C++_标准模板库(STL).pdf
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2020年10月29日
C++标准模板库高清无水印版【附自己整理的代码STL】
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参见附件(77KB,0页)。
模板库和代码整合
csdn上面人气非常高的一款标准模板库文件和自己整理的C++ STL代码,非常的详细,现在整合一起给需要的朋友,直接复制代码操作,很简单。

c++标准模板库目录介绍
1STL简介
2顺序性容器
2.1C++VECTOR(向量容器)
2.2C++LIST(双向链表)
2.3C++DEQUE(双向队列).
2.4三者比较
3关联容器
3.1特点
3.2C++SETS&MULTISETS
3.3C++MAPS&MULTIMAPS
4容器适配器
4.1特点.
4.2C++STACKS(堆栈)
4.3C++QUEUES(队列)
4.4C++PRIORITYQUEUES(优先队列)
5迭代器
5.1解释.
5.2功能特点
6C++标准库总结.
6.1容器
6.2算法.
6.3函数对象
6.4迭代器
6.5分配器
6.6数值
c++标准模板库图片预览






C++标准模板库(STL)和容器介绍
1、什么是标准模板库(STL)?
(1)C++标准模板库与C++标准库的关系
C++标准模板库其实属于C++标准库的一部分,C++标准模板库主要是定义了标准模板的定义与声明,而这些模板主要都是
类模板,我们可以调用这些模板来定义一个具体的类;与之前的自己手动创建一个函数模版或者是类模板不一样,我们使用了
STL就不用自己来创建模板了,这些模板都定义在标准模板库中,我们只需要学会怎么使用这些类模板来定义一个具体的类,然后能够使用类提供的各种方法来处理数据。
(2)STL六大组件:容器(containers)、算法(algorithms)、迭代器(iterators)、函数对象(functors)、适配器(adapters)、分配器(allocators)
2、迭代器
迭代器是一种对象,它能够用来遍历STL容器中的部分或全部元素,每个迭代器对象代表容器中的确定的地址,所以可以认为迭代器其实就是用来指向容器中数
据的指针,我们可以通过改变这个指针来遍历容器中的所有元素。
3、容器
首先,我们必须理解一下什么是容器,对比我们生活当中的容器,例如水杯、桶、水瓶等等这些东西,其实他们都是容器,他们的一个共同点就是:都是用来
存放液体的,能够用来存放一些东西;其实在我们的C++中说的这个容器其实作用也是用来存放"东西",但是存放的是数据,在C++中容器就是一种用来存放
数据的对象。
(1)C++中的容器其实是容器类实例化之后的一个具体的对象,那么可以办这个对象看成就是一个容器。
(2)因为C++中容器类是基于类模板定义的,也就是我们这里说的STL(标准模板类)。为什么需要做成模板的形式呢?因为我们的容器中存放的数据类型其实是相同的,如果就因为数据类型不同而要定义多个具体的类,这样就不合适,而模板恰好又能够解决这种问题,所以C++中的容器类是通过类模板的方式定义的,也就是STL。
(3)容器还有另一个特点是容器可以自行扩展。在解决问题时我们常常不知道我们需要存储多少个对象,也就是说我们不知道应该创建多大的内存空间来存放我们的数据。显然,数组在这一方面也力不从心。容器的优势就在这里,它不需要你预先告诉它你要存储多少对象,只要你创建一个容器对象,并合理的调用它所提供的方法,所有的处理细节将由容器来自身完成。它可以为你申请内存或释放内存,并且用最优的算法来执行您的命令。
(4)容器是随着面向对象语言的诞生而提出的,容器类在面向对象语言中特别重要,甚至它被认为是早期面向对象语言的基础。
4、容器的分类
STL对定义的通用容器分三类:顺序性容器、关联式容器和容器适配器。
我想说的是对于上面的每种类型的容器到底是是什么意思,其实没必要去搞懂,没什么价值,只要你能够大概理解知道即可,知道每种容器类型下有哪些具体的容器即可。
顺序性容器:vector、deque、list
关联性容器:set、multiset、map、multimap
容器适配器:stack、queue、本文主要介绍vector、list和map这3种容器。
5、vector向量
vector向量是一种顺序行容器。相当于数组,但其大小可以不预先指定,并且自动扩展。它可以像数组一样被操作,由于它的特性我们完全可以将vector看作动态数组。
在创建一个vector后,它会自动在内存中分配一块连续的内存空间进行数据存储,初始的空间大小可以预先指定也可以由vector默认指定。当存储的数据超过分配的空间时vector会重新分配一块内存块,但这样的分配是很耗时的,在重新分配空间时它会做这样的动作:
首先,vector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。
当vector保存的数据量很大时,如果此时进行插入数据导致需要更大的空间来存放这些数据量,那么将会大大的影响程序运行的效率,所以我们应该合理的使用vector。
(1)初始化vector对象的方式:
vector
vector
vector
vector
(2)vector常用函数
empty():判断向量是否为空,为空返回真,否则为假
begin():返回向量(数组)的首元素地址
end():返回向量(数组)的末元素的下一个元素的地址
clear():清空向量
front():返回得到向量的第一个元素的数据
back():返回得到向量的最后一个元素的数据
size():返回得到向量中元素的个数
push_back(数据):将数据插入到向量的尾部
pop_back():删除向量尾部的数据.....
(3)遍历方式
vector向量支持两种方式遍历,因为可以认为vector是一种动态数组,所以可以使用数组下标的方式,也可以使用迭代器。
STL代码分享
priority_queue高优先级先删掉
stack先进后出。
queue先进先出。
STL函数描述
c1.swap(c2)交换两个容器c1和c2中的元素
c.max_size()返回一个容器可容纳的最大元素数目
c.clear()删除容器中的所有元素
c.begin()返回容器首元素的迭代器
c.end()返回容器首元素的迭代器
c.rbegin()返回容器尾元素的迭代器,用于逆序遍历
c.rend()返回容器首元素之前的位置的迭代器
c.erase(beg,end)删除容器中从beg到end-1之间的元素。beg和end都是迭代器。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
intmain()
{
vector
list
deque
set
multiset
stack
queue
cout<<"vector:"<
vector1.push_back(1);
vector1.push_back(2);
vector2.push_back(30);
cout<<"sizeofvector1:"<
cout<<"sizeofvector2:"<
cout<<"maximumsizeofvector1:"<
cout<<"maximumsizeofvector2:"<
vector1.swap(vector2);//c1.swap(c2)交换两个容器c1和c2中的元素。
cout<<"sizeofvector1:"<
cout<<"sizeofvector2:"<
cout<<"vector1
C++标准模板库截图





1
目 录
1 STL 简介 .............................................................................................................................................. 2
2 顺序性容器 ........................................................................................................................................... 2
2.1 C++ VECTOR(向量容器) ........................................................................................................... 2
2.2 C++ LIST(双向链表) ................................................................................................................. 4
2.3 C++ DEQUE(双向队列) .................................................................................................................. 6
2.4 三者比较 ........................................................................................................................................ 8
3 关联容器 ............................................................................................................................................... 8
3.1 特点 ................................................................................................................................................ 8
3.2 C++ SETS MULTISETS ................................................................................................................. 9
3.3 C++ MAPS MULTIMAPS ............................................................................................................ 11
4 容器适配器 ......................................................................................................................................... 12
4.1 特点 .............................................................................................................................................. 12
4.2 C++ STACKS(堆栈) .................................................................................................................. 13
4.3 C++ QUEUES(队列) ...................................................................................................................... 13
4.4 C++ PRIORITY QUEUES(优先队列) ............................................................................................... 13
5 迭代器 ................................................................................................................................................. 14
5.1 解释 .............................................................................................................................................. 14
5.2 功能特点 ...................................................................................................................................... 14
6 C++标准库总结.................................................................................................................................. 15
6.1 容器 .............................................................................................................................................. 15
6.2 算法 .............................................................................................................................................. 15
6.3 函数对象 ...................................................................................................................................... 17
6.4 迭代器 .......................................................................................................................................... 19
6.5 分配器 .......................................................................................................................................... 19
6.6 数值 .............................................................................................................................................. 19 2
1 STL 简介
http:www.cplusplus.comreferencestl更加详细的资料
C++ STL (Standard Template Library标准模板库) 是通用类模板和算法的集
合,它提供给程序员一些标准的数据结构的实现如 queues(队列), lists(链表), 和
stacks(栈)等.
