CPP STL学习笔记

STL的概念

源地址  https://www.ev0l.art/index.php/archives/15/

<li> Iterator (迭代器)
<li> Container (容器) array
<li> Alogrithm (算法)
<li> Adapters (配接器) 用来实现容器之间的转接

面向过程--》面向对象-》基于对象-》泛型

代码

#include <iostream>
#include <vector> //容器
#include <algorithm> //算法

using namespace std;

//专么实现一个类模板，实现打印
//类模板实现了方法
template <class T>
class vector_s {
public:
void operator()(const T &t1) //重载了小括号 实现访问小括号就直接打印
    {
        cout << t1 << endl;
    }
};

int main(void)
{
    vector<int> myv;
    myv.push_back(13);
    myv.push_back(23);
    myv.push_back(33);
    myv.push_back(113);
    myv.push_back(1995);
    myv.push_back(1996);

    vector_s<int> print; // 对打印实现实例化

    //myv.begin(), myv.end() 是迭代器 本质是指针
    // for_each 本质是一个算法
    for_each(myv.begin(), myv.end(), print);

    cin.get();



    return 0;
}

<li>注意：算法需要包含头文件 <algorithm>

<li>这个遍历的函数为 for_each 不是foreach

<li>算法可以适用于任何容器

STL抽象的是什么

-有些算法并不依赖于数据结构的特定实现，而只依赖于该结构的几个基本语义属性

-STL 抽象出的这些基本属性（concept）成功的将算法和数据结构相分离，在没有效率损失的前提下，获得了极大的弹性！

六大组件

-容器 （container)

-算法Algorithm

-迭代器 （iterator）

-仿函数 （Function Object)

-适配器 （Adaptor）

-空间制配器 （allocator)

获取远程代码修改后,想要push到远端与原来不同的新分支，可以使用下面的命令实现：
git push origin 本地分支:远端希望创建的分支

例如git下来的分支为master

git branch master
git push origin master:my_remote_new_branch

远端即可创建新的分支my_remote_new_branch,提交本地修改

2019.11.13 9:32

std::for_each(arr.begin(), arr.end(), func);

比较有用的for_each 用法

for (auto n:Original)

C++ 11 新的for

2019.11.03 23:46

typename

• 成员函数也可以是模板-
• typename 作为类型前的标识符号-

class MyClass
       typename T::SubType *  ptr; //typename 直接指示 T::SubType * 为一个类型 没有typename 会被解析为
           // T域中的 SubType 静态成员 乘于（*） ptr.
       ...
       };

-typename 的第二个作用：在模板声明中替换class -

template <typename T > class Myclass;

static_cast 只有当类型转换有所定义，转换才会成功。（明确转换类型）

dynamic_cast 将多态类型向下转换<downcast> 被转换的类必须有虚函数。否则失败

const_cast 用于转换为const 值

reinterpret_cast 多用于指针个的转换

C语言的小括号（）可以替换除dymanic_cast 外的所有静态转换函数，无法明确显示使用他们的切确理由

容器的概念

-用于管理一组元素

容器的分类

-序列式容器(Sequence containers)

-每个元素都有固定位置--去结余插入时机和地点，和元素值无关
-vector list deque

关联式容器 (Associated containers)

-元素取决于特定的排序准则，和插入顺序无关
-set multiset map multimap

array

array <int ,5>={1,2,3,4,5};
-静态数组，栈上

vector 动态数组 堆上

 mv.push_back()

-不需要变长，容量较小，array 需要变长，容量较大，用vector

tuple 可以存储不同的数据类型

list 适合经常插入，经常删除的情况

list 容器

-list容器是无序容器

-list 容器只能通过迭代器访问。通过++ -- 遍历

-list容器可以使用remove（）方法删除元素，

-可以同时正向和反向查找

-可以使用sort()函数排序

-可以使用merge 合并，但是合并之前必须排序

-可以使用unique()函数删除重复项，删除前必须排序。

• merge (使)合并，结合，并入;相融;融入;渐渐消失在某物中

set 容器 （红黑树容器）

-set容器不能有重复项，重复的会被舍弃
-set容器会自动排序
-set 用insert插入元素
-set可以用find（）函数查找位置

循环加栈

algorithm 算法

find（）函数可以查找数组、容器中的元素。

for_each(); 遍历每一个元素。

multiset和set差不多，但是允许重复元素。

迭代器本质是智能指针。

Iterator

仿函数

auto ifind=find_if(mylist.bengin(),mylisy.end(),bindlst(greater<int>(),3));

bindlst 需要头文件 funtional #include <functional>

bindlst(greater<int>(),3); 绑定一个函数。 greater<int>() 是一个仿函数（functional) 是一个重载了（）的类/结构 体 ，可以用来实现一定的算法策略。

