C++ STL(标准模板库)是一套功能强大的c++模板类提供了通用的模板类和函数,这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构,如向量、链表、队列、栈。包含以下三个组成部分
组件 | 描述 |
---|---|
容器(Containers) | 容器是一个与数组类似的单元,用来存储值,且存储的值的类型相同;比如deque、list、vector、map等 |
算法(Algorithms) | 算法作用于容器,它们提供了执行各种操作的方法,包括对容器内容执行初始化、排序、搜索、转换等操作 |
迭代器(iterators) | 迭代用于遍历对象集合的元素,这些集合可能是容器,也可能是容器的子集 |
当工程代码采用不同的程序和程序库时,针对不同的对象使用相同的标识符,就会出现名称冲突的现象,使用namespace就可以解决这个问题。标识符的可见范围namespace和class不同,namespace具有扩展开放性,可以出现在任意源码文件中。
C++ 标准程序库的所有标识符都被定义于一个名为std的namespace中,有以下三种方法使用:
std::cout << std::hex << 3.4 << std::endl;
using std::cout;
using std::endl;
using namespace std;
cout << hex << 3.4 << endl;
class pair,凡需要将两个值视为一个单元的场景(例如必须返回两个值的某函数)就必须用到它,例如容器类别map和multimap,就是使用pairs来管理键值对元素
std::pair<int, float> p; // 初始化p.first 和 p.second为 0
std::pair<int, char *> p(42, "hello");
标准库通过template numeric_limits提供极值,定义于,浮点数定义于
#include<iostream> #include<string> #include<limits> //头文件 using namespace std; int main(){ cout<<"numeric_limits<unsigned short>::min()= "<<numeric_limits<unsigned short>::min()<<endl; //unsigned short的最小值 cout<<"numeric_limits<unsigned short>::max()= "<<numeric_limits<unsigned short>::max()<<endl; //unsigned short的最大值 cout<<"numeric_limits<int>::min()= "<<numeric_limits<int>::min()<<endl; //int的最小值 cout<<"numeric_limits<int>::max()= "<<numeric_limits<int>::max()<<endl; //int的最大值 cout<<"numeric_limits<short>::min()= "<<numeric_limits<short>::min()<<endl; cout<<"numeric_limits<short>::max()= "<<numeric_limits<short>::max()<<endl; cout<<"numeric_limits<double>::min()= "<<numeric_limits<double>::min()<<endl; cout<<"numeric_limits<double>::lower()="<<numeric_limits<double>::lower()<<endl; //double最小值是lower,min只会返回e的负数次方 cout<<"numeric_limits<double>::max()= "<<numeric_limits<double>::max()<<endl; cout<<"numeric_limits<int>::is_signed()= "<<numeric_limits<int>::is_signed<<endl;//是否有正负号 cout<<"numeric_limits<string>::is_specialized()= "<<numeric_limits<string>::is_specialized<<endl;//是否定义了数值极限 return 0; }
定义在内的是哪个辅助函数,max()、min()、swap()。
namespace std { template <class T> inline const T& min(const T& a, const T& b) { return b < a ? b : a; } template <class T> inline const T& max(const T& a, const T& b) { return a < b ? b : a; } template <class T> inline void swap(T& a, T& b) { T temp {a}; a = b; b = temp; } }
如果要为每一个容器类型,单独定义一个排序,查找的方法,则工作量会非常巨大,并且很多都是重复性的工作,因此STL定义了非成员函数,来完成通用的容器算法,如sort(),find(),swap().如果该容器类型vector.swap()存在,则代表要比普通的swap()函数效率更高.
for (vector<int>::iterator pr = test.begin(); pr != test.end(); pr++)
替换为:
for_each(test.begin(), test.end(), cout);
sort(test.begin(), test.end()); 1> 如果要排序的对象是用户自己定义的,则需要重载比较操作符 struct Review { string title; int rating; } bool operator<(const Review &r1, const Review &r2) { if (r1.title < r2.title) { return true; } else if (ri.title == r2.title && r1.rating < r2.rating) { return true; } else { return false; } } 然后就可以使用sort函数对自定义对象进行排序了. sort(book.begin(), book.end()); 2>如果想按照其他排序方式,则可以使用第三个入参 bool worseTahn(const Review &r1, const Review &r2) { if (r1.rating < r2.rating) { return true; } esle { return false; } }
size : 是当前vector容器真实占用的大小,也就是容器拥有多少个元素,对应resize()
capacity : 是值发生在realloc前能允许的最大元素数,即预分配的内存空间,对应reserve(),对于list, map, set, deque由于内存是散列分布的,因此capacity()对于这些容器是没有意义的.在STL中,拥有capacity属性的只有vector和string.
