1 STL基本概念
- C++有两大思想，面向对象和泛型编程。
- 泛型编程指编写代码时不必指定具体的数据类型，而是使用模板来代替实际类型，这样编写的函数或类可以在之后应用于各种数据类型。而STL就是C++泛型编程的一个杰出例子。
- STL（Standard Template Library）即标准模板库。STL通过使用模板实现了容器和算法的分离，允许程序员编写与类型无关的代码，这正是泛型编程的核心思想。
2 STL六大组件
- STL分为六大组件，分别是容器、算法、迭代器、仿函数、适配器和空间配置器。
- 容器：各种数据结构，主要用来存放数据。如
vector、list、map等。 - 算法：各种常见的算法，用来处理元素。如
sort、find、copy、for_each等。 - 迭代器：连接容器和算法的桥梁
- 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
- 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
- 空间配置器：负责空间的配置与管理
3 容器概述
- 容器分为序列式容器和关联式容器
- 序列式容器：有序集合，其内的每个元素均有确凿的位置 - 取决于插入时机和地点，与元素值无关。主要有
vector、deque、list和forward_list。 - 关联式容器：已排序集合，元素位置取决于其value（或key）和给定的某个排序准则。主要有
set、multiset、map、multimap。 -
类型 容器 迭代器 特点 序列容器 vector - 动态数组 迭代器支持随机访问
插入元素可能导致所有迭代器失效
删除元素会使指向被删除元素及之后元素的迭代器失效支持快速随机访问
但在末尾以外位置插入或删除元素效率较低deque - 双端队列 迭代器支持随机访问
插入和删除元素都可能导致迭代器失效两端都可以高效地进行插入和删除操作
随机访问效率没有vector高list - 双向链表 迭代器不支持随机访问
插入新元素不会使现有迭代器失效
删除元素只会使指向被删除元素的迭代器失效支持高效的中间插入和删除操作，但访问速度较慢 关联容器 set/multiset 插入元素不会使迭代器失效
删除元素只会使指向被删除元素的迭代器失效查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n)。 map/multimap 插入元素不会使迭代器失效
删除元素只会使指向被删除元素的迭代器失效查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n)。 容器适配器 stack - 栈 无迭代器 先进后出的数据结构 queue - 队列 无迭代器 先进先出的数据结构
4 vector
- vector是动态数组。动态扩展时，会将原数据拷贝到一块新的内存中，再释放原内存空间。
- vector迭代器支持随机访问，即可以进行+2，+3，+n操作。不支持随机访问的迭代器只能进行++操作。
- 结构图示
4.1 vector构造
vector<T> v：默认构造vector(v.begin(), v.end())：将[begin, end)区间的元素拷贝给本身vector(n, elem)：将n个elem元素拷贝给本身vector(const vector &vec)：拷贝构造- vector构造示例
-
#include <iostream> #include <string> #include <vector> int main() { // 默认构造 std::vector<int> v1; // 插入数据 v1.push_back(10); v1.push_back(20); v1.push_back(30); v1.push_back(40); v1.push_back(50); // 通过区间方式构造 std::vector<int> v2(v1.begin(), v1.end()); // 构造时放入5个100 std::vector<int> v3(10, 100); // 拷贝构造 std::vector<int> v4(v3); system("pause"); return 0; }
-
4.2 vector赋值
vector& operator=(const vector &vec)assign(beg, end)：将[beg, end)区间的元素赋值给本身assign(n, elem)：将n个elem元素赋值给本身- vector赋值示例
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> int main() { // 默认构造 std::vector<int> v1; // 插入数据 v1.push_back(10); v1.push_back(20); v1.push_back(30); v1.push_back(40); v1.push_back(50); // 通过=赋值 std::vector<int> v2; v2 = v1; // 通过assign赋值一个区间的值 std::vector<int> v3; v3.assign(v1.begin(), v1.end()); // 通过assign赋值5个100 std::vector<int> v4; v4.assign(5, 100); system("pause"); return 0; }
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4.3 vector容量和大小
empty(): 判断容器是否为空capacity(): 容器的容量size(): 容器中元素个数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。若容器变短，则末尾超出长度的元素被删除。resize(int num, const value_type& value): 同上，只不过在容器变长时以value填充新位置。void reserve(int len): 容器预留len长度的空间，预留位置不初始化，元素不可访问。预留容器的空间可以减少vector在动态扩展时的扩展次数。
4.4 vector插入和删除
push_back(elem): 尾部插入元素。pop_back(): 删除尾部元素。iterator insert(pos, elem): 迭代器指向位置pos处插入元素elem，返回新元素的位置。iterator insert(pos, count, elem): 迭代器执行位置pos处插入count个元素elem，返回新元素的位置。iterator erase(pos): 删除迭代器pos指向的元素，返回下一个数据的位置。iterator erase(first, last): 删除迭代器从first带last之间的元素，返回下一个数据的位置。clear(): 删除容器中所有元素。- 插入删除示例
-
#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> void printVector(std::vector<int>& vec) { // 遍历数据 std::cout << "vector: "; for (std::vector<int>::iterator iter = vec.begin(); iter != vec.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { std::vector<int> v; // 插入数据 v.push_back(10); v.push_back(20); v.push_back(30); v.push_back(40); printVector(v); v.pop_back(); printVector(v); v.insert(v.begin(), 1024); printVector(v); v.insert(v.begin(), 2, 520); printVector(v); // 删除 v.erase(v.begin()); printVector(v); system("pause"); return 0; }
