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STL学习心得

2023-05-16

STL概述

STL组件

1.容器（Container） － 管理某类对象的集合
2.迭代器（Iterator） － 在对象集合上进行遍历
（注意：这些集合可能是容器，也可能是容器的子集。）
3.算法（Algorithm） － 处理集合内的元素，算法作用于容器。（算法提供了执行各种操作的方式，包括对容器内容执行初始化、排序、搜索和转换等操作。）
4.容器适配器（container adaptor）
5.函数对象(functor)
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（注意：STL容器的共同能力：
1.所有容器中存放的都是值而非引用。如果希望存放的不是副本，容器元素只能是指针。
2.所有元素都形成一个次序（order），可以按相同的次序一次或多次遍历每个元素）

STL类别

1.序列式容器－排列次序取决于插入时机和位置
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2.关联式容器－排列顺序取决于特定准则
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STL容器元素的条件

1.必须能够通过拷贝构造函数进行复制
2.必须可以通过赋值运算符完成赋值操作
3.必须可以通过析构函数完称销毁动作
4.序列式容器元素的默认构造函数必须可用
5.某些动作必须定义 operator==，例如搜寻操作
6.关联式容器必须定义出排序准则，默认情况是重载operator <
（对于基本数据类型（int,long,char,double,…）而言，以上条件总是满足）

STL容器的共同操作

初始化

1.产生一个空容器
std::list l；
2.以另一个容器元素为初值完成初始化
std::list l;
…
std::vector c(l.begin(),l.end())
3.以数组元素为初值完成初始化
int array[]={2,4,6,1345};
…
std::set c(array,array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));

与大小相关的操作

1.size()－返回当前容器的元素数量
2.empty()－判断容器是否为空
3.max_size()－返回容器能容纳的最大元素数量

比较

1.==,!=,<,<=,>,>=
2.比较操作两端的容器必须属于同一类型
3.如果两个容器内的所有元素按序相等，那么这两个容器相等
4.采用字典式顺序判断某个容器是否小于另一个容器

赋值和交换

swap用于提高赋值操作效率

与迭代器相关的操作

1.begin()－返回一个迭代器，指向第一个元素
2.end()－返回一个迭代器，指向最后一个元素之后
3.rbegin()－返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的第一个元素
4.rend()－返回一个逆向迭代器，指向逆向遍历的最后一个元素之后

元素操作

1.insert(pos,e)－将元素e的拷贝安插于迭代器pos所指的位置
2.erase(beg,end)－移除[beg，end]区间内的所有元素
3.clear()－移除所有元素

迭代器

1.可遍历STL容器内全部或部分元素的对象
2.指出容器中的一个特定位置
3.迭代器的基本操作
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迭代器分类

1.双向迭代器
可以双向行进,以递增运算前进或以递减运算后退、可以用==和!=比较。
list、set和map提供双向迭代器

list<int> l; 
for(pos=l.begin();pos!=l.end();++pos{
	…
 }

2.随机存取迭代器
除了具备双向迭代器的所有属性，还具备随机访问能力。
可以对迭代器增加或减少一个偏移量、处理迭代器之间的距离或者使用<和>之类的关系运算符比较两个迭代器。
vector、deque和string提供随机存取迭代器

vector<int> v; 
for(pos=v.begin();pos<v.end();++pos{
	…
 }

vector

1.vector模拟动态数组
2.vector的元素可以是任意类型T，但必须具备赋值和拷贝能力（具有public拷贝构造函数和重载的赋值操作符）
3.必须包含的头文件#include
4.vector支持随机存取
5.vector的大小（size）和容量（capacity）
（1）size返回实际元素个数，
（2）capacity返回vector能容纳的元素最大数量。如果插入元素时，元素个数超过capacity，需要重新配置内部存储器。
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非变动操作

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赋值操作

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（注意：所有的赋值操作都有可能调用元素类型的默认构造函数，拷贝构造函数，赋值操作符和析构函数）

元素存取

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迭代器相关函数

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（注意： 迭代器持续有效，除非发生以下两种情况：
（1）删除或插入元素
（2）容量变化而引起内存重新分配）

安插元素

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移除元素

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map/multimap

概述

1.使用平衡二叉树管理元素
2.元素包含两部分(key,value)，key和value可以是任意类型
3.必须包含的头文件#include
4.根据元素的key自动对元素排序，因此根据元素的key进行定位很快，但根据元素的value定位很慢
5.不能直接改变元素的key，可以通过operator []直接存取元素值
6.map中不允许key相同的元素，multimap允许key相同的元素