仿函数例子：

#include <list>
#include <functional>
#include <array>
#include <algorithm>

using namespace std;


class shuchu {
  public:

  void operator()(int x)
  {
    std::cout<<x<<endl;
  }
};



 int main(int argc, char const *argv[]) {
  /* code */

  // array<int,5>array1({1,2,3,4,5});
  list <int>ls1;
  ls1.push_back(1);
   ls1.push_back(3);
    ls1.push_back(5);
     ls1.push_back(7);
      ls1.push_back(9);
  auto ib=ls1.begin();
  auto ie=ls1.end();
  for_each(ib,ie,shuchu());
  cin.get();
  return 0;
}

2019.11.15 6.wmv STL Bug 迭代器

-智能指针有一个_Ptr属性，可以打印里面的指针。

-STL 有bug 先访问迭代器的_Ptr属性，再访问迭代器指针正常，但是反过来会出错。

-分行打印就没有问题。

栈队列双端队列优先队列

stack 关键字可以构建栈

-用法

stack <mystack>; //声明一个栈
mystack.push(num); //压栈
mystack.pop(); //出栈
mystack.top(); //获取第一个元素

stack成员函数示例
-size( ) :返回栈中元素个数
-top( ) :返回栈顶的元素
-pop( ) :从栈中取出并删除元素
-push(e) :向栈中添加元素e
-empty( ) :栈为空时返回true

queue 队列

-queue 英 [kjuː] 美 [kjuː]

n.(人、汽车等的)队，行列;(储存的数据)队列
v.(人、车等)排队等候;(使)排队;列队等待

-queue 需要头文件 <queue>

-从网上拔来的Queue

queue详解

<h2>queue 操作</h2>
queue 和 stack 有一些成员函数相似，但在一些情况下，工作方式有些不同：

• front()：返回 queue 中第一个元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一个常引用；如果 queue 为空，返回值是未定义的。
• back()：返回 queue 中最后一个元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一个常引用；如果 queue 为空，返回值是未定义的。
• push(const T& obj)：在 queue 的尾部添加一个元素的副本。这是通过调用底层容器的成员函数 push_back() 来完成的。
• push(T&& obj)：以移动的方式在 queue 的尾部添加元素。这是通过调用底层容器的具有右值引用参数的成员函数 push_back() 来完成的。
• pop()：删除 queue 中的第一个元素。
• size()：返回 queue 中元素的个数。
• empty()：如果 queue 中没有元素的话，返回 true。
• emplace()：用传给 emplace() 的参数调用 T 的构造函数，在 queue 的尾部生成对象。
• swap(queue<T> &other_q)：将当前 queue 中的元素和参数 queue 中的元素交换。它们需要包含相同类型的元素。也可以调用全局函数模板 swap() 来完成同样的操作。

queue<T> 模板定义了拷贝和移动版的 operator=()，对于所保存元素类型相同的 queue 对象，它们有一整套的比较运算符，这些运算符的工作方式和 stack 容器相同。

deque 双端队列

• deque 可以从头部push_front()和尾部push_back()插入
• deque 可以使用迭代器 可以使用 迭代器+n 访问删除
• deque 可以pop_front() pop_back() 从头部和尾部 删除元素。

(1)    构造函数

deque():创建一个空deque

deque(int nSize):创建一个deque,元素个数为nSize

deque(int nSize,const T& t):创建一个deque,元素个数为nSize,且值均为t

deque(const deque &):复制构造函数

(2)    增加函数

void push_front(const T& x):双端队列头部增加一个元素X

void push_back(const T& x):双端队列尾部增加一个元素x

iterator insert(iterator it,const T& x):双端队列中某一元素前增加一个元素x

void insert(iterator it,int n,const T& x):双端队列中某一元素前增加n个相同的元素x

void insert(iterator it,const_iterator first,const_iteratorlast):双端队列中某一元素前插入另一个相同类型向量的[forst,last)间的数据