-
- 打印结果
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vector: 10 20 30 40 vector: 10 20 30 vector: 1024 10 20 30 vector: 520 520 1024 10 20 30 vector: 520 1024 10 20 30 请按任意键继续. . .
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- vector插入自定义数据类型
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> class Person { public: Person(int code, std::string name) { mCode = code; mName = name; } int mCode; std::string mName; }; void vPrint(Person data) { std::cout << "code: " << data.mCode << std::endl; std::cout << "name: " << data.mName << std::endl; } int main() { Person p1(10010, "Tom"); Person p2(10020, "Jack"); Person p3(10030, "Lucy"); Person p4(10040, "Mary"); std::vector<Person> v; // 插入数据 v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); // 通过迭代器遍历数据 for (std::vector<Person>::iterator iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++) { std::cout << "code " << (*iter).mCode << std::endl; std::cout << "name " << (*iter).mName << std::endl; } // 通过算法遍历 std::for_each(v.begin(), v.end(), vPrint); system("pause"); return 0; }
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4.5 vector数据存取
at( size_type pos ): 返回索引pos处的数据operator[]( size_type pos ): 返回索引pos处的数据front(): 返回容器中第一个元素back(): 返回容器中最后一个元素- 数据存储示例
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> void printVector(std::vector<int>& vec) { // 遍历数据 std::cout << "vector[]: "; for (int i = 0; i < vec.size(); i++) { std::cout << vec[i] << " "; } std::cout << std::endl; std::cout << "vector at: "; for (int i = 0; i < vec.size(); i++) { std::cout << vec.at(i) << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { std::vector<int> v; // 插入数据 v.push_back(10); v.push_back(20); v.push_back(30); v.push_back(40); printVector(v); system("pause"); return 0; }
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4.6 通过swap缩小容器容量
void swap( vector& other ): 交换两个容器中的元素。常用的一个场景是缩小容器容量- 示例如下
-
#include <iostream> #include <string> #include <vector> int main() { // 默认构造 std::vector<int> v1; // 插入50万个数据 for (int i = 0; i < 500000; i++) { v1.push_back(i); } // 容器中元素为50万，容器容量可能为70万 std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl; std::cout << "v1.cap: " << v1.capacity() << std::endl; // 后续如果要删除元素，比如只剩下3个元素了 // 此时容器元素个数为3，但容器容量依然是70万，造成资源浪费 v1.resize(3); std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl; std::cout << "v1.cap: " << v1.capacity() << std::endl; // 通过匿名对象交换容器 // 匿名对象中的元素会被系统自动回收 std::vector<int>(v1).swap(v1); // v1此时的元素个数和容量都为3 std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl; std::cout << "v1.cap: " << v1.capacity() << std::endl; system("pause"); return 0; }
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5 deque
- deque是双端队列，可以在头部进行插入删除操作
- vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低。deque对头部的插入删除速度比vector快。vector访问元素的速度比deque快。
- deque容器的迭代器支持随机访问。
- 结构图示
- deque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。中控器维护的是每段缓冲区的地址。图示如下
- deque的构造、赋值、遍历、数据存取和vector基本类似，这里就不再介绍。
5.1 deque容量和大小
empty()：判断容器是否为空。size()：返回容器中元素个数。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。若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。resize(num, elem)：同上，重新指定容器长度为num，容器变长则以elem填充。
5.2 deque插入和删除
push_back(elem)：容器尾部插入数据。push_front(elem)：容器头部插入数据。pop_back()：删除容器尾部最后一个数据。pop_front()：删除容器头部第一个容器。iterator intsert(pos, elem)：在pos位置插入一个elem数据，返回新数据的位置。iterator intsert(pos, n, elem)：在pos位置插入n个elem数据，返回新数据的位置。iterator intsert(pos, beg, end)：在pos位置插入[beg, end)区间的数据，返回新数据的位置。clear()：清空容器的所有数据。iterator erase(beg, end)：删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据的位置。iterator erase(pos)：删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。- 代码示例
