1. 什么是STL
它的全名是stand template library, 标准模板库,主要是将一些结构和算法写成模板,以便能够实现对任意类型的对象都可以操作,而不需要再一次去写一些算法及结构。
它主要有以下三个概念:
容器--容纳各种数据类型的结构,是类模板
迭代器--类似于指针,指向容器内的对象的指针,主要用于指向元素
算法--操作容器内的元素的运算函数,是函数模板,比如sort,find等排序算法,查找 算法,它与容器内元素类型无关
2. 容器
用于存放数据的容器可以分为三大类,顺序容器,关联容器,容器适配器:
顺序容器--vector, list, deque
关联容器--map, multimap, set, multiset
容器适配器--stack, queue, priority_queue
2.1 顺序容器
顺序容器是无序的,插入的元素位置与值无关。
vector容器,头文件<vector>, 是一个动态数据,元素在内存中是连续存放的,可以随意取vector中的元素。
deque, 头文件<deque>, 是一个双向队列,元素在内存中连续存放,可任意取容器中的元素,与vector中不一样的是,它存在一个头指针和一个尾指针,如
list, 头文件<list>, 是一个双向链表,元素内存中不连续存放,易添加删除元素,不可随意存取元素。
2.2 关联容器
关联容器是有序的,插入元素的同时对新加元素进行排序,如何排序取决于元素类中<符号的成员函数重载, 所有的容器都是以平衡二叉树来实现,查找时间为O(lgn).
set/multiset, 头文件<set>, 又称集合,两者唯一的区别是set不允许多个元素相等,而multiset则可以存放多个相等的元素,至于两个元素相等的定义为:
如元素A不小于元素B,也不大于B,则A与B相等。因此在此仍需要重载容器内元素类的<符号函数,才能让容器函数对元素进行大小比较。
map/multimap, 头文件<map>, 又称字典,元素内存在两个成员变量:first与second,它们一一对应,容器内以first的大小进行排序,first为key,second为first对应的值。multimap允许存在first相同的元素,而map则要求所有的元素first中值唯一。
2.3 容器适配器
stack,头文件<stack>, 栈,遵守先进后出的规则
queue,头文件<queue>, 队列, 元素先进先出,如图
priority_queue, 优先级队列,头文件<queue>, 内部以一定的顺序排列,优先级最高的元素第一个出列。
2.4 容器中的成员函数
顺序容器与关联容器的公有成员函数:
begin-- 返回指向第一个元素的迭代器
end--返回指向最后一个元素的后一个迭代器
rbegin--返回指向最后一个元素的迭代器
rend--返回指向第一个元素的前一个迭代器
erase -- 删除容器中的一个或几个元素
clear -- 删除容器内所有的元素
顺序容器的成员函数:
front -- 返回第一个元素的引用
back -- 返回最后一个元素的引用
push_back -- 在容器尾添加新元素
pop_back -- 删除容器尾的元素
erase -- 删除迭代器指向的元素或一个区间内的所有元素,返回删除元素的下一个元素的迭代器
3. 迭代器
类似于指针的用法,主要用于指向元素对象的位置,其定义如下:
容器类名::iterator it;
容器类名::const_iterator it; //常量迭代器,不可修改对象的值
容器类名::reverse_iterator it; //反向迭代器, it++指向前一个元素,如果是正向迭代器,则指向下一个元素
比较特殊的迭代器就是随机迭代器,可以进行操作 it + i, 直接跳进i个元素