C++复习笔记--STL的基本概念和使用

目录

1--STL基本概念

2--STL六大组件

2-1--容器的基本概念

2-2--算法的基本概念

2-3--迭代器的基本概念

3--代码实例

3-1--vector容器的使用

3-2--使用vector容器存储自定义类型

3-3--容器嵌套容器

1--STL基本概念

        STL：全称为 Standard Template Library，即标准模板库；

        STL 从广义上分为：容器（container）、算法（algorithm）和迭代器（iterator）

        在STL中，容器和算法之间通过迭代器进行关联，STL主要基于模板类和模板函数进行实现；

2--STL六大组件

        STL分为六大组件：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器和空间配置器；

容器：包含各种数据结构，如 vector、list、deque、set、map 等，用于存放数据；

算法：包含各种常用的算法，如 sort、find、copy、for_each等；

迭代器：连接容器与算法；

仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略；

适配器：用来修饰容器、仿函数或迭代器接口；

空间适配器：负责空间的配置与管理；

2-1--容器的基本概念

        容器用于存放数据，涵盖常用数据结构的实现，可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，每个元素都有固定的位置；

关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格物理上的顺序关系；

2-2--算法的基本概念

        利用有限的步骤解决逻辑上的问题，其可细分为质变算法和非质变算法；

质变算法：在运算过程中会更改区间内元素的内容，例如拷贝、替换和删除等；

非质变算法：在运算过程中不会更改区间内元素的内容，例如查找、计数、遍历等；

2-3--迭代器的基本概念

        提供方法用于寻访容器的元素，但无需暴露容器的内部表示方式；

        每个容器拥有其专属的迭代器；

迭代器的种类：

        ① 输入迭代器：对数据只读；

        ② 输出迭代器：对数据只写；

        ③ 前向迭代器：读写操作，能向前推进迭代器；

        ④ 双向迭代器：读写操作，能向前和向后实施操作；

        ⑤ 随机访问迭代器：读写操作，能以跳跃的方式访问任意数据，功能最强；

3--代码实例

3-1--vector容器的使用

# include <iostream>
# include <vector>
# include <algorithm> // 标准算法的头文件

void myPrint(int val){
    std::cout << val << std::endl;
}

int main(){
    // 创建一个 vector 容器
    std::vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);

    // 第一种遍历方式
    // 通过迭代器访问容器中的数据
    std::vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); // 起始迭代器 指向容器中第一个元素
    std::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){
        std::cout << *itBegin << std::endl;
        itBegin++;
    }

    // 第二种遍历方式
    for(std::vector<int>::iterator it = v.begin();  it != v.end(); it++){
        std::cout << *it << std::endl;
    }

    // 第三种遍历方式，利用 STL 提供的遍历算法
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);

    return 0;
}

3-2--使用vector容器存储自定义类型

# include <iostream>
# include <vector>
# include <string>
# include <algorithm> // 标准算法的头文件

class Person{
public:
    Person(std::string name, int age){
        this->Name = name;
        this->Age = age;
    }
    std::string Name;
    int Age;
};


void test1(){
    std::vector<Person>v;
    Person p1("Zhangsan", 18);
    Person p2("Lisi", 19);
    Person p3("Wangwu", 20);
    Person p4("Zhaoliu", 21);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);

    // 遍历容器中的数据
    for(std::vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        std::cout << "Name: " << it->Name << " Age: " << it->Age << std::endl;
    }
}

void test2(){
    std::vector<Person*>v;
    Person p1("Zhangsan", 18);
    Person p2("Lisi", 19);
    Person p3("Wangwu", 20);
    Person p4("Zhaoliu", 21);
    
    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);

    // 遍历容器中的数据
    for(std::vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        std::cout << "Name: " << (*it)->Name << " Age: " << (*it)->Age << std::endl;
    }
}
int main(){

    test2();
    return 0;
}

3-3--容器嵌套容器

# include <iostream>
# include <vector>
# include <string>
# include <algorithm> // 标准算法的头文件

// 容器嵌套容器
void test1(){
    std::vector<std::vector<int>>v;

    //创建小容器
    std::vector<int>v1;
    std::vector<int>v2;
    std::vector<int>v3;
    std::vector<int>v4;
    //向小容器添加数据
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        v1.push_back(i+10);
        v2.push_back(i+20);
        v3.push_back(i+30);
        v4.push_back(i+40);
    }
    //将小容器放置在大容器中
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    v.push_back(v4);

    for(std::vector<std::vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        for(std::vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++){
            std::cout << *vit << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main(){
    test1();
    return 0;
}