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#include <iostream> #include <string> #include <deque> void printDeque(std::deque<int> & de) { std::cout << "deque: "; for (std::deque<int>::iterator iter = de.begin(); iter != de.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { // 默认构造 std::deque<int> d1; // 尾部插入 d1.push_back(10); d1.push_back(20); d1.push_back(30); printDeque(d1); // 头部插入 d1.push_front(40); d1.push_front(50); d1.push_front(60); printDeque(d1); // 删除尾部元素 d1.pop_back(); printDeque(d1); // 删除头部元素 d1.pop_front(); printDeque(d1); // insert插入 std::deque<int>::iterator iter1 = d1.insert(d1.begin(), 1024); printDeque(d1); std::cout << "*iter1: " << *iter1 << std::endl; // insert插入多个元素 std::deque<int>::iterator iter2 = d1.insert(d1.begin(), 2, 256); printDeque(d1); std::cout << "*iter2: " << *iter2 << std::endl; std::deque<int> d2; d2.push_back(1); d2.push_back(2); d2.push_back(3); // insert 区间插入 std::deque<int>::iterator iter3 = d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end()); printDeque(d1); std::cout << "*iter3: " << *iter3 << std::endl; // 删除指定位置元素 std::deque<int>::iterator iter4 = d1.begin(); iter4++; std::deque<int>::iterator iter5 = d1.erase(iter4); printDeque(d1); std::cout << "*iter5: " << *iter5 << std::endl; // 删除所有元素 d1.clear(); system("pause"); return 0; }
-
- 打印结果
-
deque: 10 20 30 deque: 60 50 40 10 20 30 deque: 60 50 40 10 20 deque: 50 40 10 20 deque: 1024 50 40 10 20 *iter1: 1024 deque: 256 256 1024 50 40 10 20 *iter2: 256 deque: 1 2 3 256 256 1024 50 40 10 20 *iter3: 1 deque: 1 3 256 256 1024 50 40 10 20 *iter5: 3 请按任意键继续. . .
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5.3 deque排序
sort(iterator beg, iterator end)：对beg和end区间内元素进行排序- 迭代器支持随机访问的容器都可以使用
sort进行排序 - 代码示例
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#include <iostream> #include <string> #include <deque> #include <algorithm> void printDeque(std::deque<int> & de) { std::cout << "deque: "; for (std::deque<int>::iterator iter = de.begin(); iter != de.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { // 默认构造 std::deque<int> d1; // 尾部插入 d1.push_back(10); d1.push_back(900); d1.push_back(23); d1.push_back(250); d1.push_back(18); printDeque(d1); sort(d1.begin(), d1.end()); printDeque(d1); system("pause"); return 0; }
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- 结果打印
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deque: 10 900 23 250 18 deque: 10 18 23 250 900 请按任意键继续. . .
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6 stack
- stack是栈，一种先进后出的数据结构，只有一个出口。
- 栈中只有顶端元素才可以被外部使用，因此栈没有遍历操作。
- 结构图示
6.1 stack赋值操作
stack& operator=(const stack &stk)
6.2 stack数据存取
push(elem)：向栈顶添加元素（入栈）。pop()：从栈顶移除元素（出栈）。top()：返回栈顶元素。
6.3 stack 大小操作
empty()：判断栈是否为空。size()：返回栈大小。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <stack> int main() { // 默认构造 std::stack<int> st1; // 入栈 st1.push(10); st1.push(20); st1.push(30); st1.push(40); // 获取栈顶元素 std::cout << "stack top: " << st1.top() << std::endl; std::cout << "stack size: " << st1.size() << std::endl; while (!st1.empty()) { std::cout << "stack top: " << st1.top() << std::endl; // 出栈 st1.pop(); } std::cout << "stack size: " << st1.size() << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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stack top: 40 stack size: 4 stack top: 40 stack top: 30 stack top: 20 stack top: 10 stack size: 0 请按任意键继续. . .
