第八章 标准模板库STL(一)

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目录

  • string类
  • STL容器
    • 基本概念
    • 类型
    • 成员函数
    • 迭代器
    • 算法(函数模板)
    • vector
    • deque
    • list
  • 函数对象
  • less和greater函数对象

string类

  1. 原型:typedef basic_string<char> string;

  2. 常见操作

    //初始化
    string s1("Hello world!"),s2="Test",s3(8,'x'),s4; //代表8个x组成的字符串
    s4='c';
    //定位&赋值
    s1[1]='A';s1.at(1)='B'; //at成员函数速度较慢,但会进行范围检查,数组越界访问会抛出异常out_of_range
    s1.assign(s2); //等价于s1=s2;
    s1.assign(s2,1,3); //将s2从下标1开始的3个字符赋给s1
    //连接
    s1+=s2;
    s1.append(s2); //等价于s1+=s2
    s1.append(s2,1,3); //将s2下标1开始的至多3个字符连接到s1
    //比较大小:可直接用>,>=,<,<=,==,!=,或
    bool b=s1.compare(s2);
    bool b=s1.compare(0,2,s2);
    bool b=s1.compare(0,2,s2,1,2); //将s1下标0开始的2个字符与s2从下标1开始的2个字符比较
    //交换s1和s2
    s1.swap(s2);
    //子串
    s2=s1.substr(0,3); //起始下标0,长度3
    //替换和插入
    s1.replace(1,3,s2); //s1下标1后3位字符替换成s2
    s1.replace(1,3,s2,0,5); //s1下标1后3位字符替换成s2下标0后的5位字符
    s1.insert(2,s2); //下标2处插入s2
    s1.insert(2,s2,0,5); //s2起始下标0,长度5
    //删除
    s1.erase(5); //删除下标5后面的全部字符
    //查找
    s1.find("lo"); //查找第一个“lo"字符串起始下标,识别失败返回string::npos
    s1.find("lo",3); //从下标3开始查找
    s1.rfind("lo"); //反向查找
    s1.find_first_of("abcd"); //从头查找第一次出现abcd任一字符的下标
    s1.find_last_of("abcd"); //查找最后一个
    s1.find_first_not_of("abcd");
    s1.find_last_not_of("abcd");
    //获取char*型指针,修改string可能会导致指针p出错
    const char *p=s1.c_str;
    const char *p=s1.data();
    
  3. 字符串流处理(需要加sstream头文件)

    istringsteam Input("This test 3.5 A"); 
    string s1,s2; double d; char ch;
    Input>>s1>>s2>>d>>ch;
    ostringstream Output;
    Output<<s1<<" "<<s2<<" "<<d<<" "<<ch<<endl;
    cout<<Output.str(); //该函数返回string类型
    

STL容器

基本概念

  1. 容器:可容纳各种数据类型的通用结构 ,是类模板
  2. 迭代器:可用于依次存取容器中元素,类似指针
  3. 算法: 用来操作容器中元素的函数模板

类型

  1. 顺序容器:无序,可在任意位置插入元素
    • 可变数组vector(<vector>):随机访问元素时间为常数,在尾部增删元素的时间一般为常数
    • 双向队列deque(<deque>):随机访问元素时间为常数(速度仅次于vector),在首尾插入元素时间一般为常速
    • 双向链表list(<list>):不支持随机访问,找到位置后在任意位置增删元素时间为常数
  2. 关联容器:有序,增删元素自动排序,查找性能佳
    • set/multiset集合
    • map/multimap 图(映射)
  3. 容器适配器
    • 栈stack(<stack>)
    • 队列queue(<queue>)
    • 优先队列priority_queue(<queue>)

成员函数

  1. 顺序容器和关联容器都有的成员函数:begin(), end(), rbegin(), rend(), erase(), clear()
  2. 顺序容器的常用成员函数:front(), back(), push_back(), pop_back(), erase()

迭代器

  1. 类似指针,分const和非const两种,非const型可以修改其指向的元素

    容器类名::iterator 变量名
    容器类名::const_iterator 变量名
    
  2. 分双向迭代器和随机迭代器

    • 双向迭代器操作:++p,p++,–p,p–,*p,p=p1,==,!=
    • 随机迭代器(如vector、deque):支持双向迭代器所有操作,支持加减整数,下标索引,大小比较,p-p1(计算两指针元素个数)
  3. 在模板中写迭代器时,最好在前面加上 typename关键字,否则可能会编译错。VS可能无此问题,但是Dev C++和服务器上的编译环境会有这个问题,比如:

    typename list<T>::iterator i; //typename用于指明list<T>::iterator是个类型
    

算法(函数模板)

  1. find顺序查找

    template<class It,class T>
    It find(It first,It last,const T& val); 
    //用==判断相等,找不到则返回last指针
    
  2. bianry_search二元查找,仅适用于由小到大排好序的顺序容器,找到返回true,否则false,用<判断

vector

  1. 示例

    int a[]={1,2,3,4,5};
    vector<int> v(a,a+5); //拷贝整个数组
    cout<<v.end()-v.begin()<<endl; //迭代器相减
    v.insert(v.begin()+2,13); //v[2]处插入元素
    v.erase(v.begin()+2);//删除元素
    vector<int> v2(4,100);
    v2.insert(v2.begin(),v.begin()+1,v.begin()+3); //v2[0]插入v区间
    v.erase(v.begin()+1,v.begin()+3); //删除区间
    

deque

支持vector所有操作,且支持push_front和pop_front操作队首元素 O(1)

list

  1. 支持顺序容器所有操作

  2. 其他操作

    list<int> lst(a,a+5); //拷贝整个数组
    push_front(T val);
    pop_front();
    sort(); //排序,不支持STL的排序函数
    sort(T op); //按照某种规则排序
    remove(T val); //删除指定值的元素
    unique(); //删除所有和前一个元素相等的元素(若去重,需要先sort)
    merge(list<T> lst); //与lst链表合并,并清空lst
    reverse(); //颠倒链表
     splice(It p1,list<T> lst2,It p2,It p3);//将lst2的[p2,p3)移动到p1前面
    

函数对象

  1. 在类中对括号进行重载,使类对象具有类似函数的功能

  2. 目的:增强函数复用性,不用针对每种情况编写一个函数

    template<class T>
    class SumPower{ //用于计算某个n次方和
    	int power;
    	public:
    	SumPower(int n):power(n){}
    	T operator() (const T& init,const T& tmp){
    		T v=tmp;
    		for(int i=0;i<power-1;++i) v*=tmp;
    		return init+v;
    	} 
    };
    template<class It,class T,class Pred>  //计算累加值
    T CalcPower(It first,It last,T init,Pred op){
    	for(;first!=last;++first) init=op(init,*first); 
    	return init;
    }
    int main(){
    	int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    	vector<int> v(a,a+10);
    	cout<<"立方和: "<<CalcPower(v.begin(),v.end(),0,SumPower<int>(3));
    	return 0;
    }
    

    less和greater函数对象

    1. less<T>()按照从小到大的方式排列
    2. greater<T>()按照从大到小的方式排列

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