标准模板库STL
1、泛型程序设计
C++ 语言的核心优势之一就是便于软件的重用
C++中有两个方面体现重用：
1.面向对象的思想：继承和多态，标准类库
2.泛型程序设计(generic programming) 的思想： 模板机制，以及标准模板库STL
简单地说就是使用模板的程序设计法。
将一些常用的数据结构（比如链表，数组，二叉树）和算法（比如排序，查找）写成模板，以后则不论数据结构里放的是什么对象，算法针对什么样的对象，则都不必重新实现数据结构，重新编写算法。标准模板库 (Standard Template Library) 就是一些常用数据结构和算法的模板的集合。
有了STL，不必再写大多的标准数据结构和算法，并且可获得非常高的性能。
2、STL中的基本概念
容 器： 可容纳各种数据类型的通用数据结构，是类模板
迭代器：可用于依次存取容器中元素，类似于指针
算 法：用来操作容器中的元素的函数模板
·sort()来对一个vector中的数据进行排序
·find()来搜索一个list中的对象
算法本身与他们操作的数据的类型无关，因此他们可以在从简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上使用。比如：
int array[100];
该数组就是容器，而 int * 类型的指针变量就可以作为迭代器，sort算法可以作用于该容器上，对其进行排序：
sort(array,array+70); //将前70个元素排序
3、容器
可以用于存放各种类型的数据（基本类型的变量，对象等）的数据结构，都是类模版，分为三种：
1)顺序容器
vector ，deque ，list
2)关联容器
set ，multiset ，map ，multimap
3)容器适配器
stack ，queue ，priority_queue
对象被插入容器中时，被插入的是对象的一个复制品。许多算法，比如排序，查找，要求对容器中的元素进行比较，有的容器本身就是排序的，所以，放入容器的对象所属的类，往往还应该重载 == 和 < 运算符。
详细解析：
1）顺序容器
容器并非排序的，元素的插入位置同元素的值无关，有vector,deque,list 三种。
A、vector 头文件 <vector>
动态数组。元素在内存连续存放。随机存取任何元素都能在常数时间完成。在尾端增删元素具有较佳的性能(大部分情况下是常数时间）。
B、deque 头文件 <deque>
双向队列。元素在内存连续存放。随机存取任何元素都能在常数时间完成(但次于vector)。在两端增删元素具有较佳的性能(大部分情况下是常数时间）。
C、list 头文件 <list>
双向链表。元素在内存不连续存放。在任何位置增删元素都能在常数时间完成。不支持随机存取。
2）关联容器
元素是排序的
插入任何元素，都按相应的排序规则来确定其位置
在查找时具有非常好的性能
通常以平衡二叉树方式实现，插入和检索的时间都是 O(log(N))
set/multiset 头文件 <set>
set 即集合。set中不允许相同元素，multiset中允许存在相同的元素。
map/multimap 头文件 <map>
map与set的不同在于map中存放的元素有且仅有两个成员变量，一个名为first,另一个名为second, map根据first值对元素进行从小到大排序，并可快速地根据first来检索元素。
map同multimap的不同在于是否允许相同first值的元素。
3）容器适配器
stack 头文件 <stack>
栈。是项的有限序列，并满足序列中被删除、检索和修改的项只能是最近插入序列的项（栈顶的项）。后进先出。
queue 头文件 <queue>
队列。插入只可以在尾部进行，删除、检索和修改只允许从头部进行。先进先出。
priority_queue 头文件 <queue>
优先级队列。最高优先级元素总是第一个出列。
注：
<1>顺序容器的常用成员函数
front : 返回容器中第一个元素的引用
back : 返回容器中最后一个元素的引用
push_back : 在容器末尾增加新元素
pop_back : 删除容器末尾的元素
erase : 删除迭代器指向的元素(可能会使该迭代器失效），或删除一个区间，返回被删除元素后面的那个元素的迭代器
<2>顺序和关联容器中都有的成员函数
begin 返回指向容器中第一个元素的迭代器
end 返回指向容器中最后一个元素后面的位置的迭代器
rbegin 返回指向容器中最后一个元素的迭代器
rend 返回指向容器中第一个元素前面的位置的迭代器
erase 从容器中删除一个或几个元素
clear 从容器中删除所有元素
4、迭代器
用于指向顺序容器和关联容器中的元素
迭代器用法和指针类似
有const 和非 const两种
通过迭代器可以读取它指向的元素
通过非const迭代器还能修改其指向的元素
定义一个容器类的迭代器的方法可以是：
容器类名::iterator 变量名;
或：
容器类名::const_iterator 变量名;
访问一个迭代器指向的元素：
* 迭代器变量名
注：迭代器上可以执行 ++ 操作, 以使其指向容器中的下一个元素。如果迭代器到达了容器中的最后一个元素的后面，此时再使用它，就会出错，类似于使用NULL或未初始化的指针一样。
<1>双向迭代器
若p和p1都是双向迭代器，则可对p、p1可进行以下操作：
++p, p++ 使p指向容器中下一个元素
--p, p-- 使p指向容器中上一个元素
* p 取p指向的元素
p = p1 赋值
p == p1 , p!= p1 判断是否相等、不等
<2>随机访问迭代器
若p和p1都是随机访问迭代器，则可对p、p1可进行以下操作：
双向迭代器的所有操作
p += i 将p向后移动i个元素
p -= i 将p向向前移动i个元素
p + i 值为: 指向 p 后面的第i个元素的迭代器
p - i 值为: 指向 p 前面的第i个元素的迭代器