C++ STL 提供给程序员以下三类数据结构的实现:
标准容器类
顺序性容器
vector 从后面快速的插入与删除,直接访问任何元素
deque 从前面或后面快速的插入与删除,直接访问任何元素
list 双链表,从任何地方快速插入与删除
关联容器
set 快速查找,不允许重复值
multiset 快速查找,允许重复值
map 一对多映射,基于关键字快速查找,不允许重复值
multimap 一对多映射,基于关键字快速查找,允许重复值
容器适配器
stack 后进先出
queue 先进先出
priority_queue 最高优先级元素总是第一个出列
程序员使用复杂数据结构的最困难的部分已经由STL完成. 如果程序员想使用包
含int数据的stack, 他只要写出如下的代码:
stack myStack;
接下来, 他只要简单的调用 push 和 pop 函数来操作栈. 借助 C++ 模板的
威力, 他可以指定任何的数据类型,不仅仅是int类型. STL stack实现了栈的功
能,而不管容纳的是什么数据类型.
2 顺序性容器
2.1 C++ Vector(向量容器)
是一个线性顺序结构。相当于数组,但其大小可以不预先指定,并且自动扩
展。它可以像数组一样被操作,由于它的特性我们完全可以将vector 看作动态数
组。
在创建一个vector 后,它会自动在内存中分配一块连续的内存空间进行数据3
存储,初始的空间大小可以预先指定也可以由vector 默认指定,这个大小即
capacity 函数的返回值。当存储的数据超过分配的空间时vector 会重新分配
一块内存块,但这样的分配是很耗时的,在重新分配空间时它会做这样的动作:
首先,vector 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。
如果vector 保存的数据量很大时,这样的操作一定会导致糟糕的性能(这也
是vector 被设计成比较容易拷贝的值类型的原因)。所以说vector 不是在什么情
况下性能都好,只有在预先知道它大小的情况下vector 的性能才是最优的。
vector 的特点:
(1) 指定一块如同数组一样的连续存储,但空间可以动态扩展。即它可以像数组
一样操作,并且可以进行动态操作。通常体现在push_back pop_back 。
(2) 随机访问方便,它像数组一样被访问,即支持[ ] 操作符和vector.at
(3) 节省空间,因为它是连续存储,在存储数据的区域都是没有被浪费的,但是
要明确一点vector 大多情况下并不是满存的,在未存储的区域实际是浪费的。
(4) 在内部进行插入、删除操作效率非常低,这样的操作基本上是被禁止的。
Vector 被设计成只能在后端进行追加和删除操作,其原因是vector 内部的实现
是按照顺序表的原理。
(5) 只能在vector 的最后进行push 和pop ,不能在vector 的头进行push 和pop 。
(6) 当动态添加的数据超过vector 默认分配的大小时要进行内存的重新分配、拷
贝与释放,这个操作非常消耗性能。 所以要vector 达到最优的性能,最好在创
建vector 时就指定其空间大小。
Vectors 包含着一系列连续存储的元素,其行为和数组类似。访问Vector中的
任意元素或从末尾添加元素都可以在常量级时间复杂度内完成,而查找特定值的
元素所处的位置或是在Vector中插入元素则是线性时间复杂度。
1.Constructors 构造函数
vector v1; 构造一个空的vector
vector v1( 5, 42 ); 构造了一个包含5个值为42的元素的Vector
2.Operators 对vector进行赋值或比较
C++ Vectors能够使用标准运算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >.
要访问vector中的某特定位置的元素可以使用 [] 操作符.
两个vectors被认为是相等的,如果:
1.它们具有相同的容量
2.所有相同位置的元素相等.
vectors之间大小的比较是按照词典规则.
3.assign 对Vector中的元素赋值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end );
将区间[start, end)的元素赋到当前vector
void assign( size_type num, const TYPE val );
赋num个值为val的元素到vector中,这个函数将会清除掉为vector赋值以前的内容. 4
4.at 返回指定位置的元素
语法:
TYPE at( size_type loc );差不多等同v[i];但比v[i]安全;
5.back 返回最末一个元素
6.begin 返回第一个元素的迭代器
7.capacity 返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下)
8.clear 清空所有元素
9.empty 判断Vector是否为空(返回true时为空)
10.end 返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置)
11.erase 删除指定元素
语法:
iterator erase( iterator loc );删除loc处的元素
iterator erase( iterator start, iterator end );删除start和end之间的元素
12.front 返回第一个元素的引用
13.get_allocator 返回vector的内存分配器
14.insert 插入元素到Vector中
语法:
iterator insert( iterator loc, const TYPE val );
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器,void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE val );
在指定位置loc前插入num个值为val的元素
void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );
在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素
15.max_size 返回Vector所能容纳元素的最大数量(上限)
16.pop_back 移除最后一个元素
17.push_back 在Vector最后添加一个元素
18.rbegin 返回Vector尾部的逆迭代器
19.rend 返回Vector起始的逆迭代器
20.reserve 设置Vector最小的元素容纳数量
为当前vector预留至少共容纳size个元素的空间
21.resize 改变Vector元素数量的大小
语法:
void resize( size_type size, TYPE val );
改变当前vector的大小为size,且对新创建的元素赋值val
22.size 返回Vector元素数量的大小
23.swap 交换两个Vector
语法:
void swap( vector from );
2.2 C++ List(双向链表)
是一个线性链表结构,它的数据由若干个节点构成,每一个节点都包括一个
信息块(即实际存储的数据)、一个前驱指针和一个后驱指针。它无需分配指定
的内存大小且可以任意伸缩,这是因为它存储在非连续的内存空间中,并且由指5
针将有序的元素链接起来。
由于其结构的原因,list 随机检索的性能非常的不好,因为它不像vector 那
样直接找到元素的地址,而是要从头一个一个的顺序查找,这样目标元素越靠后,它的检索时间就越长。检索时间与目标元素的位置成正比。
虽然随机检索的速度不够快,但是它可以迅速地在任何节点进行插入和删除
操作。因为list 的每个节点保存着它在链表中的位置,插入或删除一个元素仅对
最多三个元素有所影响,不像vector 会对操作点之后的所有元素的存储地址都有
所影响,这一点是vector 不可比拟的。
list 的特点:
(1) 不使用连续的内存空间这样可以随意地进行动态操作;
(2) 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 。
(3) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ] 操作符和vector.at ;
Lists将元素按顺序储存在链表中,与向量(vectors)相比,它允许快速的插入
和删除,但是随机访问却比较慢.
