STL组件概述

一、六大组件

容器、类属算法、迭代器、函数对象、适配器、分配器

二、容器（存储其他对象集合的对象）

1.序列容器（将一组具有相同类型的对象以严格线性的形式组织在一起）

• vector<T>：随机访问编程序列，即：访问复杂度为O（1），对序列末尾的插入和删除均是分摊常量；（数组表示）
• deque<T>：随机访问边长序列，对序列开头和末尾的插入和删除操作均是分摊常量的；（两级数组结构实现）
  
• list<T>：（双向链表）对变长序列的线性时间访问；对序列中任意位置的插入和删除操作时间复杂度为O（1）；（双向链表实现）

注：（1）对于string类和STL序列容器类，其end成员函数返回的是终点之后的迭代器，而不是真正指向序列最后一个元素的迭代器；

（2）STL为所有容器类都定义了==运算符；

2.有序关联容器（有从基于键的集合中快速提取对象的能力，集合的大小可运行时改变）

• set<Key>：支持唯一的键（每个键只出现一次），并可快速检索键；
• multi<Key>:支持可重复的键（同一个键可出现多次），可快速检索键key 
• map<Key,T>：键值对，支持唯一的键；可通过键快速检索其对应的类型为T的值；（用find（Key）数据成员实现）
• multimap<Key,T>：键值对，支持可重复的键；可通过键快速检索其对应的类型为T的值；

例，向map中插入元素：

map<string , long> map_test;

map_test["cyj"]=123;

注意：STL容器和其他C++容器类库的重要区别之一：STL容器类并没有为其所含的数据提供过多的操作，而是提供了类属算法；

三、类属算法

1.类属查找算法（适用于任何STL容器）

• find（iterator1 , iterator2, search_content）:若找到，返回第一个出现search_content的位置，否则返回容器某位元素后面一个元素的迭代器；
  例：
  vector<char> vec1 = make<vector<char> >("C++");
  find(vec1.begin|(),vec1.end(),'C');

注：与表（list）对应的迭代器不支持+运算符，支持自增预算符++;所有STL容器均支持自增预算符++；

2.类属合并算法（merge,将两个序列内的元素合并到一个序列中）

• 调用形式
  merge(  first1 , last1 , first2 , last2, result );
  (1) 迭代器first1和last1表示一个输入序列的起始和终止位置，元素类型为T；
  (2)迭代器first2和last2表示另一个输入序列的起始和终止位置，元素类型为T；
  (3)两个输入序列均为升序排列；
  (4)result表示合并序列存放的起始位置；注意：结果容器所有元素均升序排列；若前面两个容器中元素均未升序排列，合并后的result容器非升序排列；三个容器不一定是同一类容器，可以属于不同类别，如：分别为list，char[] , deque容器，但元素类型必须为T；

例子：

#include <cassert>
2 #include <iostream>
3 #include <deque>
4 #include <list>
5 #include <algorithm>
6 #include "string.h"
7 #include "stdlib.h"
8 using namespace std;
9 
10 template<typename container>
11 container make( const char source[]);
12 
13 int main()
14 {
15 char s[]="acd";(升序)
16 int len = strlen(s);
17 list<char> list1 = make< list<char> >("befghijklmnopqrstuvwxy");（升序）
18 deque<char> d(26,'x');
19 
20 merge(&s[0],&s[len] , list1.begin() , list1.end(),d.begin());

assert( d == make< deque<char> >("abcdefghijklmnopqrstuvwxyx"));
23 std::cout<<"result ok"<<std::endl;
24 return 0;
25 }
26 
27 
28 template<typename container>
29 container make( const char source[])
30 {
31 return container( &source[0] , &source[strlen(source)]);
32 }

四 迭代器（具有和指针类似的特征）

1.迭代器分类

• 输入迭代器：支持!=，*，++，==，但是对于*操作，只能从容器中读取数据，而不能向其中写入数据；
• 输出迭代器：支持!=，*，++，==，但是对于*操作，不能从容器中读取数据，只能向其中写入数据
• 前向迭代器：支持==，!= , *,++操作；
• 双向迭代器：支持==，!= , *,++，--操作；
• 随机访问迭代器：支持==，!= , *,++，--，+=，-=，+，-，<,>,<=,>=操作
• 类属函数accumulate：accumulate(first，last，init)，把init和从first到last指向的值进行累加并返回累加得到的和；

注意：accumulate、find、merge等一些用于输入地带器的算法比对迭代器有更高要求的算法（如sort算法要求使用随机访问迭代器）通用性强。

五、函数对象

• 函数对象：一个实体，可以不带参数，也可以带有一个以上的参数，并能够从中获得一个值或改变程序的状态，除了普通函数，另一类函数对象可以是类或结构的对象，且在其定义中重载了函数调用运算符。

例子：

#include <iostream>
2 #include <vector>
3 #include <algorithm>
4 #include <numeric> //for accumulate
5 
6 using namespace std;
7

//函数对象，重载函数调用运算符。
8 class multi{
9 public:
10 //function call overload
11 int operator()(int x , int y ) const
12 {
13 return x*y;
14 }
15 };
16 
17 int main()
18 {
19 int x[5]={1,2,3,4,5};
20 vector<int> vec1(&x[0],&x[5]);

//1 is inited value
22 int result = accumulate(vec1.begin() , vec1.end() , 1, multi());
23 std::cout<<"result is:"<<result<<std::endl;
24 }

• 在类multi中定义函数调用运算符operator()，就定义了一种可以作为函数参数的对象，可以像使用函数一样使用该对象；multi()使用编译器提供的默认构造函数；该对象没有响应的内存，只有函数定义；
• 函数对象的优势
  （1）以类的形式定义函数对象，可以携带更多额外信息，某些类属算法或容器将会用到这类信息；
  （2）更加通用、高效

六、适配器（改变其他组件接口的组件）

• 适配器reverse_iterator：将某种类型的迭代器变成一种新的迭代器，但保持其功能不变，将其遍历的方向翻转过来。（使用场景：如用find函数查找某个元素在容器中最后出现的位置；浮点数累加，若元素升序排列，舍入误差通常会小一些，否则，以降序顺序排列时，与累加和相比，非常小的数值对于累加和几乎不起任何作用，因此可用reverse_iterator和accumulate实现降序序列浮点数累加，结果精确些）
• 注：STL每种容器都定义了reverse_iterator，以及返回这种类型迭代器的rbegin和rend成员函数
• 栈适配器：将序列容器变换到先进后出的栈接口中；
• 队列适配器：将序列容器变换到先入先出队列中；
• 优先级队列：将序列容器变换到优先级队列中，由一个比较参数来控制元素访问顺序。
• 函数适配器：
  （1）取反器（negator）：对判定函数对象（返回值为bool类型）的结果进行取反；
  （2）绑定器（binder)：将二元函数的一个参数与某个特定的值绑定，从而将二元函数编程一元函数。
  （3）函数指针适配器：从函数指针得到函数对象。

七、分配器（封装程序所用的内存分配模式信息）

注：分配器类可以封装许多信息：指针、常量指针、引用、常量引用、对象大小、不同类型指针之间的差别、分配函数与释放函数以及其他一些函数信息。分配器上所有操作都具有分摊常量的运行时间