(3)    删除函数

Iterator erase(iterator it):删除双端队列中的某一个元素

Iterator erase(iterator first,iterator last):删除双端队列中[first,last）中的元素

void pop_front():删除双端队列中最前一个元素

void pop_back():删除双端队列中最后一个元素

void clear():清空双端队列中最后一个元素

(4)    遍历函数

reference at(int pos):返回pos位置元素的引用

reference front():返回手元素的引用

reference back():返回尾元素的引用

iterator begin():返回向量头指针，指向第一个元素

iterator end():返回指向向量中最后一个元素下一个元素的指针（不包含在向量中）

reverse_iterator rbegin():反向迭代器，指向最后一个元素

reverse_iterator rend():反向迭代器，指向第一个元素的前一个元素

(5)    判断函数

bool empty() const:向量是否为空，若true,则向量中无元素

(6)    大小函数

Int size() const:返回向量中元素的个数

int max_size() const:返回最大可允许的双端对了元素数量值

(7)    其他函数

void swap(deque&):交换两个同类型向量的数据

void assign(int n,const T& x):向量中第n个元素的值设置为x
 
deque网上扒来的

priority_que 优先级队列 （不太理解）

• 优先队列是按照堆来实现的

红黑树容器

set 是一个红黑树

set map multi-map 红黑树

set的高级用法

• 红黑树，处理纯字符串比较少，处理字符串及对象比较多。
• pair 复合集合
• 二叉树查找依赖于有序。 字符串可以实现有序。
• pair 也是个类模板！起到获取插入返回值（boolean)的作用。两个参数，第一个类型，第二个是比大小的方法
• set的每一个节点就是一个节点
• 二叉树的实现语法一直在在在变 。VS2013 能过的 VS2017 就不能过了！~！！mingw 32又能过，代码如下：
• set 不能包含同样的值
• 0-35:40

#include <set>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

using namespace std;

class strless
{
public:

    bool operator () (const char* p,const char* p1)
    {
        return strcmp(p, p1) < 0;
    }

private:

};



int main(void)
{
    const char* cmd[] = { "nihao","spectrc","calc","good" };
    set<const char *, strless>myset(cmd,cmd+4,strless());
    auto ib = myset.begin();
    auto ie = myset.end();

    for (auto i : myset)
    {
        cout << i << endl;
    }


    return 0;

}

multiset

• 可以插入相同的值
• multiset 的每一个节点是一个链表
• 练习代码如下（mingw 32编译）：

#include <set>
#include <string.h>

using namespace std;

class stu{
public:
    int id;
    char p[100];
};

class stuless
{
public:

    bool operator ()(const stu &st1,const stu &st2)
    {
        return st1.id<st2.id;
    }

};



int main()
{
    stu student[3]={
        {99,"zhuang"},
        {15,"li"},
        {3,"ooooo"}
    };

    stu newstu;
    newstu.id=100782;
    strcpy(newstu.p,"nimeide");
    multiset<stu,stuless> stu1 (student,student+3,stuless());
    stu1.insert(newstu);
    strcpy(newstu.p,"SBSBSBSB");
    stu1.insert(newstu);
     strcpy(newstu.p,"luo liuo");
    stu1.insert(newstu);

    for(auto i:stu1)
    {
        cout<< "	"<<i.id<<"	"<<i.p<<endl;
    }

    return 0;

}

• 输出

-

map 映射 multimap 多层映射  9.wmv 53:41

• map 也是 红黑树，但是能同时映射多个数据
• map 需要头文件 <map>
• 映射都是左边映射到右边。访问时用右边访问左边。可以通过对等的映射查找
• 示例代码如下：

#include <string>
#include <map>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

class worker{

public:
    int id;
    string name;
    string work;
};


class winfo{
public:
    int randid;
     worker w1;

