模板与STL小结--vector、list、map等各类容器

一、什么是STL

　　STL是standard template library，标准模版库
　　是HP实验室开发的一系列软件的统称，从根本上来说， 它是一些容器和算法的集合，它是世界上很多聪明的程序员多年的杰作
　　STL是标准化的组件，不用重新开发，可以直接使用，它是C++的一部分，不需要额外安装

二、STL中有什么

• 1、容器
  存储类对象的盒子
  线性容器：vector、list
  容器适配器：queue、stack、double queue
  关系型容器：set、map
• 2、算法
  find sort
  

  #include <iostream>
  #include <string.h>
  #include <vector>
  #include <algorithm>
  using namespace std; 
  class Student 
  { 
  char name[20]; 
  char sex; 
  public: 
  short age; 
  Student(const char* name="haha",const char sex='f',short age =1):sex(sex),age(age) 
  { 
  strcpy(this->name,name); 
  } 
  friend ostream& operator << (ostream& os,Student& stu) 
  { 
  os << stu.name << " " << stu.sex << " " << stu.age; 
  return os; 
  } 
  bool operator < (const Student& stu)const 
  { 
  return age > stu.age; 
  } 
  bool operator == (const Student& stu)const 
  { 
  return age == stu.age && sex == stu.sex && 0 == strcmp(name,stu.name); 
  } 
  }; 
  bool stu_cmp(const Student& stu1,const Student& stu2) 
  { 
  return stu1.age > stu2.age; 
  } 
  int main() 
  { 
  /int arr[10] = {3,2,8,6,1,9,4,0,5,7}; 
  sort(arr,arr+10); 
  for(int i=0; i<10; i++) 
  { 
  cout << arr[i] << " "; 
  }/ 
  vector arr(10); 
  for(int i=0; i<10; i++) 
  { 
  arr[i].age += i; 
  cout << arr[i] << endl; 
  } 
  /sort(arr.begin(),arr.end(),stu_cmp); 
  for(int i=0; i<10; i++) 
  { 
  cout << arr[i] << endl; 
  }/ 
  Student stu("haha",'f',10); 
  vector::iterator it; 
  it = find(arr.begin(),arr.end(),stu); 
  cout << *it << " " << stu << endl; 
  }

• 3、迭代器
  迭代器是一个类，它实现于容器模版中
  它的对象是一个指向容器中的一个元素，它实现的*运算符，给人的感觉它好像是个指针
  从容器中获取到迭代器是一个半开半闭区间，[start,end)

三、vector容器

• 1、特点：

  • a、占用的是连续的内存
  • b、动态的管理内存
  • c、支持随即访问（at,[]）
  • d、支持按迭代器进行插入和删除（insert，erase）
    但只有在末尾添加和删除时效率才最高
  • e、支持随即迭代：it=it+4;

• 2、定义
  vector<类型> a; //创建容器
  vector<类型> a(10);//创建容器并设置容量为10，把元素初始化为0
  vector<类型> a(10,1);//创建容器并设置容量为10，并设置初始值

• 3、返回值
  v[i]、v.at(i)、v.front()、v.back()这种方式返回的是元素的引用

• 4、成员函数
  void assign( input_iterator start, input_iterator end);
  void assign( size_type num, const TYPE &val);

  size_type capacity(); //获取容器当前的容量

  iterator erase( iterator loc);
  iterator erase( iterator start, iterator end);
  iterator insert( iterator loc, const TYPE &val);
  void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE &val);
  void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end);
  //元素被删除或插入之后，之前获取的迭代器就失效，需要重新获取

  void resize( size_type size, TYPE val );
  //改容器的大小，可以调大（构造），可以调小（析构）

• 5、运算符
  ==、！=、>=、<=、>、<
  比较两个容器中元素的shul、顺序、值是否相等
  容器中存储的对象的==运算符必须要重载

• 6、排序、查找
  在vector容器中是没有排序和查找成员函数
  在List容器中由于这是链式的存储结构所以不能使用全局的sort函数，必须自己实现
  在使用sort排序时，待排序的对象必须实现出 < 的重载(或者给sort提供比较函数)
  在使用find时，待查找的对象必须实现出 == 的重载

• 7、自定义类使用容器时需要实现的成员有
  无参构造、拷贝构造
  == <

  #include <iostream>
  #include <vector>
  
  using namespace std;
  
  class A 
  { 
  int num; 
  public: 
  A(int num=0):num(num) 
  { 
  cout << "我是对象A" << endl; 
  } 
  A(const A& a) 
  { 
  num = a.num; 
  cout << "我是拷贝构造" << endl; 
  } 
  friend ostream& operator << (ostream& os,A& a); 
  }; 
  ostream& operator << (ostream& os,A& a) 
  { 
  return os << a.num; 
  }
  
  int main() 
  { 
  vector a(10); 
  a[1] = 20; 
  a.back() = 10; 
  for(int i=0; i<10; i++) 
  { 
  cout << a[i] << endl; 
  }
  
  vector< A> b(10); 
  b.assign(a.begin(),a.end()-5); 
  for(int i=0; i<10; i++) 
  { 
  cout << b[i] << endl; 
  } 
  }

四、set容器

　　集合容器，里面的元素不会重复，它会自动排重。
　　使用时要实现它的==运算符。

　　multiset 允许有重复的数据。

　　pair equal_range( const key_type &key );
　　查找值等于key的元素信息，返回两人个迭代器。

　　iterator lower_bound( const key_type &key );
　　查找大于等于key的第一个元素

　　iterator upper_bound( const key_type &key );
　　查找大于key的第一个元素

五、队列

　　单向队列：
　　back、empty、front、pop、push、size
　　双向队列：

六、List

　　是一种链式存储结构，不能使用算法库中的排序，只能调用自带的排序函数。
　　void unique();
　　void unique( BinPred pr );
　　删除重复的元素。

　　void splice( iterator pos, list &lst );
　　void splice( iterator pos, list &lst, iterator del );
　　void splice( iterator pos, list &lst, iterator start, iterator end );
　　从指定的位置开始合并两个链表

　　void merge( list &lst );
　　void merge( list &lst, Comp compfunction );
　　直接合并两人个链表

七、map是一种关联式的容器

　　它底层以采用的是红黑树（有序＋平衡）进行存储的。
　　一个键值（主键）只能对应一个值。 

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std; 
int main() 
{ 
map m; 
m.insert(make_pair("a1","hehe")); 
m.insert(make_pair("a2","haha")); 
m.insert(make_pair("a3","xixi")); 
m.insert(make_pair("a4","hehe")); 
cout << m.size() << endl;

map::iterator it = m.find("a2"); 
cout << it->first <<" "<< it->second << endl; 
} 

　　multimap 多重映射
　　键值可以重复

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std; 
int main() 
{ 
multimap m; 
m.insert(make_pair("a1","hehe")); 
m.insert(make_pair("a1","haha")); 
m.insert(make_pair("a2","xixi")); 
m.insert(make_pair("a2","hehe")); 
cout << m.size() << endl;

multimap::iterator it = m.find("a2"); 
while(it != m.end()) 
{ 
cout << it->first <<" "<< it->second << endl; 
it++; 
} 
}

八、priority_queue优先队列

元素在入队后就已经排序好了，最大值在上面。
对元素排序依靠的是 < 运算符。