント、トラバース、極値の検索などの操作中に変更されないことを意味します。
22.4.3 イテレータ
イテレータ: コンテナとアルゴリズムの間の接着剤
コンテナの内部表現を公開することなく、コンテナに含まれる要素を順番に検索する方法を提供します。アルゴリズムはイテレータを使用してコンテナ内の要素にアクセスします。
各コンテナには独自の専用イテレータがあります。
イテレータの使い方はポインタと非常に似ており、最初の段階では、まずイテレータがポインタであることを理解できます。
イテレータの種類:
コンテナ内で一般的に使用されるイテレータの種類は、双方向イテレータとランダム アクセス イテレータです。
22.5 コンテナアルゴリズム反復子の概要
22.5.0 序文
STL のコンテナ、アルゴリズム、イテレータの概念を理解した後。STLの魅力をコードを使って感じていきます。
STL で最も一般的に使用されるコンテナーは配列として理解できる Vector です。次に、このコンテナーにデータを挿入し、このコンテナーをトラバースする方法を学びます。
22.5.1 Vector ストアの組み込みデータ型
コンテナ: vector、ヘッダー ファイルをインポートする必要があります<vector>
アルゴリズム: for_each、標準アルゴリズム ヘッダー ファイルをインポートする必要があります<algorithm>
イテレータ:vector<int>::iterator
例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector> //STL中所有东西都要头文件
#include<algorithm> //标准算法头文件
//vector容器存放内置数据类型
void myprint(int val)
{
cout << val << endl;
}
void test01()
{
//创建了一个vector容器,数组
vector<int> v;
//向容器中插入数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//通过迭代器来访问容器中的数据
vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); //起始迭代器 指向容器中第一个元素的位置
vector<int>::iterator itEnd = v.end(); //结束迭代器 指向最后一个元素的下一个位置
//第一种遍历方式,不常用
while (itBegin != itEnd)
{
cout << *itBegin << endl;
itBegin++;
}
//第二种遍历方式,常用
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << endl;
}
//利用STL中的遍历算法
for_each(v.begin(), v.end(), myprint);
//for_each作用就是依次将数据取出防止自己定义的函数中
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
22.5.2 Vector はカスタム データ型を保存します
例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<string>
#include<algorithm>
class Person2
{
public:
Person2(string name, int age)
{
this->name = name;
this->age = age;
}
string name;
int age;
};
//存放自定义数据类型
void test2_01()
{
vector<Person2> v;
Person2 p1("aaa", 10);
Person2 p2("bbb", 20);
Person2 p3("ccc", 30);
Person2 p4("ddd", 40);
Person2 p5("eee", 50);
//添加
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
//遍历
for (vector<Person2>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << "姓名: " << (*it).name << " 年龄: " << (*it).age << endl;
//cout << "姓名: " << it->name << " 年龄: " << it->age << endl;
}
}
//存放自定义数据类型的指针
void printPerson2(Person2* p)
{
cout << "姓名: " << p->name << " 年龄: " << p->age << endl;
}
void test2_02()
{
vector<Person2*> v;
Person2 p1("aaa", 10);
Person2 p2("bbb", 20);
Person2 p3("ccc", 30);
Person2 p4("ddd", 40);
Person2 p5("eee", 50);
//添加
v.push_back(&p1);
v.push_back(&p2);
v.push_back(&p3);
v.push_back(&p4);
v.push_back(&p5);
//遍历
cout << "-------------------" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), printPerson2);
}
int main()
{
test2_01();
test2_02();
system("pause");
return 0;
}
22.5.3 ベクターコンテナのネストされたコンテナ
例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
void test3_01()
{
vector<vector<int>> v;
vector<int>v1;
vector<int>v2;
vector<int>v3;
vector<int>v4;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+1);
v3.push_back(i+2);
v4.push_back(i+3);
}
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);
for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
for (vector<int>::iterator jit = it->begin(); jit != it->end(); jit++)
{
cout << *jit << " ";
}
cout << endl;
}
}
int main()
{
test3_01();
system("pause");
return 0;
}