构造、拷贝和析构

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（注意：其中map可以是下列形式：
map<key,value> 一个以less（<）为排序准则的map，
map<key,value,op> 一个以op为排序准则的map）

非变动性操作

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赋值

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特殊搜寻操作

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迭代器相关函数

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安插元素

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移除元素

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set/multiset

概述

1.使用平衡二叉树管理元素
2.集合(Set)是一种包含已排序对象的关联容器。
3.必须包含的头文件#include
4.map容器是键-值对的集合，好比以人名为键的地址和电话号码。相反地，set容器5.只是单纯的键的集合。当我们想知道某位用户是否存在时，使用set容器是最合适的。
6.set中不允许key相同的元素，multiset允许key相同的元素

基本操作

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算法

泛型算法通则

1.所有算法的前两个参数都是一对iterators：[first，last)，用来指出容器内一个范围内的元素。
2.每个算法的声明中，都表现出它所需要的最低层次的iterator类型。

count

size_t count(InIt first, InIt last, const T& val);
计算[first,last) 中等于val的元素个数

count_if

size_t count_if(InIt first, InIt last, Pred pr);

计算[first,last) 中符合pr(e) == true 的元素 e的个数

min_element

template
FwdIt min_element(FwdIt first, FwdIt last);

返回[first,last) 中最小元素的迭代器,以 “< ”作比较器

max_element

template
FwdIt max_element(FwdIt first, FwdIt last);

返回[first,last) 中最大(不小）元素的迭代器,以 “< ”作比较器

for_each

Fun for_each(InIt first, InIt last, Fun f);

对[first,last)中的每个元素 e ,执行 f(e) , 要求 f(e)不能改变e

find

template<class InIt, class T>
InIt find(InIt first, InIt last, const T& val);

返回区间 [first,last) 中的迭代器 i ,使得 * i == val

find_if

template<class InIt, class Pred>
InIt find_if(InIt first, InIt last, Pred pr);
返回区间 [first,last) 中的迭代器 i, 使得 pr(*i) == true

binary_search

（折半查找，要求容器已经有序且支持随机访问迭代器，返回是否找到）
1.template<class FwdIt, class T>
bool binary_search(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);
上面这个版本，比较两个元素x,y 大小时, 看 x < y

2.template<class FwdIt, class T, class Pred>
bool binary_search(FwdIt first, FwdIt last, const T& val, Pred pr);
上面这个版本，比较两个元素x,y 大小时, 看 pr(x,y)

lower_bound,uper_bound, equal_range

lower_bound：
template<class FwdIt, class T>
FwdIt lower_bound(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);

要求[first,last)是有序的，
查找大于等于val的最小的位置
uper_bound
template<class FwdIt, class T>
FwdIt upper_bound(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);
要求[first,last)是有序的，
查找大于val的最小位置
equal_range
template<class FwdIt, class T>
pair<FwdIt, FwdIt> equal_range(FwdIt first, FwdIt last, const T& val);

要求[first,last)是有序的，
返回值是一个pair, 假设为 p, 则
[first,p.first) 中的元素都比 val 小
[p.second,last)中的所有元素都比 val 大

sort 快速排序

template
void sort(RanIt first, RanIt last);
按升序排序。判断x是否应比y靠前，就看 x < y 是否为true

template<class RanIt, class Pred>
void sort(RanIt first, RanIt last, Pred pr);
按升序排序。判断x是否应比y靠前，就看 pr(x,y) 是否为true

unique（改变序列）

1.template
FwdIt unique(FwdIt first, FwdIt last);
用 == 比较是否相等
2.template<class FwdIt, class Pred>
FwdIt unique(FwdIt first, FwdIt last, Pred pr);
用 pr 比较是否等

去除[first,last) 这个升序序列中的重复元素
返回值是迭代器，指向元素删除后的区间的最后一个元素的后面

reverse

template
void reverse(BidIt first, BidIt last);

颠倒区间[first,last)顺序

注意的点

1.push_back( ) 成员函数在向量的末尾插入值，如果有必要会扩展向量的大小。
2.size( ) 函数显示向量的大小。
3.begin( ) 函数返回一个指向向量开头的迭代器。
4.end( ) 函数返回一个指向向量末尾的迭代器。
5. string 中的 find函数

 if(s1.find(s2)!=string::npos)  注意 其查找 是以s1的任何起点去找是否存在s2  如果是查找前缀字符串（一个字符串是另一个字符串的前缀）  如果这样找就可能超时

