ACM/ICPC 竞赛之STL--iterator 简介
iterator(迭代器)是用于访问容器中元素的指示器，从这个意义上说，iterator(迭代器)相当于数据结构中所说的“遍历指针”，也可以把iterator(迭代器)看作是一种泛化的指针。STL 中关于iterator(迭代器)的实现是相当复杂的，这里我们暂时不去详细讨论关于iterator(迭代器)的实现和使用，而只对iterator(迭代器)做一点简单的介绍。
简单地说，STL 中有以下几类iterator(迭代器)：
输入iterator(迭代器)，在容器的连续区间内向前移动，可以读取容器内任意值；输出iterator(迭代器)，把值写进它所指向的容器中；前向iterator(迭代器)，读取队列中的值，并可以向前移动到下一位置(++p,p++)；双向iterator(迭代器)，读取队列中的值，并可以向前向后遍历容器；随机访问iterator(迭代器), 可以直接以下标方式对容器进行访问，vector 的iterator(迭代器)就是这种iterator(迭代器)；流iterator(迭代器)，可以直接输出、输入流中的值；每种STL 容器都有自己的iterator(迭代器)子类，下面先来看一段简单的示例代码：
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; main() { vector<int> s; for (int i=0; i<10; i++) s.push_back(i); for (vector<int>::iterator it=s.begin(); it!=s.end();it++) cout << *it << " "; cout << endl; return 1; }
vector 的begin()和end()方法都会返回一个vector::iterator 对象，分别指向vector 的首元素位置和尾元素的下一个位置（我们可以称之为结束标志位置）。对一个iterator(迭代器)对象的使用与一个指针变量的使用极为相似，或者可以这样说，指针就是一个非常标准的iterator(迭代器)。再来看一段稍微特别一点的代码：
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; main() { vector<int> s; for (int i=0; i<10; i++) s.push_back(i); for (vector<int>::iterator it=s.begin(); it!=s.end();it++) cout << *it << " "; cout << endl; return 1;
这段代码中的copy 就是STL 中定义的一个模板函数，copy(s.begin(),s.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));的意思是将由s.begin()至s.end()(不含s.end())所指定的序列复制到标准输出流cout 中，用" "作为每个元素的间隔。也就是说，这句话的作用其实就是将表中的所有内容依次输出。iterator(迭代器)是STL 容器和算法之间的“胶合剂”，几乎所有的STL 算法都是通过容器的iterator(迭代器)来访问容器内容的。只有通过有效地运用iterator(迭代器)，才能够有效地运用STL 强大的算法功能。
ACM/ICPC 竞赛之STL--string
字符串是程序中经常要表达和处理的数据，我们通常是采用字符数组或字符指针来表示字符串。STL 为我们提供了另一种使用起来更为便捷的字符串的表达方式：string。string 类的定义在头文件<string>中。string 类其实可以看作是一个字符的vector，vector 上的各种操作都可以适用于string，另外，string 类对象还支持字符串的拼合、转换等操作。下面先来看一个简单的例子：
#include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { string s = "Hello! ", name; cin >> name; s += name; s += '!'; cout << s << endl; return 0; }
再以题1064--Parencoding 为例，看一段用string 作为容器，实现由P
代码还原括号字符串的示例代码片段：
int m; cin >> m; // P 编码的长度 string str; // 用来存放还原出来的括号字符串 int leftpa = 0; // 记录已出现的左括号的总数 for (int j=0; j<m; j++){ int p; cin >> p; for (int k=0; k<p-leftpa; k++) str += '('; str += ')'; leftpa = p; }
ACM/ICPC 竞赛之STL--stack/queue
stack(栈)和queue(队列)也是在程序设计中经常会用到的数据容器，STL为我们提供了方便的stack(栈)的queue(队列)的实现。39准确地说，STL 中的stack 和queue 不同于vector、list 等容器，而是对这些容器的重新包装。这里我们不去深入讨论STL 的stack 和queue 的实现细节，而是来了解一些他们的基本使用。
1、stack
stack 模板类的定义在<stack>头文件中。
stack 模板类需要两个模板参数，一个是元素类型，一个容器类型，但只有元
素类型是必要的，在不指定容器类型时，默认的容器类型为deque。
定义stack 对象的示例代码如下：
stack<int> s1;
stack<string> s2;
stack 的基本操作有：
入栈，如例：s.push(x);
出栈，如例：s.pop();注意，出栈操作只是删除栈顶元素，并不返回该元素。
访问栈顶，如例：s.top()
判断栈空，如例：s.empty()，当栈空时，返回true。
访问栈中的元素个数，如例：s.size()
下面是用string 和stack 写的解题1064--Parencoding 的程序。