-
7 queue
- queue是队列，一种先进先出的数据结构。
- 队列允许从一端新增元素，另一端移除元素。队列中只有队头和队尾才可以被外部使用，因此队列不允许有遍历行为。
- 结构图示
7.1 queue构造
queue<T> que：默认构造。queue(const queue &que)：拷贝构造。
7.2 queue赋值
queue& operator=(const queue &que)
7.3 queue数据存取
push(elem)：队尾添加元素（入队）。pop()：移除队头元素（出队）。back()：返回队尾元素。front()：返回队头元素。
7.4 queue大小操作
empty()：判断队列是否为空。size()：返回队列大小。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <queue> int main() { // 默认构造 std::queue<int> que1; // 入队 que1.push(10); que1.push(20); que1.push(30); que1.push(40); std::cout << "size: " << que1.size() << std::endl; while (!que1.empty()) { // 查看队头和队尾元素 std::cout << "front: " << que1.front() << ", back: "<< que1.back() << std::endl; // 出队 que1.pop(); } std::cout << "size: " << que1.size() << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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size: 4 front: 10, back: 40 front: 20, back: 40 front: 30, back: 40 front: 40, back: 40 size: 0 请按任意键继续. . .
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8 list
- list是链表，一种物理存储单元上非连续的存储结构。list可以在任意位置进行快速插入和删除元素，但遍历速度没有vector快。list的迭代器属于双向迭代器。
- list插入和删除都不会造成原有list迭代器的失效。list的迭代器不支持随机访问。
- STL中的链表是一个双向循环链表。
- 结构图示
8.1 list构造
list<T> lst：默认构造list(begin, end)：将[begin, end)区间的元素拷贝给本身list(n, elem)：将n个elem元素拷贝给本身list(const list &lst)：拷贝构造。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <list> void printList(std::list<int>& lst) { std::cout << "list: "; for (std::list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { // 默认构造 std::list<int> lst1; // 添加数据 lst1.push_back(10); lst1.push_back(20); lst1.push_back(30); lst1.push_back(40); printList(lst1); // 区间方式构造 std::list<int> lst2(lst1.begin(), lst1.end()); printList(lst2); // 拷贝构造 std::list<int> lst3(lst2); printList(lst3); std::list<int> lst4(5, 10); printList(lst4); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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list: 10 20 30 40 list: 10 20 30 40 list: 10 20 30 40 list: 10 10 10 10 10 请按任意键继续. . .
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8.2 list赋值和交换
assign(beg, end)：将[beg, end)区间的数据拷贝给本身。assign(n, elem)：将n个elem元素拷贝给本身。list& operator=(const list &lst)swap(lst)：将lst元素与本身元素互换。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <list> void printList(std::list<int>& lst) { std::cout << "list: "; for (std::list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { // 默认构造 std::list<int> lst1; // 添加数据 lst1.push_back(10); lst1.push_back(20); lst1.push_back(30); lst1.push_back(40); printList(lst1); // 赋值 std::list<int> lst2; lst2 = lst1; printList(lst2); std::list<int> lst3; lst3.assign(lst1.begin(), lst1.end()); printList(lst3); std::list<int> lst4; lst4.assign(5, 10); printList(lst4); // 交换 std::list<int> lst5; // 添加数据 lst5.push_back(100); lst5.push_back(200); lst5.push_back(300); lst5.push_back(400); std::cout << "交换前" << std::endl; printList(lst1); printList(lst5); lst1.swap(lst5); std::cout << "交换前" << std::endl; printList(lst1); printList(lst5); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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list: 10 20 30 40 list: 10 20 30 40 list: 10 20 30 40 list: 10 10 10 10 10 交换前 list: 10 20 30 40 list: 100 200 300 400 交换前 list: 100 200 300 400 list: 10 20 30 40 请按任意键继续. . .
