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c plus -->STL
长久以来,软件界致力于建立一种可重复利用的组件,以提升复用性。
面向对象和泛型编程思想在C++中得到了应用,旨在实现这一目标。
然而,数据结构和算法并未形成一套标准,导致大量重复工作。
为了统一数据结构和算法的标准,STL(标准模板库)应运而生。
STL主要分为容器、算法、迭代器等几个部分,旨在提供一套可重用、高效的数据结构和算法框架。
容器如vector、list、deque等,用于存储数据;算法如sort、find、copy等,提供了解决问题的手段;迭代器作为容器与算法之间的桥梁,实现数据的有序访问。
STL包含六大组件:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器、空间配置器。
容器如vector、list等,实现常用数据结构;算法如sort、find等,提供解决问题的逻辑;迭代器实现容器元素的有序访问;仿函数模拟函数行为,用于算法策略;适配器修饰接口,方便容器与算法的结合;空间配置器负责内存分配管理。
在STL中,容器、算法、迭代器是核心概念。
容器如vector、deque等,提供数据存储功能;算法如sort、find等,提供问题求解方法;迭代器如vector::iterator等,作为容器与算法间的接口。
通过迭代器,算法可以遍历容器中的元素,实现数据操作。
容器与算法的结合,通过迭代器实现无缝对接。
常见的容器包括序列式容器和关联式容器,序列式容器如vector、deque,强调数据排序和元素位置;关联式容器如map、set,元素之间没有物理顺序关系。
算法分为质变算法和非质变算法,质变算法如拷贝、替换,非质变算法如查找、计数。
迭代器种类繁多,常用的为双向迭代器和随机访问迭代器。
了解STL后,通过vector容器操作,学习如何向容器中插入数据并遍历。
vector容器支持动态扩展,通过for_each算法遍历元素。
此外,学习vector中存放自定义数据类型、容器嵌套容器的方法。
STL中的string类是C++风格的字符串实现,提供丰富成员函数,如查找、拷贝、删除、插入、拼接等。
通过string的构造函数、赋值操作、字符串拼接、查找和替换、字符串比较、字符存取、插入和删除、子串获取等功能,实现字符串的高效处理。
vector容器作为动态数组,提供了与数组相似的功能,支持动态扩展、赋值操作、容量和大小调整、插入和删除、数据存取、容器互换、预留空间等功能。
vector容器的迭代器支持随机访问,使得元素访问和操作变得高效。
deque容器作为双端数组,支持头部插入和删除操作,与vector相比在头部操作更高效。
deque内部使用中控器和缓冲区实现连续的内存空间,提高操作速度。
deque支持赋值、大小操作、插入和删除数据、数据存储、排序等功能,实现灵活的数据管理。
通过案例分析,如评委打分系统,应用STL容器如vector、deque实现数据存储和排序,计算平均分,展示了STL在实际应用中的强大功能。
最后,栈容器(stack)和队列容器(queue)分别实现先进后出和先进先出的数据结构。
stack支持入栈(push)、出栈(pop)、清空(clear)等操作。
queue实现队列的插入(push)、删除(pop)、清空(clear)功能,适用于任务调度等场景。
链表容器(list)采用双向循环链表结构,实现灵活的数据插入和删除,但遍历速度和内存占用相对较高。
list容器支持构造、赋值、交换、大小调整、数据插入和删除、数据存储等功能,适用于需要快速插入或删除数据的应用场景。

c++中迭代器是什么意思?
容器就是数据结构的泛指,迭代器就是指针的泛指,可以指向元素。
容器相当于一个储藏柜,里面装的许多不同的物品就像是储存的元素,比如面包、啤酒、苹果、现金。
要取得各个物体就得用与各个物体向匹配的工具,如取出面包要用盘子、取出啤酒要用杯子、取出苹果要用篮子、取出现金要用钱包。
迭代器的作用就相当于取出物品的工具的抽象,通过迭代器泛指现实生活中从贮藏室中取出物体的工具。
C++迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。
1 Iterator definitionsIn C++, an iterator is any object that, pointing to some element in a range of elements (such as an array or a container), has the ability to iterate through the elements of that range using a set of operators (at least, the increment (++) and dereference (*) operators). The most obvious form of iterator is a pointer: A pointer can point to elements in an array, and can iterate through them using the increment operator (++). But other forms of iterators exist. For example, each container type (such as a vector) has a specific iterator type designed to iterate through its elements in an efficient way.C++迭代器Interator就是一个指向某种STL对象的指针。
通过该指针可以简单方便地遍历所有元素。
C++中的iterator为STL中的重要概念。
iterator的概念源自于对遍历一个线性容器工具的抽象,即如何你能访问这个容器的某个元素。
对于最简单的数组,当然可以用数组的索引值,因为数组是连续存放在内存中的;但对于链表,就必须用指针。
除此之外,还有还有很多种数据结构需要提供一个方便的工具来访问其中的元素,方法有ID,关键字等等。