1.assign 给list赋值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end );
以迭代器start和end指示的范围为list赋值
void assign( size_type num, const TYPE val );
赋值num个以val为值的元素。
2.back 返回最后一个元素的引用
3.begin 返回指向第一个元素的迭代器
4.clear 删除所有元素
5.empty 如果list是空的则返回true
6.end 返回末尾的迭代器
7.erase 删除一个元素
语法:
iterator erase( iterator loc );删除loc处的元素
iterator erase( iterator start, iterator end ); 删除start和end之间的元素
8.front 返回第一个元素的引用
9.get_allocator 返回list的配置器
10.insert 插入一个元素到list中
语法:
iterator insert( iterator loc, const TYPE val );
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器,void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE val );
定位置loc前插入num个值为val的元素
void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );
在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素
11.max_size 返回list能容纳的最大元素数量
12.merge 合并两个list
语法: 6
void merge( list lst );把自己和lst链表连接在一起
void merge( list lst, Comp compfunction );
指定compfunction,则将指定函数作为比较的依据。
13.pop_back 删除最后一个元素
14.pop_front 删除第一个元素
15.push_back 在list的末尾添加一个元素
16.push_front 在list的头部添加一个元素
17.rbegin 返回指向第一个元素的逆向迭代器
18.remove 从list删除元素
语法:
void remove( const TYPE val );
删除链表中所有值为val的元素
19.remove_if 按指定条件删除元素
20.rend 指向list末尾的逆向迭代器
21.resize 改变list的大小
语法:
void resize( size_type num, TYPE val );
把list的大小改变到num。被加入的多余的元素都被赋值为val22.
22.reverse 把list的元素倒转
23.size 返回list中的元素个数
24.sort 给list排序
语法:
void sort;为链表排序,默认是升序
void sort( Comp compfunction );采用指定函数compfunction来判定两个元素的大小。
25.splice 合并两个list
语法:
void splice( iterator pos, list lst );把lst连接到pos的位置
void splice( iterator pos, list lst, iterator del );插入lst中del所指元素到现链表的pos上
void splice( iterator pos, list lst, iterator start, iterator end );用start和end指定范围。
26.swap 交换两个list
语法:
void swap( list lst ); 交换lst和现链表中的元素
27.unique 删除list中重复的元素
语法:
void unique;删除链表中所有重复的元素
void unique( BinPred pr ); 指定pr,则使用pr来判定是否删除。
2.3 C++ Deque(双向队列)
是一种优化了的、对序列两端元素进行添加和删除操作的基本序列容器。它
允许较为快速地随机访问,但它不像vector 把所有的对象保存在一块连续的内存
块,而是采用多个连续的存储块,并且在一个映射结构中保存对这些块及其顺序
的跟踪。向deque 两端添加或删除元素的开销很小。它不需要重新分配空间,所7
以向末端增加元素比vector 更有效。
实际上,deque 是对vector 和list 优缺点的结合,它是处于两者之间的一种
容器。
deque 的特点:
(1) 随机访问方便,即支持[ ] 操作符和vector.at ,但性能没有vector 好;
(2) 可以在内部进行插入和删除操作,但性能不及list ;
(3) 可以在两端进行push 、pop ;
(4) 相对于verctor 占用更多的内存。
双向队列和向量很相似,但是它允许在容器头部快速插入和删除(就像在尾部一
样)。
1.Constructors 创建一个新双向队列
语法:
deque;创建一个空双向队列
deque( size_type size ); 创建一个大小为size的双向队列
deque( size_type num, const TYPE val ); 放置num个val的拷贝到队列中
deque( const deque from ); 从from创建一个内容一样的双向队列
deque( input_iterator start, input_iterator end );
start 和 end - 创建一个队列,保存从start到end的元素。
2.Operators 比较和赋值双向队列
可以使用[]操作符访问双向队列中单个的元素
3.assign 设置双向队列的值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end);
start和end指示的范围为双向队列赋值
void assign( Size num, const TYPE val );设置成num个val。
4.at 返回指定的元素
语法:
reference at( size_type pos ); 返回一个引用,指向双向队列中位置pos上的元素
5.back 返回最后一个元素
语法:
reference back;返回一个引用,指向双向队列中最后一个元素
6.begin 返回指向第一个元素的迭代器
语法:
iterator begin;返回一个迭代器,指向双向队列的第一个元素
7.clear 删除所有元素
8.empty 返回真如果双向队列为空
9.end 返回指向尾部的迭代器
10.erase 删除一个元素
语法:
iterator erase( iterator pos ); 删除pos位置上的元素
iterator erase( iterator start, iterator end ); 删除start和end之间的所有元素
返回指向被删除元素的后一个元素
11.front 返回第一个元素的引用 8
12.get_allocator 返回双向队列的配置器
13.insert 插入一个元素到双向队列中
语法:
iterator insert( iterator pos, size_type num, const TYPE val ); pos前插入num个val值
void insert( iterator pos, input_iterator start, input_iterator end );
插入从start到end范围内的元素到pos前面
14.max_size 返回双向队列能容纳的最大元素个数
15.pop_back 删除尾部的元素
16.pop_front 删除头部的元素
17.push_back 在尾部加入一个元素
18.push_front 在头部加入一个元素
19.rbegin 返回指向尾部的逆向迭代器
20.rend 返回指向头部的逆向迭代器
21.resize 改变双向队列的大小
22.size 返回双向队列中元素的个数
23.swap 和另一个双向队列交换元素
语法:
void swap( deque target ); 交换target和现双向队列中元素
2.4三者比较
vector 是一段连续的内存块,而deque 是多个连续的内存块, list 是所有
数据元素分开保存,可以是任何两个元素没有连续。
vector 的查询性能最好,并且在末端增加数据也很好,除非它重新申请内存
段;适合高效地随机存储。
list 是一个链表,任何一个元素都可以是不连续的,但它都有两个指向上一
元素和下一元素的指针。所以它对插入、删除元素性能是最好的,而查询性能非
常差;适合大量地插入和删除操作而不关心随机存取的需求。
deque 是介于两者之间,它兼顾了数组和链表的优点,它是分块的链表和多
