🌏1 STL概述
🍉1.1 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
🍉1.2 STL基本概念
- STL(Standard 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连接。
- STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数
🍉1.3 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
- 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
- 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
- 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
- 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迭代器接口的东西。
- 空间配置器:负责空间的配置与管理。
🍉1.4 STL中容器、算法、迭代器
算法要通过迭代器才可以访问容器里面的数据
**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
**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
🍉1.5 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
🥕1.5.1 vector存放内置数据类型
容器: vector
算法: for_each
迭代器: vector<int>::iterator
示例:
#include <vector> #include <algorithm> 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(); //指向容器中第一个元素 vector<int>::iterator pEnd = v.end(); //指向容器中最后一个元素的下一个位置 //第一种遍历方式: while (pBegin != pEnd) { cout << *pBegin << endl; //迭代器与指针类似,访问迭代器的数据要用*来解引用 pBegin++; } //第二种遍历方式: 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); //for_each的底层是将迭代器的指针指向的数据作为参数传入MyPrint()函数,MyPrint函数进行输出(回调技术) } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
🥕1.5.2 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 <vector> #include <string> //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; //也可以使用it->mName来访问。it可以理解为是一个Person的指针 } } //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); for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { //it可以理解为是Person *的指针(指针的指针) Person * p = (*it); cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl; } } int main() { test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
🥕1.5.3 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 <vector> //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 (vector<vector<int> >::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { //注意嵌套容器不要写为vector<vector<int>>,而要写为vector<vector<int> >,不然会被编译器视为>>运算符 for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) { cout << *vit << " "; } cout << endl; } } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
🕮 2总结
在代码的舞台上,C++翩翩起舞。
纵观代码的山川大地,无边的可能在眼前延展, C++,是智慧的风,吹动着科技的帆船。
用韵律的二进制,谱写着自由的交响曲, C++,是数字艺术的荣光,闪烁在信息的星空。
愿C++永远如诗,激励创造者的灵感。
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