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  • C++STL概览

    引言

    C++ STL可以分为标准容器,算法和函数对象,迭代器和分配器,利用C++标准程序库,可以大量减少我们的代码,提高代码的稳定性和健壮性。

    标准容器

    C++标准容器分为序列容器和关联容器,对于序列容器,C++提供的基本序列有

    vector 支持随机访问,不适合做插入和删除操作频繁的场景

    list 双向链表,适合做元素的插入和删除,不是随机访问

    deque 也是一个双端序列,但是经过优化,其双端操作效率类似list,随即访问效率接近vector。

    从它们出发,通过定义适当的借口,生成了

    stack 默认用deque实现

    queue 默认是deque实现

    priority_queue 默认是vector保存元素,实现最可能是heap

    对于关联容器,C++提供的有:

    map 映射

    mulitimap 多重映射,相比map,允许重复的key

    set 被看做是一个map,其中的值是无关紧要的

    mulitiset 相比set,允许重复的key

    bitset 位集合

    hash_map 散列映射,通过实现一个散列函数,将容器实现为一个散列表,以减少查找元素所需要的时间

    标准容器具体用法可以参考C++在线手册STL容器:http://www.cplusplus.com/reference/stl/

    算法和函数对象

    容器本身之所以有用,是因为容器提供了一些基本操作,如确定大小,迭代,复制,排序,查找等。标准库提供了许多算法,服务于容器用户的最普遍和最基本的需要。

    标准库算法不过就是60个,每个算法都描述为一个模板函数或一组模板函数,例如最常用的排序算法:sort,能以很好的平均效率排序,建议排序都用sort替换C语言的qsort,sort可以更好结合容器。

    标准库算法和函数对象的教程可以参考C++之父的C++程序设计语言的算法和函数对象,这一章内容可以教你如何使用标准库算法和函数对象。

    标准库算法的声明在<algorithm>,函数对象在<functional>里。

    标准库算法具体用法参考C++在线手册STL算法:http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/

    迭代器和分配器

    迭代器是连接容器和算法的纽带,让写算法的人不必关心各种数据结构的具体细节,而分配器提供了一个映射,将低级的字节形式的数据模型映射到高级的对象模型。

    迭代器是每个程序员都需要关心的概念之一,但是分配器仅仅是一个支持机制,标准库已经提供了默认的分配器,很少有程序员需要去写新的分配器。

    迭代器在接触STL容器就会了解了,一般迭代器分为正向迭代器,反向迭代器,插入迭代器,带检查的迭代器。

    至于分配器提供了一套分配和释放存储的标准方式,标准库提供了一个标准分配器,在<memory>里的标准allocator模板用operator new()分配存储,所有的标准容器在默认情况下使用它,当然你也可以自己实现一个分配器,容器的实现需要一次次的allocate()或者deallocate()对象,意味着new的大量调用,你可以采用一个固定大小存储块的存储池,可以比常规的更通用的operator new()的效率高一些。

    总结

    学习C++标准程序库,可以先学会应用标准容器的简单用法,如vector,map,慢慢熟悉之后,再接触算法,也是学习算法的几个函数的简单用法,例如sort,swap等。

    学会应用可以学习理论:考虑看下C++之父的C++程序设计语言的标准库,也可以看更厚的书:C++标准程序库。

    最后,你在工作和编程中,都需要C++容器和算法的手册查阅,这些可以参考上面的网址:

    C++在线手册STL容器:http://www.cplusplus.com/reference/stl/

    C++在线手册STL算法:http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/

    这里面详细介绍了每个容器和算法的每个函数,几乎95%都有例子,是很好的参考资料

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