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浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)

时间:2023-12-22 23:05:17浏览次数:39  
标签:容器 浅谈 迭代 STL back Library 算法 vector push

2.1 STL的诞生

  • 长久以来,软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
  • C++的面向对象泛型编程思想,目的就是复用性的提升
  • 大多情况下,数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作
  • 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

2.2 STL基本概念

  • STL(Standard Template Library,标准模板库)
  • STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
  • 容器算法之间通过迭代器进行无缝连接。
  • STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

2.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件,分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器

  1. 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
  2. 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  4. 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
  5. 适配器:一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
  6. 空间配置器:负责空间的配置与管理。

2.4 STL中容器、算法、迭代器

容器:置物之所也

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构:数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器分为序列式容器关联式容器两种:

序列式容器:强调值的排序,序列式容器中的每个元素均有固定的位置。 关联式容器:二叉树结构,各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法:问题之解法也

有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法非质变算法

质变算法:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等

非质变算法:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器:容器和算法之间粘合剂

提供一种方法,使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素,而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针,初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类:

种类

功能

支持运算

输入迭代器

对数据的只读访问

只读,支持++、==、!=

输出迭代器

对数据的只写访问

只写,支持++

前向迭代器

读写操作,并能向前推进迭代器

读写,支持++、==、!=

双向迭代器

读写操作,并能向前和向后操作

读写,支持++、--,

随机访问迭代器

读写操作,可以以跳跃的方式访问任意数据,功能最强的迭代器

读写,支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器,和随机访问迭代器

2.5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后,我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector,可以理解为一种数组,下面我们将演示如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

2.5.1 vector存放内置数据类型

容器: vector

算法: for_each

迭代器: vector<int>::iterator

首先包含vector容器头文件和算法algorithm头文件

#include <vector>
#include <algorithm>
void test01() {

	//创建vector容器对象,并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//每一个容器都有自己的迭代器,迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器,这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器,这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式:
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)_C++STL

	//第二种遍历方式:
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;

浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)_Vector容器_02

void MyPrint(int val){
	cout << val << endl;
}
	//第三种遍历方式:
	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);

浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)_STL算法_03


2.5.2 Vector存放自定义数据类型

目标:vector中存放自定义数据类型,并打印输出

示例:

#include <vector>
#include <string>

//自定义数据类型
class Person {
public:
    Person(string name, int age) {
        mName = name;
        mAge = age;
    }
public:
    string mName;
    int mAge;
};
//存放对象
void test01() {

    vector<Person> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 50);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

    }
}

浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)_STL算法_04

//放对象指针
void test02() {

    vector<Person*> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 50);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    v.push_back(&p5);

    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        Person * p = (*it);
        cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
    }
}

浅谈C++STL(Standard Template Library,标准模板库)_STL容器_05

int main() {

    test01();
    
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}


标签:容器,浅谈,迭代,STL,back,Library,算法,vector,push
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