#include <iostream> #include <string> #include <stack> using namespace std; int main() { int n; cin >> n; for (int i=0; i<n; i++) { int m; cin >> m; string str; int leftpa = 0; for (int j=0; j<m; j++) // 读入P 编码，构造括号字符串 { int p; cin >> p; for (int k=0; k<p-leftpa; k++) str += '('; str += ')'; leftpa = p; } stack<int> s; for (string::iterator it=str.begin();it!=str.end(); it++) { // 构造M 编码 if (*it=='(') s.push(1); else { int p = s.top(); s.pop(); cout << p << " "; if (!s.empty()) s.top() += p; } } cout << endl; } return 0;
2、queue
queue 模板类的定义在<queue>头文件中。stack 模板类很相似，queue 模板类也需要两个模板参数，一个是元素类型，一个容器类型，元素类型是必要的，容器类型是可选的，默认为deque 类型。
定义queue 对象的示例代码如下：
queue<int> q1;
queue<double> q2;
queue 的基本操作有：
入队，如例：q.push(x); 将x 接到队列的末端。
出队，如例：q.pop(); 弹出队列的第一个元素，注意，并不会返回被弹出元素的值。
访问队首元素，如例：q.front()，即最早被压入队列的元素。
访问队尾元素，如例：q.back()，即最后被压入队列的元素。
判断队列空，如例：q.empty()，当队列空时，返回true。
访问队列中的元素个数，如例：q.size()
3、priority_queue
在<queue>头文件中，还定义了另一个非常有用的模板类priority_queue(优先队列）。优先队列与队列的差别在于优先队列不是按照入队的顺序出队，而是按照队列中元素的优先权顺序出队（默认为大者优先，也可以通过指定算子来指定自己的优先顺序）。priority_queue 模板类有三个模板参数，第一个是元素类型，第二个容器类型，第三个是比较算子。其中后两个都可以省略，默认容器为vector，默认算子为less，即小的往前排，大的往后排（出队时序列尾的元素出队）。
定义priority_queue 对象的示例代码如下：
priority_queue<int> q1;
priority_queue< pair<int, int> > q2; // 注意在两个尖括号之间一定要留空格。
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > q3; // 定义小的先出队
priority_queue 的基本操作与queue 相同。
初学者在使用priority_queue 时，最困难的可能就是如何定义比较算子了。如果是基本数据类型，或已定义了比较运算符的类，可以直接用STL 的less算子和greater 算子——默认为使用less 算子，即小的往前排，大的先出队。如果要定义自己的比较算子，方法有多种，这里介绍其中的一种：重载比较运算符。优先队列试图将两个元素x 和y 代入比较运算符(对less 算子，调用x<y，对greater 算子，调用x>y)，若结果为真，则x 排在y 前面，y 将先于x 出队，反之，则将y 排在x 前面，x 将先出队。
看下面这个简单的示例：
#include <iostream> #include <queue> using namespace std; class T { public: int x, y, z; T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c){} }; bool operator < (const T &t1, const T &t2) { return t1.z < t2.z; // 按照z 的顺序来决定t1 和t2 的顺序 } int main() { priority_queue<T> q; q.push(T(4,4,3)); q.push(T(2,2,5)); q.push(T(1,5,4)); q.push(T(3,3,6)); while (!q.empty()) { T t = q.top(); q.pop(); cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl; } return 0; }
/*输出结果为(注意是按照z 的顺序从大到小出队的)：
3 3 6 2 2 5 1 5 4 4 4 3*/
//再看一个按照z 的顺序从小到大出队的例子：
#include <iostream> #include <queue> using namespace std; class T { public: int x, y, z; T(int a, int b, int c):x(a), y(b), z(c) { } }; bool operator > (const T &t1, const T &t2) { return t1.z > t2.z; } int main() { priority_queue<T, vector<T>, greater<T> > q; q.push(T(4,4,3)); q.push(T(2,2,5)); q.push(T(1,5,4)); q.push(T(3,3,6)); while (!q.empty()) { T t = q.top(); q.pop(); cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl; } return 0; }
输出结果为：
4 4 3
1 5 4
2 2 5
3 3 6
如果我们把第一个例子中的比较运算符重载为：
bool operator < (const T &t1, const T &t2){ return t1.z > t2.z; // 按照z 的顺序来决定t1 和t2 的顺序 }
则第一个例子的程序会得到和第二个例子的程序相同的输出结果。
再回顾一下用优先队列实现的题1067--Ugly Numbers 的代码：