#include <iostream> #include <vector> using std::vector; int main(void) { vector<int> v; std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; v.reserve(10); std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; v.resize(10); v.push_back(0); std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; return 0; }
对于空的vector,如果直接用[]访问,可能会发生越界报错,建议用at()会首先进行越界检查.
总体容器可以分为两类:
当程序需要处理字符串的时候,C语言在string.h和cstring里提供了一系列函数,但是不支持C++的string类。string类也是STL容器中的一种
# 1.按照C风格创建字符串 string one("hello world"); # 2.创建由10个C组成的字符串 string two(10, 'c'); // "cccccccccc" # 3.复制构造函数将string对象初始化为对象one string three(one); // "hello world" # 4.重载[]运算符,可以用下标访问 three[0] = 'P' # 5.重载+=运算符将字符串Oops附件到字符串one后 one += "Oops!"; string four; // 默认构造函数创建一个以后可以赋空值 four = two + three + '!' // 重载=运算符,可以给对象赋值 # 6.将C风格字符串和整数作为参数,其中整数表示要复制多少个字符串 char alls[] = "All well that end well" string five(alls, 20) # 7.迭代器模板拷贝,[begin, end)是迭代器,前闭后开 template<class Iter> string(Iter begin, Iter end); string six(alls + 6, alls + 10); string six(five + 6, five + 10); //这种方法不可行,因为five是对象,并不是指针 # 8.将另一个string对象的部分内容拷贝到构造的对象中 string seven(four, 7, 16);
# 1.按照C风格输入字符串 char info[100]; cin >> info; // 读取一个单词 cin.getline(info, 100); // 读取一行,丢弃换行符 cin.get(info, 100); // 读取一行,换行符保存在队列中 # 2.对于string对象,有两种方式:使用cin读入字符串时,遇到空白就停止读取。比如程序输入的是 " Hello World" 那么我们得到的字符串将是"Hello",前面的空白没了,后面的world也读不出来。如果我们想把整个hello world读进来怎么办?那就这样做 cin >> s1 >> s2; hello存在s1里,world存在s2里了。有时我们想把一个句子存下来,又不想像上面那样创建多个string来存储单词,怎么办?那就是用getline来获取一整行内容。 string str; getline(cin, str); // 会自动调整string的大小,使其刚好存下输入 cout << str << endl;
# 1.重载了比较操作符, '<', '>', '=' string one("gedit"); string two("name"); one > two || one < two || one != two # 2.判断字符串长度 one.size() == one.length(); // size和length的函数行为一模一样,size是为了提供stl兼容性而后添加的 # 3.find方法 one.find('e'); // 返回字符串中第一次出现e的下标 one.find("dit"); // 返回字符串中第一次出现子串的下标 one.rfind('e'); // 返回字符串中最后一次出现e的下标 one.find_first_of("eat"); // 返回"eat"中任意一个字符最早出现的索引 one.find_last_of("eat") // 返回"eat"中任意一个字符最后出现的索引 one.find_first_not_of("eat") // 返回原字符串,在"eat"中第一个没有出现的索引 # 4.内存块大小 程序将一个字符添加到字符串的末尾时,不能仅仅将已有的字符串加大,相邻的内存可能被占用了,因此可能需要分配一个新的内存块,并将原来的信息拷贝过去。 实现过程: 1>初始创建的时候,分配一个比实际字符串大的内存块。 2>如果超过了内存块的大小,程序将分配一个原来为两倍的新内存空间。 3>方法capacity()返回当前分配给字符串的内存块大小,reserve()获取内存块的最小长度
vector表示了一组可以随机访问的值,可以通过[]运算符来直接访问矢量的第n个元素.
通常使用来表示使用的类型,同时vector是动态分配的内存
int n;
cin >> n;
vector<int> test(n);
分配器可以在构造函数摸板的时候选择,该参数指定了使用哪个分配器来管理内存
template<class T, class Allocator = allocator<T> >
如果省略了Allocator的值,则默认使用new和delete来管理内存.
所有的STL容器都提供了一些基础方法,其中包括了size(),swap(),begin(),end()等.
# 1.迭代器 vector<double> scores; vector<double>::iterator pd; pd = score.begin() for (pd = score.begin(); pd != score.end(); pd++) { // 这里不能用pd<sorce.end() *pd = 12.3; cout << pd[i]; } # 2.从尾部添加元素,自动负责内存管理 vector<int> test; while (cin >> temp && temp >= 0) { test.push_back(temp); } # 3.删除区间的元素,左闭右开 test.erase(test.begin(), test.begin() + 2); # 4.在某位置插入元素,或插入一个区间 test.insert(test.begin(), 1); test.insert(test.begin(), new.begin(), new.end()) # 5.插入和弹出从尾部的效率是O(1),其他从任意位置都是O(n) 弹出的过程不能获得元素,因此需要先获取,再弹出 test.pop_back() test.push_back()
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