-
8.3 list容量和大小
empty()：判断容器是否为空。size()：返回容器中元素个数。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。若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。resize(num, elem)：同上，重新指定容器长度为num，容器变长则以elem填充。
8.4 list插入和删除
push_back(elem)：容器尾部插入一个元素elempop_back()：删除容器中最后一个元素push_front(elem)：在容器头部插入一个元素pop_front()：移除容器头部的一个元素insert(pos, elem)：在pos位置插入elem元素，返回新元素的位置insert(pos, n, elem)：在pos位置插入n个elem元素，返回新元素的位置insert(pos, beg, end)：在pos位置插入[beg, end)区间的元素，返回新元素的位置clear()：移除容器中所有元素erese(beg, end)：删除[beg, end)区间的元素，返回下一个元素的位置erese(pos)：删除pos位置处的元素，返回下一个元素的位置remove(elem)：删除容器中所有与elem值匹配的元素- 使用示例
-
#include <iostream> #include <string> #include <list> void printList(std::list<int>& lst) { std::cout << "list: "; for (std::list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { // 默认构造 std::list<int> lst1; // 尾部添加数据 lst1.push_back(10); lst1.push_back(20); lst1.push_back(30); lst1.push_back(40); // 头部添加元素 lst1.push_front(50); lst1.push_front(60); printList(lst1); // 尾部删除 lst1.pop_back(); // 头部删除 lst1.pop_front(); printList(lst1); std::list<int>::iterator iter; // insert插入 iter = lst1.begin(); iter++; lst1.insert(iter, 1024); printList(lst1); // 删除 iter = lst1.begin(); lst1.erase(iter); printList(lst1); // 移除 lst1.push_back(30); lst1.push_back(30); lst1.remove(30); printList(lst1); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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list: 60 50 10 20 30 40 list: 50 10 20 30 list: 50 1024 10 20 30 list: 1024 10 20 30 list: 1024 10 20 请按任意键继续. . .
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8.5 list数据存取
front()：返回容器中第一个元素back()：返回容器中最后一个元素
8.6 list反转和排序
reverse()：反转链表sort()：链表排序- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <list> void printList(std::list<int>& lst) { std::cout << "list: "; for (std::list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } bool myCompare(int data1, int data2) { // 设置降序 return data1 > data2; } int main() { // 默认构造 std::list<int> lst1; // 尾部添加数据 lst1.push_back(10); lst1.push_back(200); lst1.push_back(54); lst1.push_back(1024); lst1.push_back(521); printList(lst1); // 反转 lst1.reverse(); printList(lst1); // 排序 - 升序 lst1.sort(); printList(lst1); // 排序 - 降序 lst1.sort(myCompare); printList(lst1); system("pause"); return 0; }
-
- 打印结果
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list: 10 200 54 1024 521 list: 521 1024 54 200 10 list: 10 54 200 521 1024 list: 1024 521 200 54 10 请按任意键继续. . .
-
9 pair对组
- pair是成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据
9.1 创建方式
pair<type, type> p(value1, value2)pair<type, type> p = make_pair(value1, value2)- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> int main() { // 第一种创建方式 std::pair<int, std::string> pa(10010, "Tom"); std::cout << "pa.first: " << pa.first << ", pa.second: " << pa.second << std::endl; // 第二种创建方式 std::pair<int, std::string> pa2 = std::make_pair(10020, "Mary"); std::cout << "pa2.first: " << pa2.first << ", pa2.second: " << pa2.second << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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pa.first: 10010, pa.second: Tom pa2.first: 10020, pa2.second: Mary 请按任意键继续. . .
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10 set/multiset
- set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现（通常为平衡二叉树），所有元素会在插入时自动排序。
- 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。
- 结构图示
10.1 set构造和赋值
set<T> st：默认构造set(const set& st)：拷贝构造set& operator=(const set& st)：赋值- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> #include <set> void printSet(std::set<int>& st) { // 遍历数据 std::cout << "list: "; for (std::set<int>::iterator iter = st.begin(); iter != st.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { std::set<int> st; // 插入数据 st.insert(10); st.insert(100); st.insert(100); st.insert(15); st.insert(520); st.insert(2); printSet(st); // 拷贝构造 std::set<int> st2(st); printSet(st2); // 赋值 std::set<int> st3; st3 = st; printSet(st3); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> #include <set> void printSet(std::set<int>& st) { // 遍历数据 std::cout << "list: "; for (std::set<int>::iterator iter = st.begin(); iter != st.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { std::set<int> st; // 插入数据 st.insert(10); st.insert(100); st.insert(100); st.insert(15); st.insert(520); st.insert(2); printSet(st); // 拷贝构造 std::set<int> st2(st); printSet(st2); // 赋值 std::set<int> st3; st3 = st; printSet(st3); system("pause"); return 0; }
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10.2 set大小和交换
size()：获取容器中元素个数。empty()：判断容器是否为空。swap(st)：交换两个容器。
10.3 set插入和删除
insert(elem)：插入元素。clear()：清除所有元素。erase(pos)：删除pos迭代器指向的元素，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。
10.4 set查找和统计
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。对于set容器，只有0或者1。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> #include <set> void printSet(std::set<int>& st) { // 遍历数据 std::cout << "list: "; for (std::set<int>::iterator iter = st.begin(); iter != st.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; } int main() { std::set<int> st; // 插入数据 st.insert(10); st.insert(100); st.insert(100); st.insert(15); st.insert(520); st.insert(2); printSet(st); std::set<int>::iterator iter = st.find(100); if (iter != st.end()) { std::cout << "*iter: " << *iter << std::endl; } std::cout << "st.count(100): " << st.count(100) << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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list: 2 10 15 100 520 *iter: 100 st.count(100): 1 请按任意键继续. . .