个数组的联合。所以它有被list好的查询性能,有被vector好的插入、删除性能。
如果你需要随即存取又关心两端数据的插入和删除,那么deque是最佳之选。
3 关联容器
3.1特点
set, multiset, map, multimap 是一种非线性的树结构,具体的说采用的是一种
比较高效的特殊的平衡检索二叉树—— 红黑树结构。(至于什么是红黑树,我也
不太理解,只能理解到它是一种二叉树结构)
因为关联容器的这四种容器类都使用同一原理,所以他们核心的算法是一致
的,但是它们在应用上又有一些差别,先描述一下它们之间的差别。 9
set 又称集合,实际上就是一组元素的集合,但其中所包含的元素的值是唯
一的,且是按一定顺序排列的,集合中的每个元素被称作集合中的实例。因为其
内部是通过链表的方式来组织,所以在插入的时候比vector 快,但在查找和末尾
添加上比vector 慢。
multiset 是多重集合,其实现方式和set 是相似的,只是它不要求集合中的
元素是唯一的,也就是说集合中的同一个元素可以出现多次。
map 提供一种“键- 值”关系的一对一的数据存储能力。其“键”在容器中
不可重复,且按一定顺序排列(其实我们可以将set 也看成是一种键- 值关系的
存储,只是它只有键没有值。它是map 的一种特殊形式)。由于其是按链表的方
式存储,它也继承了链表的优缺点。
multimap 和map 的原理基本相似,它允许“键”在容器中可以不唯一。
关联容器的特点是明显的,相对于顺序容器,有以下几个主要特点:
1、其内部实现是采用非线性的二叉树结构,具体的说是红黑树的结构原理
实现的;
2、set 和map 保证了元素的唯一性,mulset 和mulmap 扩展了这一属性,可以允许元素不唯一;
3、元素是有序的集合,默认在插入的时候按升序排列。
基于以上特点,1、关联容器对元素的插入和删除操作比vector 要快,因为vector 是顺序存
储,而关联容器是链式存储;比list 要慢,是因为即使它们同是链式结构,但list
是线性的,而关联容器是二叉树结构,其改变一个元素涉及到其它元素的变动比
list 要多,并且它是排序的,每次插入和删除都需要对元素重新排序;
2、关联容器对元素的检索操作比vector 慢,但是比list 要快很多。vector 是
顺序的连续存储,当然是比不上的,但相对链式的list 要快很多是因为list 是逐
个搜索,它搜索的时间是跟容器的大小成正比,而关联容器 查找的复杂度基本
是Log(N) ,比如如果有1000 个记录,最多查找10 次,1,000,000 个记录,最多
查找20 次。容器越大,关联容器相对list 的优越性就越能体现;
3、在使用上set 区别于vector,deque,list 的最大特点就是set 是内部排序的,这在查询上虽然逊色于vector ,但是却大大的强于list 。
4、在使用上map 的功能是不可取代的,它保存了“键- 值”关系的数据,而这种键值关系采用了类数组的方式。数组是用数字类型的下标来索引元素的位
置,而map 是用字符型关键字来索引元素的位置。在使用上map 也提供了一种
类数组操作的方式,即它可以通过下标来检索数据,这是其他容器做不到的,当
然也包括set 。(STL 中只有vector 和map 可以通过类数组的方式操作元素,即
如同ele[1] 方式)
3.2 C++ Sets MultiSets
集合(Set)是一种包含已排序对象的关联容器。多元集合(MultiSets)和集合
(Sets)相像,只不过支持重复对象,其用法与set基本相同。
1.begin 返回指向第一个元素的迭代器
2.clear 清除所有元素
3.count 返回某个值元素的个数 10
4.empty 如果集合为空,返回true
5.end 返回指向最后一个元素的迭代器
6.equal_range 返回第一个>=关键字的迭代器和>关键字的迭代器
语法:
pairequal_range( const key_type key );
key是用于排序的关键字
Set ctr;
例如:
Pair::iterator,set::iterarot>p;
For(i=0;i<=5;i++) ctr.insert(i);
P=ctr.equal_range(2);
那么p.first==2;p.second==3;
7.erase 删除集合中的元素
语法:
iterator erase( iterator i ); 删除i位置元素
iterator erase( iterator start, iterator end );
删除从start开始到end(end为第一个不被删除的值)结束的元素
size_type erase( const key_type key );
删除等于key值的所有元素(返回被删除的元素的个数)
前两个返回第一个不被删除的双向定位器,不存在返回末尾
第三个返回删除个数
8.find 返回一个指向被查找到元素的迭代器
语法:
iterator find( const key_type key );
查找等于key值的元素,并返回指向该元素的迭代器;
如果没有找到,返回指向集合最后一个元素的迭代器
9.get_allocator 返回集合的分配器
10.insert 在集合中插入元素
语法:
iterator insert( iterator i, const TYPE val ); 在迭代器i前插入val
void insert( input_iterator start, input_iterator end );
将迭代器start开始到end(end不被插入)结束返回内的元素插入到集合中
pair insert( const TYPE val );
插入val元素,返回指向该元素的迭代器和一个布尔值来说明val是否成功被插入
应该注意的是在集合(Sets中不能插入两个相同的元素)
11.lower_bound 返回指向大于(或等于)某值的第一个元素的迭代器
语法:
iterator lower_bound( const key_type key );
返回一个指向大于或者等于key值的第一个元素的迭代器
12.key_comp 返回一个用于元素间值比较的函数
语法:
key_compare key_comp;
返回一个用于元素间值比较的函数对象
13.max_size 返回集合能容纳的元素的最大限值 11
14.rbegin 返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器
示例:
Set ctr;
Set::reverse_iterator rcp;
For(rcp=ctr.rbegin;rcp!=ctr.rend;rcp++)
Cout<
15.rend 返回指向集合中第一个元素的反向迭代器
16.size 集合中元素的数目
17.swap 交换两个集合变量
语法:
void swap( set object ); 交换当前集合和object集合中的元素
18.upper_bound 返回大于某个值元素的迭代器
语法:
iterator upwer_bound( const key_type key );
返回一个指向大于key值的第一个元素的迭代器
19.value_comp 返回一个用于比较元素间的值的函数
语法:
iterator upper_bound( const key_type key );返回一个用于比较元素间的值的函数对象
3.3 C++ Maps MultiMaps
C++ Maps是一种关联式容器,包含“关键字值”对。
C++ Multimaps和maps很相似,但是MultiMaps允许重复的元素。
1.begin 返回指向map头部的迭代器
2.clear 删除所有元素
3.count 返回指定元素出现的次数
语法:
size_type count( const KEY_TYPE key );
返回map中键值等于key的元素的个数
4.empty 如果map为空则返回true
5.end 返回指向map末尾的迭代器
6.equal_range 返回特殊条目的迭代器对
语法:
pair equal_range( const KEY_TYPE key );
返回两个迭代器,指向第一个键值为key的元素和指向最后一个键值为key的元素
7.erase 删除一个元素
语法:
void erase( iterator i ); 删除i元素
void erase( iterator start, iterator end ); 删除从start开始到end(不包括end)结束的元素
size_type erase( const key_type key );
删除等于key值的所有元素(返回被删除的元素的个数)
8.find 查找一个元素
语法:
iterator find( const key_type key ); 12
查找等于key值的元素,并返回指向该元素的迭代器;
如果没有找到,返回指向集合最后一个元素的迭代器.
