STL之容器基础

1.容器概念

       容器类别（简称容器，container），是用来管理一类对象的集合。每一类容器都有不同的优化点，STL细分提供了如图1五种类型的容器.。

图 1 STL 的容器种类

从整体上看，容器可以分为两类：

      1、序列式容器 Sequence containers，该类容器是可序（orderd）群集，每个元素均有固定的位置->取决于插入的时机和地点，和元素的值没有关系。此类序列式容器STL中为Vector、Deque、list；

        2、关联式容器 Associative containers，该类容器是已序（sorted）容器，元素的位置取决于特定的排序准则，此类关联上容器STL中包括Set，Multiset，Map，MultiMap。

序列式容器

序列式容器包括vector，deques，list；

Vectors

      vector将其元素置于一个动态的数组中加以管理，允许随机存取，可以利用下标直接存取任何一个元素。

      优势：在vector的尾部添加或删除元素效率高。

      劣势：在vector的中间或头部插入元素效率低，原因是插入点或删除点之后的元素需要移动位置。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	
	const int nNum = 6;
	//vector 容器
	cout << "*****vector example*****" << endl;

	vector<int> vecCollection;
	for (int i = 0; i < nNum; ++i)
	{
		vecCollection.push_back(i);
	}
	for (unsigned int i = 0; i < vecCollection.size(); i++)
	{
		cout <<vecCollection[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
	
}

Deques

         deque 是“double-ended queue”的缩写，它也是一个动态的数组，可以向两端发展，在头部安插元素时，元素实际的排放顺序和安插顺序恰好相反。

         优势：不论在数组的尾部还是头部安插元素都十分的迅速，效率高。

         劣势：在中间安插元素则比较费时，因为需要移动其他的元素。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	
	const int nNum = 6;
	//deque 容器
	cout << "*****deque example*****" << endl;

	deque<int> nCollection;
	for (int i = 0; i < nNum; ++i)
	{
		nCollection.push_front(i);
	}

	cout << "insert data int the front : 0 1 2 3 4 5 " << endl;
	cout << "print deque data:";

	for (unsigned int i = 0; i < nCollection.size(); i++)
	{
		cout <<nCollection[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
	nCollection.clear();

	for (int i = 0; i < nNum; ++i)
	{
		nCollection.push_back(i);
	}

	cout << "insert data int the back : 0 1 2 3 4 5 " << endl;
	cout << "print deque data:";

	for (unsigned int i = 0; i < nCollection.size(); i++)
	{
		cout <<nCollection[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
}

List

       list由双向链表构成的，list内的每个元素都以一部分的内存指示其前驱元素和后继元素，list不具备随机存取能力；

       优势：在任何位置上安插或删除一个元素效率都非常迅速。

       劣势：由于不具备随机存取能力，访问某个位置的元素需要遍历其前面位置的元素。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	
	const int nNum = 6;
	//list 容器
	cout << "*****list example*****" << endl;
	list<char> lsCollection;

	for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++)
	{
		lsCollection.push_back(c);
	}
	
	//也可以使用迭代器进行循环打印
	while (!lsCollection.empty())
	{
		cout << lsCollection.front() << ' ';
		lsCollection.pop_front();//删除打印出来的字母
	}
	cout << endl;

	if (lsCollection.empty())
	{
		cout << "list is empty!" << endl;
	}
}

关联式容器

        关联式容器依据特定的排序准则，自动为容器内的元素排序，排序准则以函数形式呈现，用来比较元素值或者键值，默认情况下以operattor<进行比较，该排序准则也可以由用户自行定义。

通常情况下，关联式容器由二叉树构成。在二叉树中，每个元素（节点）都有一个父节点和两个子节点；左子树的所有元素都比自己小，右子树的所有元素都比自己大。

set

       set的内部元素依据其值自动排序，每个元素都只能出现一次，不能重复；主要用于一个给定的关键词是否存在。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	cout << "*****set example*****" << endl;

	set<string> exclude;
	//set<string> exclude ={"the"},VS2008不支持列表初始化方式
	exclude.insert("the");
	exclude.insert("The");
	exclude.insert("xu");
	exclude.insert("Xu");
	
	pair< set<string>::iterator, bool > pr;
	string strWordInput;

	cout << "pls input word:" << endl;
	cin.clear();//清空输入缓冲区

	while (cin >> strWordInput)
	{
		pr = exclude.insert(strWordInput);
		if (true == pr.second)
		{
			cout << """ << strWordInput << """ << " is inserted in text successfully!" << endl;
		}
		else
		{
			cout << """ << strWordInput << """ << " is already in text !" << endl;
		}
	}

	return 0;
}

Multiset

multiset 和set相同，只不过multiset允许有多个相同的元素。

Map

map的元素都是“键值/实值”所形成的一个对组；每个元素都以一个键值，键值是排序准则的基础，每一个键值只能出现一次，不允许重复；同时map具有任意型别的数组，即可以通过下标进行任意存取，索引类型不受限制。

map允许使用operator[]安插元素：

coll["pi"] = 3.14;
coll["null"] = 0;

在这里，以键值为索引，键值可以为任意型别。这正是关联数组的接口，所谓的关联式数组就是：索引可以采用任何型别。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	//map example
	cout << "*****map example*****" << endl;

	//第三个参数是可变的：默认是重载<,也可是事其他运算符或自定义比较函数；
	typedef map<string, unsigned int, greater<string> > GreaterMap;//关键字以从大到小排序
	GreaterMap WordCount;
	string strWord;
	cout << "pls input words:" << endl;

	while (cin >> strWord)
	{
		++WordCount[strWord];//使用下标安插元素
	}
	
	GreaterMap::iterator itMap = WordCount.begin();
	
	for (; itMap != WordCount.end(); itMap++)
	{
		cout << itMap->first << " occuer: " << itMap->second 
			 << ((itMap->second > 1) ? " times;" : " time;") << endl;
	}
}

Multimap

multimap和map相同，但允许重复元素，即multimap中可以包含多个相同键值相同的元素，但是multimap不能使用下标运算符“[]”，因为下标操作运算符只能处理单一实值。

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	cout << "*****Multimap example*****" << endl;

	//第三个参数是可变的：默认是重载<,也可是事其他运算符或自定义比较函数；
	typedef multimap<string, unsigned int, greater<string> > GreaterMultiMap;//关键字以从大到小排序
	GreaterMultiMap MulWordCount;
	string strMulWord;
	cout << "pls input words:" << endl;

	while (cin >> strMulWord)
	{
		//multimap不允许使用下标操作符，因为multimap允许单一索引对应到多个不同的元素，
		//只能先产生一个“键值/实值”对组，然后再插入到multimap中
		MulWordCount.insert(make_pair(strMulWord, atoi(strMulWord.c_str())));
	}

	GreaterMultiMap::iterator itMulMap = MulWordCount.begin();
	for (; itMulMap != MulWordCount.end(); itMulMap++)
	{
		cout << """<< itMulMap->first<< """<< " atoi " << itMulMap->second << endl;
	}
}