前情回顾
在上一层中,我见识到了C++中除了面向过程和面向对象之外的第三种编程方式——泛型编程,它可以大大提高代码复用性,主要靠模板去实现,在最后,石碑中说,学习模板不是为了写模板,而是为了更好的使用STL,STL是什么?我怀着疑问上到了第九层,抬头看到的是许久未见的天空…
🚄上章地址:第八层:模板
初识STL
在我还在看天空的时候,一道声音把我从我自己的世界中拉了出来:“别看了,这层就是C++最后一层了,你已经到达塔顶了,这层的力量很强大,同时其中需要掌握的东西很多,我看好你…""顶层了,那你人在哪?我为什么看不到你?”我带着疑问,可是那道声音的主人没有回答我,我看着前面的石碑,心里有点失落,这么长时间的学习,马上就要结束了,心里感觉空落落的…
STL的诞生
长久以来,在编程界中,一直希望建立一种可以重复利用的东西,而C++中的面向对象和泛型编程的主要目的就是提高代码的复用性,但是大多数情况下,数据结构和算法都未能有一套标志,每个人实现都有差异,但是实现内容是一样的,导致在项目中被迫从事了大量的重复工作,为了解决这种现象,就建立了数据结构和算法的一套标准,便是STL。
STL的基本概念
STL为标准的模板库,它所有的技术实现都利用到了模板技术,它从广义上讲分为了容器、算法、迭代器,其中,迭代器为连接容器和算法之间的桥梁
STL六大组件
STL分为容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器
容器:内部为各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据,所以为之容器
算法:内部为各种的常用算法,如sort、find、copy、for_each等
迭代器:扮演容器和算法之间的桥梁
仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略
适配器:一种用来修饰容器或者仿函数或者迭代器接口的东西
空间配置器:负责空间的配置和管理
STL中的容器、算法、迭代器
STL中的容器、算法、迭代器这三个每个又能分出几个小分支
容器
容器可以分为两种:
序列式容器:强调值的排序,容器中每个元素都有固定的位置
关联式容器:二叉树结构,各元素没有严格的物理上的顺序
算法
算法同样分为两种:
质变算法:指运算过程中会更改区间内的元素内容,如:拷贝、替换、删除
非质变算法:运算过程中不会更改区间内元素的内容,如:查找、计数、寻找极值
迭代器
迭代器能依序的寻找某个容器中所含的各个元素,而不会暴露改容器的内部表示方法,每个容器都有属于自己的迭代器,同时可以把迭代器理解为指针,迭代器从种类分有五种:
容器、算法、迭代器的配合使用
上面说到迭代器是它们两个之间的桥梁,那应该怎么去搭配使用它们三个呢?在STL种最常用的容器为vector,可以理解为一个数组,那要怎么去使用这个容器放入数据呢?在使用这个容器之间,先引头文件:
#include< vector >
创建方式:
vector< 数据类型 > 变量名
迭代器:
vector< 数据类型 > :: iterator
那现在尝试写一个int类型的数组,用vector,并且设计出一种算法来打印它内部有的数据:
#include<vector> #include<iostream> using namespace std; void test1() { int i = 10; vector<int> v; while (i--) { v.push_back(i);//像v中上传数据 } vector<int>::iterator b = v.begin();//起始迭代器,指向容器中的第一个元素位置 vector<int>::iterator e = v.end();//结束迭代器,指向容器中最后一个元素加1的位置 //第一种遍历方法 while (b != e) { //解引用操作找到迭代器指向的元素 cout << *b << " "; b++; } cout << endl; } int main() { test1(); return 0; }
第一种可以看到代码有点长,那有没有短一点的呢?
//第二种方法 void test1() { int i = 10; vector<int> v; while (i--) { v.push_back(i);//像v中上传数据 } for (vector<int>::iterator b = v.begin(); b != v.end(); b++) { cout << *b << " "; } cout << endl; } int main() { test1(); return 0; }
可以替换成for循环,其实还有第三种方法,可以利用STL中提供的算法:
for_each( v.begin , v.end , 函数)
参数中的函数是for_each()在遍历期间会调用的,for_each()遍历的多少次,这个函数就会别调用多少次,同时使用这个算法需要引头文件
#include< algorithm >
现在可以试一下第三种方法:
#include<vector> #include<iostream> #include<algorithm> using namespace std; //用于for_each中的函数 void print(int a)//因为vector为int { cout << a << " "; } void test1() { int i = 10; vector<int> v; while (i--) { v.push_back(i);//像v中上传数据 } //第三种方式 for_each(v.begin(), v.end(), print); cout << endl; } int main() { test1(); return 0; }
三种方法都可以使用,凭借个人喜好来选择。
那现在存放的是编译器的内置类型,可不可以用自定义类型呢?尝试一下:
#include<vector> #include<iostream> #include<algorithm> #include<string> using namespace std; //人类 class person { public: person(string a, int b) { _name = a; _age = b; } string _name; int _age; }; void print(person& p) { cout << p._name << "的年龄为" << p._age << endl; } void test1() { vector<person> p; person p1("张三", 18); person p2("李四", 19); person p3("王五", 20); p.push_back(p1); p.push_back(p2); p.push_back(p3); //第一种方法 vector<person>::iterator b = p.begin(); vector<person>::iterator e = p.end(); while (b != e) { cout << b->_name << "的年龄为" << b->_age << endl; b++; } cout << endl; //第二种方法 for (b = p.begin(); b != e; b++) { cout << b->_name << "的年龄为" << b->_age << endl; } cout << endl; //d第三种方法 for_each(p.begin(), p.end(), print); cout << endl; } int main() { test1(); return 0; }
可以用自定义类型,并且三种方法都可以成功,同时这里也可以看到,把迭代器当作指针使用,是没有问题的。
vector中的嵌套使用
上面说vector可以看做数组,那一个vector是个一维数组,那如果想用vector创建一个二维数组吗?如果可以怎么去创建?从二维数组去分析,二维数组的数组名代表了首元素地址,是第一个一维数组,那二维数组的本质就是一个数组里面嵌套了一堆数组,那vector是不是可以通过嵌套来实现一个二维数组?通过代码来验证一下:
现在创建一个int类型的二维数组:
#include<vector> #include<iostream> #include<algorithm> #include<string> using namespace std; void test1() { vector<vector<int>> v;//创建大容器 //创建小容器 vector<int> v1; vector<int> v2; vector<int> v3; vector<int> v4; vector<int> v5; //往小容器中写入数据 for (int i = 0; i < 6; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i + 5); v3.push_back(i + 10); v4.push_back(i + 15); v5.push_back(i + 20); } //把小容器写入大容器 v.push_back(v1); v.push_back(v2); v.push_back(v3); v.push_back(v4); v.push_back(v5); //通过大容器把小容器中的数都打印出来 for (vector<vector<int>>::iterator b = v.begin(); b != v.end(); b++)//大容器的迭代器 { for (vector<int>::iterator b1 = (*b).begin(); b1 != (*b).end(); b1++)//要想遍历大容器的数据,要将所有小容器遍历一遍,小容器的迭代器 { cout << *b1 << " "; } cout << endl; } } int main() { test1(); return 0; }
是可以这样去使用的,可以用这样的方式去创建一个二维数组。
石碑倒下…后面还有石碑?
当我掌握STL的基本使用的时候,面前的石碑倒下了,当我以为结束的时候,我看到后面还有一座石碑…
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