6.有时候出现弹窗 cannot read vs2005 是有提示的 而vc6是不提示的 原因之一可能是由于使用了没有赋值的变量导致指针乱飘了

一些实际应用

单个元素的查找

find() 比较条件为相等的查找

find()从给定区间中查找单个元素,定义：


int myints[] = { 10, 20, 30, 40 };
std::vector<int> myvector (myints,myints+4);
it = find (myvector.begin(), myvector.end(), 30);
if (it != myvector.end())
    std::cout << "Element found in myvector: " << *it << '\n';
else
    std::cout << "Element not found in myvector\n"

find_if() 自定义比较函数

std::find_if():从给定区间中找出满足比较函数的第一个元素；
示例,从myvector中查找能够被30整除的第一个元素：

bool cmpFunction (int i) {
  return ((i%30)==0);
}
it = std::find_if (myvector.begin(), myvector.end(), cmpFunction);
std::cout << "first:" <<  *it <<std::endl;

利用find_if()函数结合map实现模糊查找

（注意：重载运算符是重点！！！）
首先对find_if函数的谓词函数进行改造：

template<class InIt, class Pred> 
InIt find_if(InIt first, InIt last, Pred pr);

然后构造一个类，并重载函数运算符，在其内部实现取子串查找：

class map_value_finder
{
public:
	map_value_finder(const string& cmp_string) :m_s_cmp_string(cmp_string) {}
	bool operator ()(const multimap<string,int>::value_type& pair)
	{
		int loc;
		loc=pair.first.find(m_s_cmp_string);
		if (loc != pair.first.npos)
			return true;
		return false;
	}
private:
	const std::string& m_s_cmp_string;
};
void Operation::fuzzyFindBname(string str)
{
	multimap<string, int>::iterator it,p1,p2,p;
	p1 = bookname.begin();
	p2 = bookname.end();

	it = find_if(p1, bookname.end(), map_value_finder(str));
	if (it == bookname.end())
		return;
	else
		cout << book[it->second];
	it++;
	for (p = it; p != p2; p++)
	{
		it = find_if(p, bookname.end(), map_value_finder(str));
		if (it == bookname.end())
			return;
		else
			cout << book[it->second];
	}
	
}

vector巧用swap收缩内存空间

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int main(){

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000;i ++){
		v.push_back(i);
	}

	cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
	cout << "size:" << v.size() << endl;

	//此时 通过resize改变容器大小
	v.resize(10);

	cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
	cout << "size:" << v.size() << endl;

	//容量没有改变
	vector<int>(v).swap(v);

	cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
	cout << "size:" << v.size() << endl;


	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

set的返回值

//插入操作返回值
void test01(){

	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator,bool> ret = s.insert(10);
	if (ret.second){
		cout << "插入成功:" << *ret.first << endl;
	}
	else{
		cout << "插入失败:" << *ret.first << endl;
	}
	
	ret = s.insert(10);
	if(ret.second){
		cout << "插入成功:" << *ret.first << endl;
	}
	else{
		cout << "插入失败:" << *ret.first << endl;
	}

}

struct MyCompare02{
	bool operator()(int v1,int v2){
		return v1 > v2;
	}
};

//从大到小排序
void test02(){

	srand((unsigned int)time(NULL));
	//我们发现set容器的第二个模板参数可以设置排序规则，默认规则是less<_Kty>
	set<int, MyCompare02> s;
	for (int i = 0; i < 10;i++){
		s.insert(rand() % 100);
	}
	
	for (set<int, MyCompare02>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it ++){
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

学习心得

这一段时间我们学习了STL，感受就是既简单又复杂，说简单是因为STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念，但这种分离确实使得STL变得非常通用，方便了我们的使用，使一些复杂问题可以通关简单的手段就能实现。说复杂是因为较难理解，有些地方比较绕，较难理解。有的时候理解了，运用到实例中时，却常常感到无从下手。近几天的学习状态不是很好，每天都感觉自己很忙，但是晚上入睡前回想总是感觉自己这一天啥也没干，啥也不是，状态很是浮躁。最近一段时间的生物钟也挺乱的，每天都不能按时吃饭睡觉，导致每天精神欠佳，迷迷糊糊的，这个星期开始调整自己的作息，找回自己的状态。

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