STL的诞生

  • 长久以来,软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
  • C++的面向对象(封装、继承、多态)和泛型编程思想,目的就是复用性的提升
  • 大多情况下,数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作
  • 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

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)选代器(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

STL六大组件

STL大体分为六大组件,分别是:容器、算法、送代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器

  1. 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
  2. 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  4. 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
  5. 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。
  6. 空间配置器:负责空间的配置与管理。

STL中容器、算法、选代器

容器:置物之所也

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
这些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,各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法:问题之解法也

有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms)
算法分为:质变算法和非质变算法。

  • 质变算法:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等
  • 非质变算法:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

送代器:容器和算法之间粘合剂

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送代露,迭代器使用非常类似于指针,初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

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++、==、!=
双向选代器读写操作,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]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中选代器种类为双向迭代器,和随机访问选代器

容器算法送代器初识

vector存放内置数据类型

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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
void MyPrint(int val)
{
    cout << val << endl;
}
void test()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    //第一种遍历方式
    //vector<int>::iterator ItBegin = v.begin();//起始迭代器,指向容器第一个元素
    //vector<int>::iterator ItEnd = v.end();//结束迭代器,指向容器中最后一个元素的下一个位置
    //while (ItBegin != ItEnd)
    //{
    //    cout << *ItBegin << endl;
    //    ItBegin++;
    //}
    //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
    for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}
int main()
{
    test();
}

vector存放自定义数据类型

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->age = age;
        this->name = name;
    }
    string name;
    int age;
};
void test()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("tom", 18);
    Person p2("jerry", 20);
    Person p3("Aria", 30);
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++)
    {
        //cout << (*it).name << endl;
        //cout << (*it).age<<endl;
        cout << it->name << endl;
        cout << it->age << endl;
    }
}
void test01()
{
    vector<Person*> v;
    Person p1("tom", 18);
    Person p2("jerry", 20);
    Person p3("Aria", 30);
    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++)
    {
        cout << (*it)->name << endl;
        cout << (*it)->age << endl;
    }
}
int main()
{
    //test();
    test01();
}

vector容器嵌套容器

容器中嵌套容器,我们将所有数据进行遍历输出

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
void test() {
    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 + 1);
        v2.push_back(i + 2);
        v3.push_back(i + 3);
        v4.push_back(i + 4);
    }
    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 it1 = (*it).begin(); it1 < (*it).end(); it1++)
        {
            cout << (*it1) << " " ;
        }
        cout << endl;
    }
}
int main()
{
    test();
}