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10.5 set和multiset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，表示是否插入成功。multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据。
- 示例
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#include <iostream> #include <set> int main() { std::set<int> st; // 插入数据 std::pair<std::set<int>::iterator, bool> ret; // 返回值为pair, 第一个参数为插入位置迭代器，第二个参数表示是否插入成功 ret = st.insert(100); if (ret.second) { // 插入成功 std::cout << "插入成功: " << *ret.first <<std::endl; } else { // 插入失败 std::cout << "插入失败" << std::endl; } ret = st.insert(100); if (ret.second) { // 插入成功 std::cout << "插入成功: " << *ret.first << std::endl; } else { // 插入失败 std::cout << "插入失败" << std::endl; } std::multiset<int> mst; std::set<int>::iterator iter; // 返回值为插入位置迭代器 iter = mst.insert(200); std::cout << "*iter: " << *iter << std::endl; iter = mst.insert(200); std::cout << "*iter: " << *iter << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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插入成功: 100 插入失败 *iter: 200 *iter: 200 请按任意键继续. . .
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10.6 set容器排序
- set容器默认排序规则是从小到大，利用仿函数，可以改变默认排序规则。
- set存放内置数据类型
- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> #include <set> // 利用仿函数指定排序规则为从大到小 class myCompare { public: bool operator()(int data1, int data2) { return data1 > data2; } }; int main() { std::set<int> st; // 插入数据 st.insert(10); st.insert(100); st.insert(15); st.insert(520); st.insert(2); std::cout << "st: "; for (std::set<int>::iterator iter = st.begin(); iter != st.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; // 指定排序规则为从大到小 // 利用仿函数 std::set<int, myCompare> st2; st2.insert(10); st2.insert(100); st2.insert(15); st2.insert(520); st2.insert(2); std::cout << "st2: "; for (std::set<int, myCompare>::iterator iter = st2.begin(); iter != st2.end(); iter++) { std::cout << *iter << " "; } std::cout << std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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st: 2 10 15 100 520 st2: 520 100 15 10 2 请按任意键继续. . .
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- set存放自定义数据类型
- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <set> class Person { public: Person(int code, std::string name) { mCode = code; mName = name; } int mCode; std::string mName; }; // 利用仿函数指定排序规则 class myComparePerson { public: bool operator()(const Person &p1, const Person &p2) { return p1.mCode < p2.mCode; } }; int main() { std::set<Person, myComparePerson> st; Person p1(10010, "Tom"); Person p2(10080, "Jack"); Person p3(10000, "Mary"); Person p4(11100, "Lucy"); // 插入数据 st.insert(p1); st.insert(p2); st.insert(p3); st.insert(p4); for (std::set<Person, myComparePerson>::iterator iter = st.begin(); iter != st.end(); iter++) { std::cout << iter->mCode << " " << iter->mName << std::endl; } system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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10000 Mary 10010 Tom 10080 Jack 11100 Lucy 请按任意键继续. . .
