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3 STL- 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质：

• string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

• char * 是一个指针
• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

string 类内部封装了很多成员方法

例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert

string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

• string(); //创建一个空的字符串 例如: string str;
  string(const char* s); //使用字符串s初始化
• string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象
• string(int n, char c); //使用n个字符c初始化

3.1.3 string赋值操作

功能描述：

• 给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

• string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
• string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
• string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
• string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
• string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

总结：

​ string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

3.1.4 string字符串拼接

功能描述：

• 实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

• string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
• string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
• string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
• string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
• string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
• string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str)
• string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

3.1.5 string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
• int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
• int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
• int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
• string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
• string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左
• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

3.1.6 string字符串比较

功能描述：

• 字符串之间的比较

比较方式：

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

• int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
• int compare(const char *s) const; //与字符串s比较

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

3.1.7 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

• char& operator[](int n); //通过[]方式取字符
• char& at(int n); //通过at方法获取字符

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

3.1.8 string插入和删除

功能描述：

• 对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

• string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
• string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
• string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
• string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

总结：插入和删除的起始下标都是从0开始

3.1.9 string子串

功能描述：

• 从字符串中获取想要的子串

函数原型：

• string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

总结：灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器

函数原型：

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

总结：vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.2.3 vector赋值操作

功能描述：

• 给vector容器进行赋值

函数原型：

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• empty(); //判断容器是否为空

• capacity(); //容器的容量

• size(); //返回容器中元素的个数

• resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

总结：

• 判断是否为空 --- empty
• 返回元素个数 --- size
• 返回容器容量 --- capacity
• 重新指定大小 --- resize

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素

总结：

• 尾插 --- push_back
• 尾删 --- pop_back
• 插入 --- insert (位置迭代器)
• 删除 --- erase （位置迭代器）
• 清空 --- clear

3.2.6 vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

总结：

• 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

3.2.7 vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

• reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

功能：

• 双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与vector区别：

• vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
• deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
• vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

deque内部工作原理:

deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据

中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

• deque容器的迭代器也是支持随机访问的

3.3.2 deque构造函数

功能描述：

• deque容器构造

函数原型：

• deque<T> deqT; //默认构造形式
• deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

总结：deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

3.3.3 deque赋值操作

功能描述：

• 给deque容器进行赋值

函数原型：

• deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

总结：deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

3.3.4 deque大小操作

功能描述：

• 对deque容器的大小进行操作

函数原型：

• deque.empty(); //判断容器是否为空

• deque.size(); //返回容器中元素的个数

• deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

总结：

• deque没有容量的概念
• 判断是否为空 --- empty
• 返回元素个数 --- size
• 重新指定个数 --- resize

3.3.5 deque 插入和删除

功能描述：

• 向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

两端插入操作：

• push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
• push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
• pop_back(); //删除容器最后一个数据
• pop_front(); //删除容器第一个数据

指定位置操作：

• insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

• insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

• insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

• clear(); //清空容器的所有数据

• erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

• erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

总结：

• 插入和删除提供的位置是迭代器！
• 尾插 --- push_back
• 尾删 --- pop_back
• 头插 --- push_front
• 头删 --- pop_front

3.3.6 deque 数据存取

功能描述：

• 对deque 中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

总结：

• 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

3.3.7 deque 排序

功能描述：

• 利用算法实现对deque容器进行排序

算法：

• sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可

3.4 stack容器

3.4.1 stack 基本概念

概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据称为 --- 入栈 push

栈中弹出数据称为 --- 出栈 pop

3.4.2 stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

• stack<T> stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
• stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

• stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //向栈顶添加元素
• pop(); //从栈顶移除第一个元素
• top(); //返回栈顶元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

总结：

• 入栈 --- push
• 出栈 --- pop
• 返回栈顶 --- top
• 判断栈是否为空 --- empty
• 返回栈大小 --- size

3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 --- 入队 push

队列中出数据称为 --- 出队 pop

3.6.2 queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

• queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
• queue(const queue &que); //拷贝构造函数

赋值操作：

• queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //往队尾添加元素
• pop(); //从队头移除第一个元素
• back(); //返回最后一个元素
• front(); //返回第一个元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

