学习STL,必然会用到它里面的适配器和一些常用的算法。它们都是STL中的重要组成部分。
适配器
在STL里可以用一些容器适配得到适配器。例如其中的stack和queue就是由双端队列deque容器适配而来。其实适配器也是一种设计模式,该种模式是将一个类的接口转换成用户希望的另外一个接口。简单的说:就是需要的东西就在眼前,但却不能用或者使用不是很方便,而短时间又无法改造它,那我们就通过已存在的东西去适配它。
STL中的适配器一共有三种:
①应用于容器的即容器适配器;比如stack和queue就是对deque的接口进行了转调 ②应用于迭代器的即迭代器适配器;比如反向迭代器就是对迭代器的接口进行了转调 ③应用于仿函数的即函数适配器
不过我们平常用容器适配器用得比较多,所以我们着重容器适配器的使用,其它适配器可参考《STL源码剖析》。
(1)stack/queue
我们都知道stack和queue都是一种特殊的线性数据结构,要求在其固定端进行数据的插入和删除操
作。而在STL的容器当中,deque是双开口的结构,因此STL就将它作为栈和队列的底层结构,然后对deque稍加改装后就实现出来了stack和queue。
像这种:将某个类的接口进行重新包装而实现出的新结构,称之为适配器
如stack原型定义:
常用接口:
queue原型定义类似:
注意:stack queue没有迭代器
(2)priority_queue
priority_queue(优先级队列)是一个拥有权值关键的队列,允许用户以任意次序将元素插入容器内,但取出时每次都是取优先级最高(低)的元素,这正是heap所具有该特性,因此priority_queue以vector作为底层存储元素空间,将heap算法进行包装,实现出了优先级队列 。
定义原型:
注:它的头文件包含在#include <queue>中
关于它的使用:
1.因为仅需取队首和队尾元素的操作,因此 priority_queue 优先队列容器也不提供迭代器,对其他任意位置处的元素进行直接访问操作。
2.调用top成员函数取队头元素时,由于队列内部封装的堆算法,取得的元素是权值最大的元素。
3.调用pop删除顶部的元素时, 删除的元素是具有最高权值的元素。并且通常pop前会调用成员top进行检索。
pop成员函数有效地调用pop_heap算法来保留priority_queues的heap属性,然后调用基础容器对象的成员函数pop_back来删除该元素。
4.它同样支持定制比较的仿函数进行自定义顺序比较。
结合这些操作,我们可以来实现一个小功能。
案例:根据出现次数,统计前k项编程语言
vector<string> GetTopKLanguage(const vector<string>& v, int k) { unordered_map<string, int> umap; //将每种语言次数对应统计起来 for( int i=0; i< v.size( ); ++i) { umap[v[i]]++; } UmapIte it1 = umap.begin( ); while( it1 != umap.end( )) { cout<<it1->first<<" :"<<it1->second<<endl; ++it1; } //用priority_queue对pair<string, int>按权值排序 priority_queue<string, vector<UmapIte>, CountCompare> pq; UmapIte it = umap.begin( ); int m = k; while( it != umap.end( )) { if(m > 0 && m--) pq.push(it); else { //取到当前队列中权值最大(值最小)的元素来pop,相当于逐渐把出现次数较少的语言弹出,将出现次数较多的留下。 UmapIte top = pq.top( ); if( it->second > top->second) { pq.pop(); pq.push(it); } } ++it; } cout<<endl; while(!pq.empty( ) ) { cout<<pq.top( )->first<<" :"<<pq.top( )->second<<endl; pq.pop( ); } // vector<string> ret; // for( int i=0; i<k; ++i) // { // ret.push_back(pq.top()->first); // pq.pop(); // } // return ret; } int main( ) { vector<string> v; v.push_back("PHP"); v.push_back("Python"); v.push_back("Python"); v.push_back("Java"); v.push_back("PHP"); v.push_back("C/C++"); v.push_back("C/C++"); v.push_back("C/C++"); v.push_back("PHP"); v.push_back("Java"); v.push_back("PHP"); v.push_back("Go"); v.push_back("PHP"); v.push_back("Java"); v.push_back("PHP"); v.push_back("PHP"); v.push_back("PHP"); GetTopKLanguage(v, 3); return 0; }
