C++学习笔记 —— STL

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文章目录

STL 初识

STL 的诞生

  • 长久以来软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
  • C++的面向对象和泛型编程思想目的就是复用性的提升
  • 大多数情况下数据结构和算法都未能有一套标准导致被迫从事大量重复工作
  • 为了建立数据结构和算法的一套标准诞生了STL

STL 基本概念

  • STLStandard Template Library标准模板库
  • STL 从广义上分为容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
  • 容器和算法之间通过迭代器进行无缝衔接
  • STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

STL 六大组件

STL 大体分为六大组件分别是容器、算法、迭代器、仿函数、适配器配接器、空间配置器

  1. 容器各种数据结构如vector、list、deque、set、map等用来存放数据
  2. 算法各种常用的算法如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器扮演了容器与算法之间的胶合剂
  4. 仿函数行为类似函数可作为算法的某种策略。
  5. 适配器一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
  6. 空间配置器负责空间的配置与管理

STL 中容器、算法、迭代器

容器置物之所也

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器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序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
关联式容器二叉树结构各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。

简单理解
序列式容器 怎么放就怎么显示
关联式容器 放了之后可能会排序之后再显示

算法问题之解法也

有限的步骤解决逻辑或数学上的问题这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法和非质变算法。

质变算法是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝替换删除等等

非质变算法是指运算过程中不会更改区间内的元素内容例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器容器和算法之间粘合剂

提供一种方法使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类

种类功能支持运算
输入迭代器对数据的只读访问只读支持++、==、=
输出迭代器对数据的只写访问只写支持++
前向迭代器读写操作并能向前推进迭代器读写支持++、==、=
双向迭代器读写操作并能向前和向后操作读写支持++、–
随机访问迭代器读写操作可以以跳跃的方式访问任意数据功能最强的迭代器读写支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器和随机访问迭代器

容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector可以理解为数组下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

vector 存放内置数据类型

容器 vector

算法 for_each

迭代器 vector<int>::iterator

对于vector<int>不理解可以去复习类模板一个应用案例供理解

示例

#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01() {

	//创建vector容器对象并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//每一个容器都有自己的迭代器迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	
	//第二种遍历方式 可以直接用 auto 关键字声明 it
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;

	//第三种遍历方式
	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

Vector存放自定义数据类型

学习目标vector中存放自定义数据类型并打印输出

示例

#include <iosteam>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	string mName;
	int mAge;
};
//存放对象
void test01() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

	}
}


//放对象指针
void test02() {

	vector<Person*> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	// * 解引用解出尖括号内的类型即Person*Person的指针
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}


int main() {

	test01();
    
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

Vector容器嵌套容器

学习目标容器中嵌套容器我们将所有数据进行遍历输出

示例

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

//容器嵌套容器
void test01() {

	vector< vector<int> >  v;

	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;

	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}

	//将容器元素插入到vector v中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

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

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

STL- 常用容器

string 容器

string 基本概念

本质

  • string是C++风格的字符串而string本质上是一个类

string和char * 区别

  • char * 是一个指针
  • string是一个类类内部封装了char*管理这个字符串是一个char*型的容器。

特点

string 类内部封装了很多成员方法

例如查找find拷贝copy删除delete 替换replace插入insert

string管理char*所分配的内存不用担心复制越界和取值越界等由类内部进行负责

string构造函数

构造函数原型

  • string(); //创建一个空的字符串 例如: string str;
    string(const char* s); //使用字符串s初始化
  • string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象
  • string(int n, char c); //使用n个字符c初始化

示例

#include <string>
//string构造
void test01()
{
	string s1; //创建空字符串调用无参构造函数
	cout << "str1 = " << s1 << endl;

	const char* str = "hello world";
	string s2(str); //把c_string转换成了string

	cout << "str2 = " << s2 << endl;

	string s3(s2); //调用拷贝构造函数
	cout << "str3 = " << s3 << endl;

	string s4(10, 'a');
	cout << "str3 = " << s3 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结string的多种构造方式没有可比性灵活使用即可

Why copy constructor argument should be const in C++?

string赋值操作

功能描述

  • 给string字符串进行赋值

赋值的函数原型

  • string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
  • string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
  • string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
  • string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
  • string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
  • string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
  • string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

示例

//赋值
void test01()
{
	string str1;
	str1 = "hello world";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	string str4;
	str4.assign("hello c++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl;


	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结

​ string的赋值方式很多operator= 这种方式是比较实用的

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标签: c++
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