9.get_allocator 返回map的配置器
10.insert 插入元素
语法:
iterator insert( iterator pos, const pair val );
插入val到pos的后面,然后返回一个指向这个元素的迭代器
void insert( input_iterator start, input_iterator end );
插入start到end的元素到map中
pair insert( const pair val );
只有在val不存在时插入val。返回指向被插入元素的迭代器和描述是否插入的bool值
11.key_comp 返回比较元素key的函数
语法:
key_compare key_comp;
返回一个用于元素间值比较的函数对象
12.lower_bound 返回键值>=给定元素的第一个位置
语法:
iterator lower_bound( const key_type key );
返回一个指向大于或者等于key值的第一个元素的迭代器
13.max_size 返回可以容纳的最大元素个数
14.rbegin 返回一个指向map尾部的逆向迭代器
15.rend 返回一个指向map头部的逆向迭代器
16.size 返回map中元素的个数
17.swap 交换两个map
语法:
void swap( map obj );
swap交换obj和现map中的元素
18.upper_bound 返回键值>给定元素的第一个位置
语法:
iterator upwer_bound( const key_type key );
返回一个指向大于key值的第一个元素的迭代器
19.value_comp 返回比较元素value的函数
语法:
value_compare value_comp;
返回一个用于比较元素value的函数
4 容器适配器
4.1特点
STL 中包含三种适配器:栈stack 、队列queue 和优先级priority_queue 。
适配器是容器的接口,它本身不能直接保存元素,它保存元素的机制是调用13
另一种顺序容器去实现,即可以把适配器看作“它保存一个容器,这个容器再保
存所有元素”。
STL 中提供的三种适配器可以由某一种顺序容器去实现。默认下stack 和
queue 基于deque 容器实现,priority_queue 则基于vector 容器实现。当然在创
建一个适配器时也可以指定具体的实现容器,创建适配器时在第二个参数上指定
具体的顺序容器可以覆盖适配器的默认实现。
由于适配器的特点,一个适配器不是可以由任一个顺序容器都可以实现的。
栈stack 的特点是后进先出,所以它关联的基本容器可以是任意一种顺序容
器,因为这些容器类型结构都可以提供栈的操作有求,它们都提供了push_back 、pop_back 和back 操作。
队列queue 的特点是先进先出,适配器要求其关联的基础容器必须提供
pop_front 操作,因此其不能建立在vector 容器上。
4.2 C++ Stacks(堆栈)
C++ Stack(堆栈) 是一个容器类的改编,为程序员提供了堆栈的全部功能,—
—也就是说实现了一个先进后出(FILO)的数据结构。
1.empty 堆栈为空则返回真
2.pop 移除栈顶元素
3.push 在栈顶增加元素
4.size 返回栈中元素数目
5.top 返回栈顶元素
4.3 C++ Queues(队列)
C++队列是一种容器适配器,它给予程序员一种先进先出(FIFO)的数据结构。
1.back 返回一个引用,指向最后一个元素
2.empty 如果队列空则返回真
3.front 返回第一个元素
4.pop 删除第一个元素
5.push 在末尾加入一个元素
6.size 返回队列中元素的个数
4.4 C++ Priority Queues(优先队列)
C++优先队列类似队列,但是在这个数据结构中的元素按照一定的断言排列有
序。
1.empty 如果优先队列为空,则返回真
2.pop 删除第一个元素 14
3.push 加入一个元素
4.size 返回优先队列中拥有的元素的个数
5.top 返回优先队列中有最高优先级的元素
5 迭代器
5.1解释
迭代器是一种对象,它能够用来遍历STL容器中的部分或全部元素,每个迭
代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口,所谓迭代器
是一种概念上的抽象:那些行为上象迭代器的东西都可以叫做迭代器。然而迭代
器有很多不同的能力,它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。
迭代器提供一些基本操作符:、++、==、!=、=。这些操作和CC++“操作
array元素”时的指针接口一致。不同之处在于,迭代器是个所谓的smart pointers,具有遍历复杂数据结构的能力。其下层运行机制取决于其所遍历的数据结构。因
此,每一种容器型别都必须提供自己的迭代器。事实上每一种容器都将其迭代器
以嵌套的方式定义于内部。因此各种迭代器的接口相同,型别却不同。这直接导
出了泛型程序设计的概念:所有操作行为都使用相同接口,虽然它们的型别不同。
5.2功能特点
迭代器使开发人员不必整个实现类接口。只需提供一个迭代器,即可遍历类
中的数据结构,可被用来访问一个容器类的所包函的全部元素,其行为像一个指
针,但是只可被进行增加(++)或减少(--)操作。举一个例子,你可用一个迭代器
来实现对vector容器中所含元素的遍历。
如下代码对vector容器对象生成和使用了迭代器:
vector the_vector;
vector::iterator the_iterator;
for( int i=0; i < 10; i++ )
the_vector.push_back(i);
int total = 0;
the_iterator = the_vector.begin;
while( the_iterator != the_vector.end ) {
total += the_iterator;
the_iterator++;
}cout << Total= << total << endl;
提示:通过对一个迭代器的解引用操作(),可以访问到容器所包含的元素。 15
6 C++标准库总结
6.1容器
6.1.1序列
vector=========================
list===========================
目 录
1 STL 简介 .............................................................................................................................................. 2
2 顺序性容器 ........................................................................................................................................... 2
2.1 C++ VECTOR(向量容器) ........................................................................................................... 2
2.2 C++ LIST(双向链表) ................................................................................................................. 4
2.3 C++ DEQUE(双向队列) .................................................................................................................. 6
2.4 三者比较 ........................................................................................................................................ 8
3 关联容器 ............................................................................................................................................... 8
3.1 特点 ................................................................................................................................................ 8
3.2 C++ SETS MULTISETS ................................................................................................................. 9
3.3 C++ MAPS MULTIMAPS ............................................................................................................ 11
4 容器适配器 ......................................................................................................................................... 12
4.1 特点 .............................................................................................................................................. 12
4.2 C++ STACKS(堆栈) .................................................................................................................. 13
4.3 C++ QUEUES(队列) ...................................................................................................................... 13
4.4 C++ PRIORITY QUEUES(优先队列) ............................................................................................... 13
5 迭代器 ................................................................................................................................................. 14
5.1 解释 .............................................................................................................................................. 14
5.2 功能特点 ...................................................................................................................................... 14
6 C++标准库总结.................................................................................................................................. 15
6.1 容器 .............................................................................................................................................. 15
6.2 算法 .............................................................................................................................................. 15
6.3 函数对象 ...................................................................................................................................... 17
6.4 迭代器 .......................................................................................................................................... 19
6.5 分配器 .......................................................................................................................................... 19
6.6 数值 .............................................................................................................................................. 19 2
1 STL 简介
http:www.cplusplus.comreferencestl更加详细的资料
C++ STL (Standard Template Library标准模板库) 是通用类模板和算法的集
合,它提供给程序员一些标准的数据结构的实现如 queues(队列), lists(链表), 和
stacks(栈)等.
C++ STL 提供给程序员以下三类数据结构的实现:
标准容器类
顺序性容器
vector 从后面快速的插入与删除,直接访问任何元素
deque 从前面或后面快速的插入与删除,直接访问任何元素
list 双链表,从任何地方快速插入与删除
关联容器
set 快速查找,不允许重复值
multiset 快速查找,允许重复值
map 一对多映射,基于关键字快速查找,不允许重复值
multimap 一对多映射,基于关键字快速查找,允许重复值
容器适配器
stack 后进先出
queue 先进先出
priority_queue 最高优先级元素总是第一个出列
程序员使用复杂数据结构的最困难的部分已经由STL完成. 如果程序员想使用包
含int数据的stack, 他只要写出如下的代码:
stack
接下来, 他只要简单的调用 push 和 pop 函数来操作栈. 借助 C++ 模板的
威力, 他可以指定任何的数据类型,不仅仅是int类型. STL stack实现了栈的功
能,而不管容纳的是什么数据类型.
2 顺序性容器
2.1 C++ Vector(向量容器)
是一个线性顺序结构。相当于数组,但其大小可以不预先指定,并且自动扩
展。它可以像数组一样被操作,由于它的特性我们完全可以将vector 看作动态数
组。
在创建一个vector 后,它会自动在内存中分配一块连续的内存空间进行数据3
存储,初始的空间大小可以预先指定也可以由vector 默认指定,这个大小即
capacity 函数的返回值。当存储的数据超过分配的空间时vector 会重新分配
一块内存块,但这样的分配是很耗时的,在重新分配空间时它会做这样的动作:
首先,vector 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。
如果vector 保存的数据量很大时,这样的操作一定会导致糟糕的性能(这也
是vector 被设计成比较容易拷贝的值类型的原因)。所以说vector 不是在什么情
况下性能都好,只有在预先知道它大小的情况下vector 的性能才是最优的。
vector 的特点:
(1) 指定一块如同数组一样的连续存储,但空间可以动态扩展。即它可以像数组
一样操作,并且可以进行动态操作。通常体现在push_back pop_back 。
(2) 随机访问方便,它像数组一样被访问,即支持[ ] 操作符和vector.at
(3) 节省空间,因为它是连续存储,在存储数据的区域都是没有被浪费的,但是
要明确一点vector 大多情况下并不是满存的,在未存储的区域实际是浪费的。
(4) 在内部进行插入、删除操作效率非常低,这样的操作基本上是被禁止的。
Vector 被设计成只能在后端进行追加和删除操作,其原因是vector 内部的实现
是按照顺序表的原理。
(5) 只能在vector 的最后进行push 和pop ,不能在vector 的头进行push 和pop 。
(6) 当动态添加的数据超过vector 默认分配的大小时要进行内存的重新分配、拷
贝与释放,这个操作非常消耗性能。 所以要vector 达到最优的性能,最好在创
建vector 时就指定其空间大小。
Vectors 包含着一系列连续存储的元素,其行为和数组类似。访问Vector中的
任意元素或从末尾添加元素都可以在常量级时间复杂度内完成,而查找特定值的
元素所处的位置或是在Vector中插入元素则是线性时间复杂度。
1.Constructors 构造函数
vector
vector
2.Operators 对vector进行赋值或比较
C++ Vectors能够使用标准运算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >.