#include <iostream> #include <queue> using namespace std; typedef pair<unsigned long int, int> node_type; int main( int argc, char *argv[] ) { unsigned long int result[1500]; priority_queue< node_type, vector<node_type>, greater<node_type> > Q; Q.push( make_pair(1, 3) ); for (int i=0; i<1500; i++) { node_type node = Q.top(); Q.pop(); switch(node.second) { case 3: Q.push( make_pair(node.first*2, 3) ); case 2: Q.push( make_pair(node.first*3, 2) ); case 1: Q.push( make_pair(node.first*5, 1) ); } result[i] = node.first; } int n; cin >> n; while (n>0) { cout << result[n-1] << endl; cin >> n; } return 1; }
ACM/ICPC 竞赛之STL--map
在STL 的头文件<map>中定义了模板类map 和multimap，用有序二叉树来存贮类型为pair<const Key, T>的元素对序列。序列中的元素以const Key部分作为标识，map 中所有元素的Key 值都必须是唯一的，multimap 则允许有重复的Key 值。可以将map 看作是由Key 标识元素的元素集合，这类容器也被称为“关联容器”，可以通过一个Key 值来快速确定一个元素，因此非常适合于需要按照Key值查找元素的容器。map 模板类需要四个模板参数，第一个是键值类型，第二个是元素类型，第三个是比较算子，第四个是分配器类型。其中键值类型和元素类型是必要的。map 的基本操作有：
1、定义map 对象，例如：
map<string, int> m;
2、向map 中插入元素对，有多种方法，例如：
m[key] = value;
[key]操作是map 很有特色的操作，如果在map 中存在键值为key 的元素对，
则返回该元素对的值域部分，否则将会创建一个键值为key 的元素对，值域为默认值。所以可以用该操作向map 中插入元素对或修改已经存在的元素对的值域部分。
m.insert( make_pair(key, value) );
也可以直接调用insert 方法插入元素对，insert 操作会返回一个pair，当map 中没有与key 相匹配的键值时，其first 是指向插入元素对的迭代器，其second 为true；若map 中已经存在与key 相等的键值时，其first 是指向该元素对的迭代器，second 为false。
3、查找元素对，例如：
int i = m[key];
要注意的是，当与该键值相匹配的元素对不存在时，会创建键值为key 的元素对。map<string, int>::iterator it = m.find(key);如果map 中存在与key 相匹配的键值时，find 操作将返回指向该元素对的迭代器，否则，返回的迭代器等于map 的end()（参见vector 中提到的begin
和end 操作）。
4、删除元素对，例如：
m.erase(key);删除与指定key 键值相匹配的元素对，并返回被删除的元素的个数。
m.erase(it);删除由迭代器it 所指定的元素对，并返回指向下一个元素对的迭代器。
看一段简单的示例代码：
#include<map> #include<iostream> using namespace std; typedef map<int, string, less<int> > M_TYPE; typedef M_TYPE::iterator M_IT; typedef M_TYPE::const_iterator M_CIT; int main() { M_TYPE MyTestMap; MyTestMap[3] = "No.3"; MyTestMap[5] = "No.5"; MyTestMap[1] = "No.1"; MyTestMap[2] = "No.2"; MyTestMap[4] = "No.4"; M_IT it_stop = MyTestMap.find(2); cout << "MyTestMap[2] = " << it_stop->second << endl; it_stop->second = "No.2 After modification"; cout << "MyTestMap[2] = " << it_stop->second << endl; cout << "Map contents : " << endl; for(M_CIT it = MyTestMap.begin(); it != MyTestMap.end();it++) { cout << it->second << endl; } return 0; }
/*程序执行的输出结果为：
MyTestMap[2] = No.2 MyTestMap[2] = No.2 After modification Map contents : No.1 No.2 After modification No.3 No.4 No.5*/
再看一段简单的示例代码：
#include <iostream> #include <map> using namespace std; int main() { map<string, int> m; m["one"] = 1; m["two"] = 2; // 几种不同的insert 调用方法 m.insert(make_pair("three", 3)); m.insert(map<string, int>::value_type("four", 4)); m.insert(pair<string, int>("five", 5)); string key; while (cin>>key) { map<string, int>::iterator it = m.find(key); if (it==m.end()) { cout << "No such key!" << endl; } else { cout << key << " is " << it->second << endl; cout << "Erased " << m.erase(key) << endl; } } return 0; }
由于STL--algorithm较长 另加一篇详解