};


int main()
{
    system("chcp 65001");

    winfo warr[]={

        {1,{10,"李四","mugong"}},
         {2,{9,"张三","mugong"}},
         {8,{5,"wangermazi","mugong"}},
         {20,{3,"gg","mugong"}},
         {30,{1,"ww张三","mugong"}}
    };

    map <int,worker> m;
    for(auto i : warr)
    {
        static int n=0;
        m[warr[n].randid]=warr[n].w1;
        n++;
    }

    auto ib=m.begin();
    auto ie=m.end();

    for(;ib!=ie;ib++)
    {
        cout<<"	 winfo.randid is 	"<<(*ib).first<<" worker info is 	"<<(*ib).second.id<<"	"<<(*ib).second.name
           <<"	"<<(*ib).second.work<<"	"<<endl;
    }

    return 0;
}

• 输出

pair 关键字  9.wmv 01:23:15

• 用于插入 复杂映射类型
• multimap set map 每一个节点就是一个 pair
• 用法：

m.insert(pair<const char*,int> ("第一个"),1);
m.insert(pair<const char*,int> ("第二个"),2);
m.insert(pair<const char*,int> ("第三个"),5);
m.insert(pair<const char*,int> ("第四个"),8);

hash_set 和hash_map  9.wmv 01:33:10

• 作用：把比较大的数据抽象得比较小
• hash_set 不会自动排序 查找时一次就足够了。而set需要 log2n 次
• 适用于精确查找，一次就能找到。比二分查找要快
• hash_set 的经典用法 判断数据是否相等
• hash_set、hash_map 不会自动排序
• hash算法依赖于hash_table

equal_range()

• 找到红黑树的链表节点，遍历所有节点
• first为链表的首节点，second 为最后一个空节点

string 本质是一个容器

• C语言中 下列代码是错误的：

char str[54];
str="123456";

• erase() 函数可删除字符串。 str1.erase(3,4); erase(str1.begin(),str.begin()+2);
• replace() 替换函数 str1.replace(3,3,"China");str1.replace(3,"China");
  str1.replace(3,"China"); replace (位置，长度，字符串)；
• str.find() 查找字符串，找到第一个匹配的字符的位置，找不到返回-1；
• rfind（） 反向查找，返回找的的第一个的匹配的字符串的位置。找不到返回-1；
• find_first_of () 找到第一个并返回所在位置。
• find_first_not_of () 找到第一个不匹配的并返回所在位置。
• find_last_of () 找到最后一个匹配的并返回所在位置。
• find_last_not_of () 找到最后一个不匹配的并返回所在位置。

网上扒来的 string 介绍

• String

GPU编程

• 可以利用模板类实现对容器的操作（利用重载括号的方式）

Lamda 表达式 C++ AMP 编程

• 函数包装器(LAMDA 表达式，类似JS里面的匿名函数) : 需要头文件 <functional>
• GPU 强项在于并行计算，CPU强项在于单点计算

auto func=[](int a ,int b){ return a+b;};

for_each(myvector.begin(),myvector.end(),[](int a){return a*=2;cout<<a<<endl;});

• C++ AMP 计算演示 (VS 2017中编译失败)
• VS2017 中错误信息：

严重性    代码    说明    项目    文件    行    禁止显示状态
错误    C3861    “_Access”: 找不到标识符    GPU_hello    c:program files (x86)microsoft visual studio2017enterprisevctoolsmsvc14.15.26726includeamp.h    2616

严重性    代码    说明    项目    文件    行    禁止显示状态
错误    C3588    在 amp 限制代码中不支持从“unknown-type”转换为“void *”    GPU_hello    c:program files (x86)microsoft visual studio2017enterprisevctoolsmsvc14.15.26726includeamp.h    2616

#include <amp.h>
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace concurrency;

int main(void)
{
    int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    array_view<int> av(10, a); //GPU 计算结构 AV 存储到GPU的显存
    /*
    *[=](index<1>idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; }
    * [=] 标识直接操作这个数据  
    * restrict (amp)  标识定位到 GPU进行运算
    *这个表达式为Lambda表达式
    */

    parallel_for_each(av.extent, [=](index<1> idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; });

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {

        cout << "	" << av[i] << endl;
    }



    cin.get();
}

lambda 表达式

• 网上扒来的lambda 表达式

Lambda 表达式
-lambda 表达式的作用：C++ 11 中的 Lambda 表达式用于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程工作。

• lambda 语法形式：[函数对象参数] (操作符重载函数参数) mutable 或 exception 声明 -> 返回值类型 {函数体}

STL算法

• for_each ....
• auto i= find_if (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一个大于四的数据则返回那个数据所在位置的迭代器，否则返回myvector.end();
• auto i= find_if_not (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一个小于于四的数据则返回那个数据所在位置的迭代器，否
  则返回myvector.end();
• sort() 仿函数用于排序。