p[i] 值为: p后面的第i个元素的引用
p < p1, p <= p1, p > p1, p>= p1
总结：
容器 容器上的迭代器类别
vector 随机访问
deque 随机访问
list 双向
set/multiset 双向
map/multimap 双向
stack 不支持迭代器
queue 不支持迭代器
priority_queue 不支持迭代器
STL中的“大”和“小”的概念
关联容器内部的元素是从小到大排序的
有些算法要求其操作的区间是从小到大排序的，称为“有序区间算法”
例：binary_search
有些算法会对区间进行从小到大排序，称为“排序算法”
例： sort
还有一些其他算法会用到“大”，“小”的概念
使用STL时，在缺省的情况下，以下三个说法等价：
1) x比y小
2) 表达式“x<y”为真
3) y比x大
STL中的“相等”的概念
有时，“x和y相等”等价于“x==y为真”
例：
在未排序的区间上进行的算法，如顺序查找find
……
有时，“x和y相等”等价于“x小于y和y小于x同时为假”
例：
有序区间算法，如binary_search
关联容器自身的成员函数find
……
5、算法
算法就是一个个函数模板 ，大多数在<algorithm> 中定义
STL中提供能在各种容器中通用的算法，比如查找，排序等
算法通过迭代器来操纵容器中的元素。许多算法可以对容器中的一个局部区间进行操作，因此需要两个参数，一个是起始元素的迭代器，一个是终止元素的后面一个元素的迭代器。比如，排序和查找
有的算法返回一个迭代器。比如 find() 算法，在容器中查找一个元素，并返回一个指向该元素的迭代器
算法可以处理容器，也可以处理普通数组
比如：
template<class InIt, class T>
InIt find(InIt first, InIt last, const T& val);
first 和 last 这两个参数都是容器的迭代器，它们给出了容器中的查找区间起点和终点[first,last)。区间的起点是位于查找范围之中的，而终点不是。find在[first,last)查找等于val的元素
用 == 运算符判断相等
函数返回值是一个迭代器。如果找到，则该迭代器指向被找到的元素。如果找不到，则该迭代器等于last。
vector
可变长的动态数组
必须包含头文件 #include <vector>
支持 随机访问迭代器
• 根据下标随机访问某个元素时间为常数
• 在尾部添加速度很快
• 在中间插入慢
所有STL算法都能对vector操作
vector成员函数
构造函数初始化：
其它常用函数：
v.end() 容器最后一个元素之后元素相应位置对应的迭代器
v.begin() 首元素的迭代器
v[i] 访问某个元素
v.at(i) 访问某个元素
v.insert(a,b) 在位置a处插入一个元素b
定义二维动态数组
vector< vector<int> > v(3);
//v有3个元素,
//每个元素都是vector<int> 容器
list
双向链表 必须包含头文件 ： #include <list>
在任何位置插入/删除都是常数时间
不支持根据下标随机存取元素
具有所有顺序容器都有的成员函数 + 支持8个成员函数:
list容器之sort函数
list容器的迭代器不支持完全随机访问
不能用标准库中sort函数对它进行排序
list自己的sort成员函数
·list<T> classname
·classname.sort(compare); //compare函数可以自己定义
·classname.sort(); //无参数版本, 按<排序
list容器只能使用双向迭代器
不支持大于/小于比较运算符, []运算符和随机移动(即类似 “list的迭代器+2” 的操作)
deque 容器
双向队列 必须包含头文件 ： #include <deque>
所有适用于vector的操作都适用于deque
deque还有
push_front (将元素插入到容器的头部)
pop_front (删除头部的元素) 操作
函数对象
若一个类重载了运算符 “()”，则该类的对象就成为函数对象
例如：
class CMyAverage { //函数对象类
public:
double operator() ( int a1, int a2, int a3 ) {
return (double)(a1 + a2+a3) / 3;
}
};
CMyAverage average; //定义函数对象
cout << average(3,2,3); // 相当于average.operator()(3,2,3)
·输出 2.66667
STL中的函数对象类模板
以下模板可以用来生成函数对象。
equal_to
greater
less
…….
头文件： <functional>
greater 函数对象类模板
template<class T>
struct greater : public binary_function<T, T, bool> {
bool operator()(const T& x, const T& y) const {
return x > y;
}
};
list 有两个sort成员函数
void sort();
将list中的元素按 “<” 规定的比较方法升序排列。
template <class Compare>
void sort (Compare op);
将list中的元素按 op 规定的比较方法升序排列。即要比较x,y大小时，看 op(x,y)的返回值，为true则认为 x小于y。
在STL中使用自定义的“大”，“小”关系
关联容器和STL中许多算法，都是可以用函数或函数对象自定义比较器的。在自定义了比较器op的情况下，以下三种说法是等价的：
1) x小于y
2) op(x,y)返回值为true
3) y大于x