要访问vector中的某特定位置的元素可以使用 [] 操作符.
两个vectors被认为是相等的,如果:
1.它们具有相同的容量
2.所有相同位置的元素相等.
vectors之间大小的比较是按照词典规则.
3.assign 对Vector中的元素赋值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end );
将区间[start, end)的元素赋到当前vector
void assign( size_type num, const TYPE val );
赋num个值为val的元素到vector中,这个函数将会清除掉为vector赋值以前的内容. 4
4.at 返回指定位置的元素
语法:
TYPE at( size_type loc );差不多等同v[i];但比v[i]安全;
5.back 返回最末一个元素
6.begin 返回第一个元素的迭代器
7.capacity 返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下)
8.clear 清空所有元素
9.empty 判断Vector是否为空(返回true时为空)
10.end 返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置)
11.erase 删除指定元素
语法:
iterator erase( iterator loc );删除loc处的元素
iterator erase( iterator start, iterator end );删除start和end之间的元素
12.front 返回第一个元素的引用
13.get_allocator 返回vector的内存分配器
14.insert 插入元素到Vector中
语法:
iterator insert( iterator loc, const TYPE val );
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器,void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE val );
在指定位置loc前插入num个值为val的元素
void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );
在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素
15.max_size 返回Vector所能容纳元素的最大数量(上限)
16.pop_back 移除最后一个元素
17.push_back 在Vector最后添加一个元素
18.rbegin 返回Vector尾部的逆迭代器
19.rend 返回Vector起始的逆迭代器
20.reserve 设置Vector最小的元素容纳数量
为当前vector预留至少共容纳size个元素的空间
21.resize 改变Vector元素数量的大小
语法:
void resize( size_type size, TYPE val );
改变当前vector的大小为size,且对新创建的元素赋值val
22.size 返回Vector元素数量的大小
23.swap 交换两个Vector
语法:
void swap( vector from );
2.2 C++ List(双向链表)
是一个线性链表结构,它的数据由若干个节点构成,每一个节点都包括一个
信息块(即实际存储的数据)、一个前驱指针和一个后驱指针。它无需分配指定
的内存大小且可以任意伸缩,这是因为它存储在非连续的内存空间中,并且由指5
针将有序的元素链接起来。
由于其结构的原因,list 随机检索的性能非常的不好,因为它不像vector 那
样直接找到元素的地址,而是要从头一个一个的顺序查找,这样目标元素越靠后,它的检索时间就越长。检索时间与目标元素的位置成正比。
虽然随机检索的速度不够快,但是它可以迅速地在任何节点进行插入和删除
操作。因为list 的每个节点保存着它在链表中的位置,插入或删除一个元素仅对
最多三个元素有所影响,不像vector 会对操作点之后的所有元素的存储地址都有
所影响,这一点是vector 不可比拟的。
list 的特点:
(1) 不使用连续的内存空间这样可以随意地进行动态操作;
(2) 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 。
(3) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ] 操作符和vector.at ;
Lists将元素按顺序储存在链表中,与向量(vectors)相比,它允许快速的插入
和删除,但是随机访问却比较慢.
1.assign 给list赋值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end );
以迭代器start和end指示的范围为list赋值
void assign( size_type num, const TYPE val );
赋值num个以val为值的元素。
2.back 返回最后一个元素的引用
3.begin 返回指向第一个元素的迭代器
4.clear 删除所有元素
5.empty 如果list是空的则返回true
6.end 返回末尾的迭代器
7.erase 删除一个元素
语法:
iterator erase( iterator loc );删除loc处的元素
iterator erase( iterator start, iterator end ); 删除start和end之间的元素
8.front 返回第一个元素的引用
9.get_allocator 返回list的配置器
10.insert 插入一个元素到list中
语法:
iterator insert( iterator loc, const TYPE val );
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器,void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE val );
定位置loc前插入num个值为val的元素
void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );
在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素
11.max_size 返回list能容纳的最大元素数量
12.merge 合并两个list
语法: 6
void merge( list lst );把自己和lst链表连接在一起
void merge( list lst, Comp compfunction );
指定compfunction,则将指定函数作为比较的依据。
13.pop_back 删除最后一个元素
14.pop_front 删除第一个元素
15.push_back 在list的末尾添加一个元素
16.push_front 在list的头部添加一个元素
17.rbegin 返回指向第一个元素的逆向迭代器
18.remove 从list删除元素
语法:
void remove( const TYPE val );
删除链表中所有值为val的元素
19.remove_if 按指定条件删除元素
20.rend 指向list末尾的逆向迭代器
21.resize 改变list的大小
语法:
void resize( size_type num, TYPE val );
把list的大小改变到num。被加入的多余的元素都被赋值为val22.