总结：

• 入队 --- push
• 出队 --- pop
• 返回队头元素 --- front
• 返回队尾元素 --- back
• 判断队是否为空 --- empty
• 返回队列大小 --- size

3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

• 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
• 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

• 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.7.2 list构造函数

功能描述：

• 创建list容器

函数原型：

• list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
• list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• list(const list &lst); //拷贝构造函数。

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.7.3 list 赋值和交换

功能描述：

• 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
• list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
• swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

3.7.4 list 大小操作

功能描述：

• 对list容器的大小进行操作

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的个数

• empty(); //判断容器是否为空

• resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

总结：

• 判断是否为空 --- empty
• 返回元素个数 --- size
• 重新指定个数 --- resize

3.7.5 list 插入和删除

功能描述：

• 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

• push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
• op_back();//删除容器中最后一个元素
• push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
• pop_front();//从容器开头移除第一个元素
• insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• clear();//移除容器的所有数据
• erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
• remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

总结：

• 尾插 --- push_back
• 尾删 --- pop_back
• 头插 --- push_front
• 头删 --- pop_front
• 插入 --- insert
• 删除 --- erase
• 移除 --- remove
• 清空 --- clear

3.7.6 list 数据存取

功能描述：

• 对list容器中数据进行存取

函数原型：

• front(); //返回第一个元素。
• back(); //返回最后一个元素。

总结：

• list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
• 返回第一个元素 --- front
• 返回最后一个元素 --- back

3.7.7 list 反转和排序

功能描述：

• 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

• reverse(); //反转链表
• sort(); //链表排序

总结：

• 反转 --- reverse

• 排序 --- sort （成员函数）

• 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序

• 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

3.8 set/ multiset 容器

3.8.1 set基本概念

简介：

• 所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

• set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

• set不允许容器中有重复的元素
• multiset允许容器中有重复的元素

3.8.2 set构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

• set<T> st; //默认构造函数：
• set(const set &st); //拷贝构造函数

赋值：

• set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

总结：

• set容器插入数据时用insert
• set容器插入数据的数据会自动排序

3.8.3 set大小和交换

功能描述：

• 统计set容器大小以及交换set容器

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

总结：

• 统计大小 --- size
• 判断是否为空 --- empty
• 交换容器 --- swap

3.8.4 set插入和删除

功能描述：

• set容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

总结：

• 插入 --- insert
• 删除 --- erase
• 清空 --- clear

3.8.5 set查找和统计

功能描述：

• 对set容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

总结：

• 查找 --- find （返回的是迭代器）
• 统计 --- count （对于set，结果为0或者1）

3.8.6 set和multiset区别

区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以
• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

总结：

• 如果不允许插入重复数据可以利用set
• 如果需要插入重复数据利用multiset

3.8.7 pair对组创建

功能描述：

• 成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

• pair<type, type> p ( value1, value2 );
• pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

总结：

两种方式都可以创建对组，记住一种即可

3.8.8 set容器排序

学习目标：

• set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：

• 利用仿函数，可以改变排序规则

总结：利用仿函数可以指定set容器的排序规则

总结：

对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据

3.9map/ multimap容器

3.9.1 map基本概念

简介：

• map中所有元素都是pair
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
• 所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

• map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

• 可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素
• multimap允许容器中有重复key值元素

3.9.2 map构造和赋值

功能描述：

• 对map容器进行构造和赋值操作

函数原型：

构造：

• map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
• map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

• map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

总结：map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组

3.9.3 map大小和交换

功能描述：

• 统计map容器大小以及交换map容器

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

总结：

• 统计大小 --- size
• 判断是否为空 --- empty
• 交换容器 --- swap

3.9.4 map插入和删除

功能描述：

• map容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(key); //删除容器中值为key的元素。

总结：

• map插入方式很多，记住其一即可

• 插入 --- insert
• 删除 --- erase
• 清空 --- clear

3.9.5 map查找和统计

功能描述：

• 对map容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

总结：

• 查找 --- find （返回的是迭代器）
• 统计 --- count （对于map，结果为0或者1）

3.9.6 map容器排序

学习目标：

• map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点:

• 利用仿函数，可以改变排序规则

总结：

• 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
• 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器

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From： https://www.cnblogs.com/ljh2487/p/17665946.html