这里要统计出现次数前3的语言(其中由于优先级队列遍历的特殊性,世上最好的语言最后出现):
常用算法
STL中的算法是将常用的算法规范出来,它作用的元素范围是可以通过迭代器或指针访问的任何对象序列;但算法只关心操作的步骤,与数据的结构没有任何的关系(即它不会影响容器的结构 如大小或存储分配),而且STL在设计时就有一个目标,就是算法可复用,效率要尽可能的高。STL中收录了极具复用价值的70多个算法,包括:排序,查找,排列组合,数据移动,拷贝,删除,比较组合,运算等。
关于它的用法:
首先要包含头文件<algorithm>,里面定义了各种的算法的函数集合。
常见算法:
查找类算法 find/find_if/find_first_of/binary_search/count/count_if 排序和通用算法 sort/stable_sort/partial_sort/partial_sum/partition/merge/reverse 删除和替换算法 copy/copy_backward/remove/remove_if/swap/unique 排列组合算法 prev_permutation/next_permutation 集合操作 set_difference/set_union/set_intersection
简单应用
1.查找
//binary_search void test_binary_search( ) { int a[ ] = {11,2,4,5,9,0,3,6}; vector<int> v(a, a+ 8); sort(v.begin( ), v.end( )); cout<<binary_search(v.begin( ), v.end( ), 6); //结果 1 }
2.排序
//partiton bool IsBigerK(int curValue) { return curValue < 3; } void test_partition( ) { vector<int> a; a.push_back(6); a.push_back(5); a.push_back(4); a.push_back(3); a.push_back(2); a.push_back(1); //以3为边界划分 partition(a.begin( ), a.end( ), IsBigerK); for( int i=0; i< a.size(); ++i) cout<<a[ i]<<" "; cout<<endl; //结果:1 2 4 3 5 6 } //sort //template<class T> //形如这样自定义来比较 //struct Greater //{ // bool operator()(const T& l, const T& r) // { // return l > r; // } //}; void test_sort( ) { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(0); v.push_back(10); v.push_back(3); sort(v.begin( ), v.end(), greater<int>()); for( int i=0; i< v.size( ); ++i) cout<<v[i]<<" "; cout<<endl; //结果: //10 4 3 3 1 0 }
3.排列组合问题
//排列问题 //next_permutation 求得下一个排列 void test_permutation( ) { string str("abc"); do { cout<<str.c_str( )<<endl; }while(next_permutation(str.begin( ), str.end( ))); //结果: //abc //acb //bac //bca //cab //cba //注意:对于值重复,不造成影响. aab求得的全排列不会用重复 }
4.集合操作
set_difference
关于使用:
1. 在两个集合中找出不同的元素,这些不同的元素全部来自与第一组中,不从第二组中来。
2.它的返回值为一个迭代器it,迭代器指向存储的结果(即找出来的不同元素)最后一个位置。通常 用it-ret.begin()得到不同元素的个数。
void test_set_difference( ) { int a[ ] = {1, 4, -1, 5, 2}; int b[ ] = {3, 4, 1, 5, 6}; //+5 注意! sort(a, a+5); //-1 1 2 4 5 sort(b, b+5); //1 3 4 5 6 vector<int> v(10); vector<int>::iterator it; it =set_difference(a, a+5, b, b+5, v.begin()) ;//it是-1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 的结尾 v.resize(it-v.begin()); //-1 2 it = v.begin( ); while( it != v.end( )) { cout<<*it<<" "; ++it; } //结果:-1 2 }
算法当中的相关分类总览:
参考:http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/
原文地址:https://www.cnblogs.com/tp-16b/p/9186826.html