在本章中,我们将详细介绍C++标准模板库(STL),它提供了许多常用的容器、算法和迭代器。使用STL可以极大地提高编程效率和代码质量。
容器
容器用于存储数据。STL中的容器主要分为以下几类:
序列容器
序列容器按照线性顺序存储元素,并允许通过位置访问这些元素。主要的序列容器有vector
、list
和deque
。
vector
vector
是一个动态数组,支持随机访问,并且可以在尾部高效地添加或删除元素。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- --------------- -- ------ --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
list
list
是一个双向链表,不支持随机访问,但可以在任何位置高效地插入和删除元素。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ------ --- ------ - -------------- - - --- -- --- ------------------- --- -- ------- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
deque
deque
(双端队列)是双端可扩展的数组,支持随机访问,并且可以在两端高效地添加或删除元素。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ------- --- ------ - --------------- - - --- -- --- ---------------- -- ------ --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
关联容器
关联容器用于存储键值对,并且键通常是唯一的。主要的关联容器有set
、map
和multiset
、multimap
。
set
set
是一个集合,其中每个元素都是唯一的,且按升序排序。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ----- --- ------ - ------------- - - --- -- --- ------------ -- ---- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
map
map
是一个键值对的集合,其中键是唯一的,且按键的升序排序。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ----- --- ------ - --------------------- ---- - - ---------- --- ---------- ---- ----------- - -- -- ---- --- ------ - - -- - --------- -- ------- -- -- - -- -------- -- ----- - ------ -- -
无序容器
无序容器用于存储元素,不保证元素的顺序。主要的无序容器有unordered_set
、unordered_map
、unordered_multiset
、unordered_multimap
。
unordered_set
unordered_set
是一个集合,其中每个元素都是唯一的,但不保证元素的顺序。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- --------------- --- ------ - ----------------------- -- - --- -- --- ------------- -- ---- --- ---- - - --- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
unordered_map
unordered_map
是一个键值对的集合,其中键是唯一的,但不保证元素的顺序。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- --------------- --- ------ - ------------------------------- ---- -- - ---------- --- ---------- ---- ------------ - -- -- ---- --- ------ - - --- - --------- -- ------- -- -- - -- -------- -- ----- - ------ -- -
迭代器
迭代器是一种用于遍历容器中元素的对象。STL提供多种类型的迭代器,包括输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器和随机访问迭代器。
输入迭代器
输入迭代器只能用于读取数据,不能修改数据,也不支持多次遍历。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- -------------------------- ------------- ---- --- -- -- -- ---- ----- - --------- -- --- -- - -- - ------ -- -
输出迭代器
输出迭代器只能用于写入数据,不能读取数据,也不支持多次遍历。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- ----- -------------------------- ------------- - --- --- - -- ----- - -- ----- - -- ------ -- -
前向迭代器
前向迭代器支持单次遍历和读写操作。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ------ --- ------ - -------------- - - --- -- --- ------------------------- ---- ------------------------ -------- ------- -- - ---- --- --- ----- -- - ---------- -- -- -------- ----- - --------- -- --- -- - -- - ------ -- -
双向迭代器
双向迭代器支持双向遍历和读写操作。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- ------ --- ------ - -------------- - - --- -- --- ---- -- - ---------- ----- -- ---- ----- -- ---- --- ----- -- - ---------- -- -- -------- ----- - --------- -- --- -- - -- - ------ -- -
随机访问迭代器
随机访问迭代器支持任意位置的访问和读写操作。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- ---- - -- -- ---- --- ---- - - -- - - --------- ---- - --------- -- ---- -- - -- - ------ -- -
算法
STL 提供了丰富的算法来处理容器中的数据。这些算法主要分为非修改序列操作、修改序列操作、排序与复制、数值操作等。
非修改序列操作
非修改序列操作包括查找、计数和比较等。
find
find
函数用于在容器中查找指定元素的第一个出现位置。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- ---- -- - -------------------- -------- --- -- --- -- -------- - --------- -- ------ - -- --- -- ----- - ---- - --------- -- ---------- - ------ -- -
count
count
函数用于计算容器中某个元素出现的次数。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- -- --- --- ----- - --------------------- -------- --- --------- -- -------- - -- ----- -- ----- ------ -- -
equal
equal
函数用于判断两个范围内的元素是否相等。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- -- - --- -- --- ---------------- -- - --- -- --- ---- ------ - ---------------------- --------- ------------ -- -------- - --------- -- --------- - ---- - --------- -- ---------- - ------ -- -
修改序列操作
修改序列操作包括替换、删除、移动等。
replace
replace
函数用于将容器中所有指定的元素替换为另一个值。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- -- -- --- ----------------------- -------- -- --- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
remove
remove
函数用于移除容器中所有等于特定值的元素,但不会实际减少容器的大小。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- -- -- --- ------------------------------ -------- --- --------- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
排序与复制
排序与复制操作包括排序、复制、合并等。
sort
sort
函数用于对容器中的元素进行排序。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- -------------------- --------- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
copy
copy
函数用于从一个范围复制元素到另一个范围。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- -------- ----------- --- ------ - ---------------- --- - --- -- --- ---------------- ----------------- ---------------------- ---------- -------------- --- ---- - - ----- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
数值操作
数值操作包括生成、填充、累积等。
generate
generate
函数用于生成一组随机数并填充容器。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- -------- ----------- -------- --------- --- ------ - ---------------- ----- ------------------------ -------- --- ------ ------ - ---- --- --- ---- - - -- - --------- -- - -- - -- - ------ -- -
accumulate
accumulate
函数用于计算容器中元素的总和。
-- -------------------- ---- ------- -------- ---------- -------- -------- -------- --------- --- ------ - ---------------- - - --- -- --- --- --- - -------------------------- -------- --- --------- -- ------ - -- --- -- ----- ------ -- -
以上就是C++ STL的主要内容。通过学习和使用STL,我们可以大大提高编程效率,并写出更高质量的代码。希望读者能够深入理解和掌握STL的各个部分,以便更好地应用于实际项目中。