22.reverse 把list的元素倒转
23.size 返回list中的元素个数
24.sort 给list排序
语法:
void sort;为链表排序,默认是升序
void sort( Comp compfunction );采用指定函数compfunction来判定两个元素的大小。
25.splice 合并两个list
语法:
void splice( iterator pos, list lst );把lst连接到pos的位置
void splice( iterator pos, list lst, iterator del );插入lst中del所指元素到现链表的pos上
void splice( iterator pos, list lst, iterator start, iterator end );用start和end指定范围。
26.swap 交换两个list
语法:
void swap( list lst ); 交换lst和现链表中的元素
27.unique 删除list中重复的元素
语法:
void unique;删除链表中所有重复的元素
void unique( BinPred pr ); 指定pr,则使用pr来判定是否删除。
2.3 C++ Deque(双向队列)
是一种优化了的、对序列两端元素进行添加和删除操作的基本序列容器。它
允许较为快速地随机访问,但它不像vector 把所有的对象保存在一块连续的内存
块,而是采用多个连续的存储块,并且在一个映射结构中保存对这些块及其顺序
的跟踪。向deque 两端添加或删除元素的开销很小。它不需要重新分配空间,所7
以向末端增加元素比vector 更有效。
实际上,deque 是对vector 和list 优缺点的结合,它是处于两者之间的一种
容器。
deque 的特点:
(1) 随机访问方便,即支持[ ] 操作符和vector.at ,但性能没有vector 好;
(2) 可以在内部进行插入和删除操作,但性能不及list ;
(3) 可以在两端进行push 、pop ;
(4) 相对于verctor 占用更多的内存。
双向队列和向量很相似,但是它允许在容器头部快速插入和删除(就像在尾部一
样)。
1.Constructors 创建一个新双向队列
语法:
deque;创建一个空双向队列
deque( size_type size ); 创建一个大小为size的双向队列
deque( size_type num, const TYPE val ); 放置num个val的拷贝到队列中
deque( const deque from ); 从from创建一个内容一样的双向队列
deque( input_iterator start, input_iterator end );
start 和 end - 创建一个队列,保存从start到end的元素。
2.Operators 比较和赋值双向队列
可以使用[]操作符访问双向队列中单个的元素
3.assign 设置双向队列的值
语法:
void assign( input_iterator start, input_iterator end);
start和end指示的范围为双向队列赋值
void assign( Size num, const TYPE val );设置成num个val。
4.at 返回指定的元素
语法:
reference at( size_type pos ); 返回一个引用,指向双向队列中位置pos上的元素
5.back 返回最后一个元素
语法:
reference back;返回一个引用,指向双向队列中最后一个元素
6.begin 返回指向第一个元素的迭代器
语法:
iterator begin;返回一个迭代器,指向双向队列的第一个元素
7.clear 删除所有元素
8.empty 返回真如果双向队列为空
9.end 返回指向尾部的迭代器
10.erase 删除一个元素
语法:
iterator erase( iterator pos ); 删除pos位置上的元素
iterator erase( iterator start, iterator end ); 删除start和end之间的所有元素
返回指向被删除元素的后一个元素
11.front 返回第一个元素的引用 8
12.get_allocator 返回双向队列的配置器
13.insert 插入一个元素到双向队列中
语法:
iterator insert( iterator pos, size_type num, const TYPE val ); pos前插入num个val值
void insert( iterator pos, input_iterator start, input_iterator end );
插入从start到end范围内的元素到pos前面
14.max_size 返回双向队列能容纳的最大元素个数
15.pop_back 删除尾部的元素
16.pop_front 删除头部的元素
17.push_back 在尾部加入一个元素
18.push_front 在头部加入一个元素
19.rbegin 返回指向尾部的逆向迭代器
20.rend 返回指向头部的逆向迭代器
21.resize 改变双向队列的大小
22.size 返回双向队列中元素的个数
23.swap 和另一个双向队列交换元素
语法:
void swap( deque target ); 交换target和现双向队列中元素
2.4三者比较
vector 是一段连续的内存块,而deque 是多个连续的内存块, list 是所有
数据元素分开保存,可以是任何两个元素没有连续。
vector 的查询性能最好,并且在末端增加数据也很好,除非它重新申请内存
段;适合高效地随机存储。
list 是一个链表,任何一个元素都可以是不连续的,但它都有两个指向上一
元素和下一元素的指针。所以它对插入、删除元素性能是最好的,而查询性能非
常差;适合大量地插入和删除操作而不关心随机存取的需求。
deque 是介于两者之间,它兼顾了数组和链表的优点,它是分块的链表和多
个数组的联合。所以它有被list好的查询性能,有被vector好的插入、删除性能。
如果你需要随即存取又关心两端数据的插入和删除,那么deque是最佳之选。
3 关联容器
3.1特点
set, multiset, map, multimap 是一种非线性的树结构,具体的说采用的是一种
比较高效的特殊的平衡检索二叉树—— 红黑树结构。(至于什么是红黑树,我也
不太理解,只能理解到它是一种二叉树结构)
因为关联容器的这四种容器类都使用同一原理,所以他们核心的算法是一致
的,但是它们在应用上又有一些差别,先描述一下它们之间的差别。 9
set 又称集合,实际上就是一组元素的集合,但其中所包含的元素的值是唯
一的,且是按一定顺序排列的,集合中的每个元素被称作集合中的实例。因为其
内部是通过链表的方式来组织,所以在插入的时候比vector 快,但在查找和末尾
添加上比vector 慢。
multiset 是多重集合,其实现方式和set 是相似的,只是它不要求集合中的
元素是唯一的,也就是说集合中的同一个元素可以出现多次。
map 提供一种“键- 值”关系的一对一的数据存储能力。其“键”在容器中
不可重复,且按一定顺序排列(其实我们可以将set 也看成是一种键- 值关系的
存储,只是它只有键没有值。它是map 的一种特殊形式)。由于其是按链表的方
式存储,它也继承了链表的优缺点。
multimap 和map 的原理基本相似,它允许“键”在容器中可以不唯一。
关联容器的特点是明显的,相对于顺序容器,有以下几个主要特点:
1、其内部实现是采用非线性的二叉树结构,具体的说是红黑树的结构原理
实现的;
2、set 和map 保证了元素的唯一性,mulset 和mulmap 扩展了这一属性,可以允许元素不唯一;
3、元素是有序的集合,默认在插入的时候按升序排列。
基于以上特点,1、关联容器对元素的插入和删除操作比vector 要快,因为vector 是顺序存
储,而关联容器是链式存储;比list 要慢,是因为即使它们同是链式结构,但list
是线性的,而关联容器是二叉树结构,其改变一个元素涉及到其它元素的变动比
list 要多,并且它是排序的,每次插入和删除都需要对元素重新排序;
2、关联容器对元素的检索操作比vector 慢,但是比list 要快很多。vector 是
顺序的连续存储,当然是比不上的,但相对链式的list 要快很多是因为list 是逐
个搜索,它搜索的时间是跟容器的大小成正比,而关联容器 查找的复杂度基本
是Log(N) ,比如如果有1000 个记录,最多查找10 次,1,000,000 个记录,最多
查找20 次。容器越大,关联容器相对list 的优越性就越能体现;
3、在使用上set 区别于vector,deque,list 的最大特点就是set 是内部排序的,这在查询上虽然逊色于vector ,但是却大大的强于list 。
4、在使用上map 的功能是不可取代的,它保存了“键- 值”关系的数据,而这种键值关系采用了类数组的方式。数组是用数字类型的下标来索引元素的位
置,而map 是用字符型关键字来索引元素的位置。在使用上map 也提供了一种
类数组操作的方式,即它可以通过下标来检索数据,这是其他容器做不到的,当
然也包括set 。(STL 中只有vector 和map 可以通过类数组的方式操作元素,即
如同ele[1] 方式)
3.2 C++ Sets MultiSets
集合(Set)是一种包含已排序对象的关联容器。多元集合(MultiSets)和集合
(Sets)相像,只不过支持重复对象,其用法与set基本相同。
1.begin 返回指向第一个元素的迭代器
2.clear 清除所有元素
3.count 返回某个值元素的个数 10
4.empty 如果集合为空,返回true
5.end 返回指向最后一个元素的迭代器
6.equal_range 返回第一个>=关键字的迭代器和>关键字的迭代器
语法:
pair
key是用于排序的关键字
Set
例如:
Pair
For(i=0;i<=5;i++) ctr.insert(i);
P=ctr.equal_range(2);
那么p.first==2;p.second==3;
7.erase 删除集合中的元素
语法:
iterator erase( iterator i ); 删除i位置元素
iterator erase( iterator start, iterator end );
删除从start开始到end(end为第一个不被删除的值)结束的元素
size_type erase( const key_type key );
删除等于key值的所有元素(返回被删除的元素的个数)
前两个返回第一个不被删除的双向定位器,不存在返回末尾
第三个返回删除个数
8.find 返回一个指向被查找到元素的迭代器
语法:
iterator find( const key_type key );
查找等于key值的元素,并返回指向该元素的迭代器;
如果没有找到,返回指向集合最后一个元素的迭代器
9.get_allocator 返回集合的分配器
10.insert 在集合中插入元素
语法:
iterator insert( iterator i, const TYPE val ); 在迭代器i前插入val
void insert( input_iterator start, input_iterator end );
将迭代器start开始到end(end不被插入)结束返回内的元素插入到集合中
pair insert( const TYPE val );
插入val元素,返回指向该元素的迭代器和一个布尔值来说明val是否成功被插入
应该注意的是在集合(Sets中不能插入两个相同的元素)
11.lower_bound 返回指向大于(或等于)某值的第一个元素的迭代器
语法:
iterator lower_bound( const key_type key );
返回一个指向大于或者等于key值的第一个元素的迭代器
12.key_comp 返回一个用于元素间值比较的函数
语法:
key_compare key_comp;
返回一个用于元素间值比较的函数对象
13.max_size 返回集合能容纳的元素的最大限值 11
14.rbegin 返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器
示例:
Set
Set
For(rcp=ctr.rbegin;rcp!=ctr.rend;rcp++)
Cout<
15.rend 返回指向集合中第一个元素的反向迭代器
16.size 集合中元素的数目
17.swap 交换两个集合变量
语法:
void swap( set object ); 交换当前集合和object集合中的元素
18.upper_bound 返回大于某个值元素的迭代器
语法:
iterator upwer_bound( const key_type key );
返回一个指向大于key值的第一个元素的迭代器
19.value_comp 返回一个用于比较元素间的值的函数
语法:
iterator upper_bound( const key_type key );返回一个用于比较元素间的值的函数对象
3.3 C++ Maps MultiMaps
C++ Maps是一种关联式容器,包含“关键字值”对。
C++ Multimaps和maps很相似,但是MultiMaps允许重复的元素。
1.begin 返回指向map头部的迭代器
2.clear 删除所有元素
3.count 返回指定元素出现的次数
语法:
size_type count( const KEY_TYPE key );
返回map中键值等于key的元素的个数
4.empty 如果map为空则返回true
5.end 返回指向map末尾的迭代器
6.equal_range 返回特殊条目的迭代器对
语法:
pair equal_range( const KEY_TYPE key );
返回两个迭代器,指向第一个键值为key的元素和指向最后一个键值为key的元素
7.erase 删除一个元素
语法:
void erase( iterator i ); 删除i元素
void erase( iterator start, iterator end ); 删除从start开始到end(不包括end)结束的元素
size_type erase( const key_type key );
删除等于key值的所有元素(返回被删除的元素的个数)
8.find 查找一个元素
语法:
iterator find( const key_type key ); 12
查找等于key值的元素,并返回指向该元素的迭代器;
如果没有找到,返回指向集合最后一个元素的迭代器.