为了统一所有的容器的这种工具的使用,一般提供一整套容器的开发者就会用一种方式来表示各种容器的访问工具。
例如C++ STL就是使用iterator。
MFC自己的容器使用position。
C#和java也有自己的方法,但方法是不变的。
iterator的用法可以被统一,但不同的底层容器实现其iterator的原理是不一样的。
例如iterator++你可以理解为移动到容器的下一个元素,如果底层如果是数组,把索引值加一就行;如果底层是链表,就得执行类似于m_pCurrent = m_pCurrent-> pNext;的操作。
因此每种容器都有自己的iterator实现方法。
C++ STL iterator的常用方法有: iterator++ 移到下个元素 iterator-- 移到上个元素 *iterator 访问iterator所指元素的值 < > == != iterator之间的比较,例如判断哪个元素在前 iterator1 + iterator2 iterator之间的加法运算,类似于指针加法 2 容器的 iterator 类型每种容器类型都定义了自己的C++迭代器类型,如 vector:vector<int>::iterator iter;这符语句定义了一个名为 iter 的变量,它的数据类型是 vector<int> 定义的 iterator 类型。
每个标准库容器类型都定义了一个名为 iterator 的成员,这里的 iterator 与迭代器实际类型的含义相同。
begin 和 end 操作每种容器都定义了一对命名为 begin 和 end 的函数,用于返回迭代器。
如果容器中有元素的话,由 begin 返回的迭代器指向第一个元素: vector<int>::iterator iter = ();上述语句把 iter 初始化为由名为 vector 操作返回的值。
假设 vector 不空,初始化后,iter 即指该元素为ivec[0]。
由end 操作返回的C++迭代器指向 vector 的“末端元素的下一个”。
“超出末端迭代器”(off-the-end iterator)。
表明它指向了一个不存在的元素。
如果 vector 为空,begin 返回的迭代器与 end 返回的迭代器相同。
由 end 操作返回的迭代器并不指向 vector 中任何实际的元素,相反,它只是起一个哨兵(sentinel)的作用,表示我们已处理完 vector 中所有元素。
a)使用迭代器读取vector中的每一个元素vector<int> ivec(10,1); for(vector<int>::iterator iter=();iter!=();++iter){*iter=2; //使用 * 访问迭代器所指向的元素}b)const_iterator只能读取容器中的元素,而不能修改for(vector<int>::const_iterator citer=();citer!=();citer++){cout<<*citer; //*citer=3; error}3 vector 迭代器的自增和解引用运算C++迭代器类型定义了一些操作来获取迭代器所指向的元素,并允许程序员将迭代器从一个元素移动到另一个元素。
迭代器类型可使用解引用操作符(dereference operator)(*)来访问迭代器所指向的元素:*iter = 0;解引用操作符返回迭代器当前所指向的元素。
假设 iter 指向 vector 对象 ivec 的第一元素,那么 *iter 和ivec[0] 就是指向同一个元素。
上面这个语句的效果就是把这个元素的值赋为 0。
迭代器使用自增操作符向前移动迭代器指向容器中下一个元素。
从逻辑上说,C++迭代器的自增操作和int 型对象的自增操作类似。
对 int 对象来说,操作结果就是把 int 型值“加 1”,而对迭代器对象则是把容器中的迭代器“向前移动一个位置”。
因此,如果 iter 指向第一个元素,则 ++iter 指向第二个元素。
由于 end 操作返回的迭代器不指向任何元素,因此不能对它进行解引用或自增操作。
c++中的容器包括哪些?
1、vector连续存储结构,每个元素在内存上是连续的;支持高效的随机访问和在尾端插入/删除操作,但其他位置的插入/删除操作效率低下;2、deque连续存储结构,即其每个元素在内存上也是连续的,类似于vector,不同之处在于,deque提供了两级数组结构,第一级完全类似于vector,代表实际容器;另一级维护容器的首位地址。
这样,deque除了具有vector的所有功能外,还支持高效的首端插入/删除操作。
3、list非连续存储结构,具有双链表结构,每个元素维护一对前向和后向指针,因此支持前向/后向遍历。
支持高效的随机插入/删除操作,但随机访问效率低下,且由于需要额外维护指针,开销也比较大。
4、vector V.S. list V.S. deque:a、若需要随机访问操作,则选择vector;b、若已经知道需要存储元素的数目, 则选择vector;c、若需要随机插入/删除(不仅仅在两端),则选择listd、只有需要在首端进行插入/删除操作的时候,才选择deque,否则都选择vector。
e、若既需要随机插入/删除,又需要随机访问,则需要在vector与list间做个折中。
f、当要存储的是大型负责类对象时,list要优于vector;当然这时候也可以用vector来存储指向对象的指针,同样会取得较高的效率,但是指针的维护非常容易出错,因此不推荐使用。
5、capacity V.S sizea、capacity是容器需要增长之前,能够盛的元素总数;只有连续存储的容器才有capacity的概念(例如vector,deque,string),list不需要capacity。
b、size是容器当前存储的元素的数目。
c、vector默认的容量初始值,以及增长规则是依赖于编译器的。
6、用vector存储自定义类对象时,自定义类对象须满足:a、有可供调用的无参构造函数(默认的或自定义的);b、有可用的拷贝赋值函数(默认的或自定义的)7、迭代器iterator a、vector与deque的迭代器支持算术运算,list的迭代器只能进行++/--操作,不支持普通的算术运算。