C++ STL标准模板库

2022-06-14 20:32:47

C++ STL

1. STL基本概念

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)
容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接
STL几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

2. 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（配接器）、空间配置器

容器：各种数据结构，如vector、list、set、map等，用来存放数据
算法：各种常用的算法，如sort、find、for_each等
迭代器：扮演容器与算法之间的胶合剂
仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
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
空间配置器：负责空间的配置与管理

3. STL中容器、算法、迭代器

容器:

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来
常用的数据结构：数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表等
容器分为序列式容器和关联式容器两种：

序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置
关联式容器：二叉树结构，各元素间没有严格的物理上的顺序关系

算法：

算法分为质变算法和非质变算法两种：

质变算法：指运算过程中会更改区间内的元素的内容，如拷贝、替换、删除等
非质变算法：指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、遍历等

迭代器：

提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式
每个容器都有自己专属的迭代器，类似于指针

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]、<=、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器、随机访问迭代器

举例1：使用vector容器存放数据类型

容器：vector
算法：for_each
迭代器：vector<int>::iterator

目的：将容器中所有数据遍历输出

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>	//标准算法头文件

void MyPrint(int val)		//第三种遍历方式要调用外部函数
{
	cout << val << endl;
}

int main(void) {

	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据类型
	vector<int> v;
	//向容器中存放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据位置
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();			//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
	
	//第一种遍历方式
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	//第二种遍历方式
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}

	//第三种遍历方式
	//使用STL提供的标准遍历算法for_each，需要包含头文件algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
    
    return 0;
}

举例2：使用vector容器嵌套容器