9.get_allocator 返回map的配置器
10.insert 插入元素
语法:
iterator insert( iterator pos, const pair
插入val到pos的后面,然后返回一个指向这个元素的迭代器
void insert( input_iterator start, input_iterator end );
插入start到end的元素到map中
pair
只有在val不存在时插入val。返回指向被插入元素的迭代器和描述是否插入的bool值
11.key_comp 返回比较元素key的函数
语法:
key_compare key_comp;
返回一个用于元素间值比较的函数对象
12.lower_bound 返回键值>=给定元素的第一个位置
语法:
iterator lower_bound( const key_type key );
返回一个指向大于或者等于key值的第一个元素的迭代器
13.max_size 返回可以容纳的最大元素个数
14.rbegin 返回一个指向map尾部的逆向迭代器
15.rend 返回一个指向map头部的逆向迭代器
16.size 返回map中元素的个数
17.swap 交换两个map
语法:
void swap( map obj );
swap交换obj和现map中的元素
18.upper_bound 返回键值>给定元素的第一个位置
语法:
iterator upwer_bound( const key_type key );
返回一个指向大于key值的第一个元素的迭代器
19.value_comp 返回比较元素value的函数
语法:
value_compare value_comp;
返回一个用于比较元素value的函数
4 容器适配器
4.1特点
STL 中包含三种适配器:栈stack 、队列queue 和优先级priority_queue 。
适配器是容器的接口,它本身不能直接保存元素,它保存元素的机制是调用13
另一种顺序容器去实现,即可以把适配器看作“它保存一个容器,这个容器再保
存所有元素”。
STL 中提供的三种适配器可以由某一种顺序容器去实现。默认下stack 和
queue 基于deque 容器实现,priority_queue 则基于vector 容器实现。当然在创
建一个适配器时也可以指定具体的实现容器,创建适配器时在第二个参数上指定
具体的顺序容器可以覆盖适配器的默认实现。
由于适配器的特点,一个适配器不是可以由任一个顺序容器都可以实现的。
栈stack 的特点是后进先出,所以它关联的基本容器可以是任意一种顺序容
器,因为这些容器类型结构都可以提供栈的操作有求,它们都提供了push_back 、pop_back 和back 操作。
队列queue 的特点是先进先出,适配器要求其关联的基础容器必须提供
pop_front 操作,因此其不能建立在vector 容器上。
4.2 C++ Stacks(堆栈)
C++ Stack(堆栈) 是一个容器类的改编,为程序员提供了堆栈的全部功能,—
—也就是说实现了一个先进后出(FILO)的数据结构。
1.empty 堆栈为空则返回真
2.pop 移除栈顶元素
3.push 在栈顶增加元素
4.size 返回栈中元素数目
5.top 返回栈顶元素
4.3 C++ Queues(队列)
C++队列是一种容器适配器,它给予程序员一种先进先出(FIFO)的数据结构。
1.back 返回一个引用,指向最后一个元素
2.empty 如果队列空则返回真
3.front 返回第一个元素
4.pop 删除第一个元素
5.push 在末尾加入一个元素
6.size 返回队列中元素的个数
4.4 C++ Priority Queues(优先队列)
C++优先队列类似队列,但是在这个数据结构中的元素按照一定的断言排列有
序。
1.empty 如果优先队列为空,则返回真
2.pop 删除第一个元素 14
3.push 加入一个元素
4.size 返回优先队列中拥有的元素的个数
5.top 返回优先队列中有最高优先级的元素
5 迭代器
5.1解释
迭代器是一种对象,它能够用来遍历STL容器中的部分或全部元素,每个迭
代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口,所谓迭代器
是一种概念上的抽象:那些行为上象迭代器的东西都可以叫做迭代器。然而迭代
器有很多不同的能力,它可以把抽象容器和通用算法有机的统一起来。
迭代器提供一些基本操作符:、++、==、!=、=。这些操作和CC++“操作
array元素”时的指针接口一致。不同之处在于,迭代器是个所谓的smart pointers,具有遍历复杂数据结构的能力。其下层运行机制取决于其所遍历的数据结构。因
此,每一种容器型别都必须提供自己的迭代器。事实上每一种容器都将其迭代器
以嵌套的方式定义于内部。因此各种迭代器的接口相同,型别却不同。这直接导
出了泛型程序设计的概念:所有操作行为都使用相同接口,虽然它们的型别不同。
5.2功能特点
迭代器使开发人员不必整个实现类接口。只需提供一个迭代器,即可遍历类
中的数据结构,可被用来访问一个容器类的所包函的全部元素,其行为像一个指
针,但是只可被进行增加(++)或减少(--)操作。举一个例子,你可用一个迭代器
来实现对vector容器中所含元素的遍历。
如下代码对vector容器对象生成和使用了迭代器:
vector
vector
for( int i=0; i < 10; i++ )
the_vector.push_back(i);
int total = 0;
the_iterator = the_vector.begin;
while( the_iterator != the_vector.end ) {
total += the_iterator;
the_iterator++;
}cout << Total= << total << endl;
提示:通过对一个迭代器的解引用操作(),可以访问到容器所包含的元素。 15
6 C++标准库总结
6.1容器
6.1.1序列
vector=========================
list===========================
deque==========================
6.1.2序列适配器
stack:top,push,pop=============
queue:front,back,push,pop======
priority_queue:top,push,pop====
6.1.3关联容器
map============================
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