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11 map/multimap
- 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（值），所有元素都会根据元素的键值自动排序。
- map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现（通常为平衡二叉树）。
- map中不允许容器中有重复key值，multimap允许容器中有重复key值。
- 结构图示
11.1 map构造和赋值
map<T1, T2> mp：默认构造map(const map &mp)：拷贝构造map& operator=(const map& mp)：等号赋值。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <map> void printMap(std::map<int, std::string>& mp) { // 遍历数据 for (std::map<int, std::string>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter++) { std::cout << "iter->first: " << iter->first << ", iter->second: " << iter->second << std::endl; } } int main() { std::map<int, std::string> mp; // 插入数据 mp.insert(std::pair<int, std::string>(10010, "AA")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11000, "BB")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11110, "CC")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10000, "DD")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10001, "EE")); std::cout << "mp: " << std::endl; printMap(mp); // 拷贝构造 std::map<int, std::string> mp2(mp); std::cout << "mp2: " << std::endl; printMap(mp2); // 赋值 std::map<int, std::string> mp3; mp3 = mp; std::cout << "mp3: " << std::endl; printMap(mp3); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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mp: iter->first: 10000, iter->second: DD iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC mp2: iter->first: 10000, iter->second: DD iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC mp3: iter->first: 10000, iter->second: DD iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC 请按任意键继续. . .
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11.2 map大小和交换
size()：返回容器中元素个数。empty()：判断容器是否为空。swap(st)：交换两个容器数据。
11.3 map插入和删除
insert(elem)：插入元素。clear()：清除所有元素。erase(pos)：删除pos迭代器指向的元素，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。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <map> void printMap(std::map<int, std::string>& mp) { // 遍历数据 for (std::map<int, std::string>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter++) { std::cout << "iter->first: " << iter->first << ", iter->second: " << iter->second << std::endl; } } int main() { std::map<int, std::string> mp; // 插入数据 // 第一种插入方式 mp.insert(std::pair<int, std::string>(10010, "AA")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11000, "BB")); // 第二种插入方式 mp.insert(std::make_pair(11110, "CC")); mp.insert(std::make_pair(10000, "DD")); // 第三种插入方式 mp.insert(std::map<int, std::string>::value_type(10001, "EE")); // 第四种插入方式(不建议使用) mp[11111] = "FF"; std::cout << "mp: " << std::endl; printMap(mp); // 删除 // 根据迭代器删除 mp.erase(mp.begin()); std::cout << "根据迭代器删除: " << std::endl; printMap(mp); // 根据key值删除 mp.erase(11111); std::cout << "根据key值删除: " << std::endl; printMap(mp); system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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mp: iter->first: 10000, iter->second: DD iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC iter->first: 11111, iter->second: FF 根据迭代器删除: iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC iter->first: 11111, iter->second: FF 根据key值删除: iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 11110, iter->second: CC 请按任意键继续. . .
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11.4 map查找和统计
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map.end()。count(key)：统计key的元素个数。对于map容器，只有0或者1。- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <map> void printMap(std::map<int, std::string>& mp) { // 遍历数据 for (std::map<int, std::string>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter++) { std::cout << "iter->first: " << iter->first << ", iter->second: " << iter->second << std::endl; } } int main() { std::map<int, std::string> mp; // 插入数据 mp.insert(std::pair<int, std::string>(10010, "AA")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11000, "BB")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11110, "CC")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10000, "DD")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10001, "EE")); // 查找 std::map<int, std::string>::iterator iter = mp.find(11110); if (iter != mp.end()) { std::cout << "找到了" << std::endl; std::cout << "key: " << iter->first << ", value: " << iter->second << std::endl; } else { std::cout << "未找到" << std::endl; } // 统计 std::cout << "mp.count(10000): " << mp.count(10000) <<std::endl; system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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找到了 key: 11110, value: CC mp.count(10000): 1 请按任意键继续. . .
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11.5 map容器排序
- map容器默认排序规则是从小到大，利用仿函数，可以改变默认排序规则。
- 使用示例
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#include <iostream> #include <string> #include <map> class myCompare { public: bool operator()(int data1, int data2) { return data1 > data2; } }; int main() { std::map<int, std::string, myCompare> mp; // 插入数据 mp.insert(std::pair<int, std::string>(10010, "AA")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11000, "BB")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(11110, "CC")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10000, "DD")); mp.insert(std::pair<int, std::string>(10001, "EE")); for (std::map<int, std::string, myCompare>::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter++) { std::cout << "iter->first: " << iter->first << ", iter->second: " << iter->second << std::endl; } system("pause"); return 0; }
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- 打印结果
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iter->first: 11110, iter->second: CC iter->first: 11000, iter->second: BB iter->first: 10010, iter->second: AA iter->first: 10001, iter->second: EE iter->first: 10000, iter->second: DD 请按任意键继续. . .
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