xjq blog | xjq blog

STL 教程：C++ STL 快速入门

STL-是什么

STL，英文全称 standard template library，中文可译为标准模板库或者泛型库，其包含有大量的模板类和模板函数，是 C++ 提供的一个基础模板的集合，用于完成诸如输入/输出、数学计算等功能

STL 最初由惠普实验室开发，于 1998 年被定为国际标准，正式成为 C++ 程序库的重要组成部分。值得一提的是，如今 STL 已完全被内置到支持 C++ 的编译器中，无需额外安装，这可能也是 STL 被广泛使用的原因之一。

STL 就位于各个 C++ 的头文件中，即它并非以二进制代码的形式提供，而是以源代码的形式提供。

STL-的组成

容器

一些封装数据结构的模板类

算法
STL 提供了非常多（大约 100 个）的数据结构算法，它们都被设计成一个个的模板函数
迭代器
在 C++ STL 中，对容器中数据的读和写，是通过迭代器完成的，扮演着容器和算法之间的胶合剂
函数对象
如果一个类将 () 运算符重载为成员函数，这个类就称为函数对象类，这个类的对象就是函数对象（又称仿函数）
适配器
可以使一个类的接口（模板的参数）适配成用户指定的形式，从而让原本不能在一起工作的两个类工作在一起。值得一提的是，容器、迭代器和函数都有适配器
内存分配器
为容器类模板提供自定义的内存申请和释放功能，由于往往只有高级用户才有改变内存分配策略的需求，因此内存分配器对于一般用户来说，并不常用

STL-头文件

iterator
functional
vector
deque
list
queue
stack
set
map
algorithm
numeric
memory
utility

迭代器成员函数

加前缀 c 代表常量迭代器

begin()

返回指向容器中第一个元素的正向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量正向迭代器

end()

返回指向容器最后一个元素之后一个位置的正向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量正向迭代器。此函数通常和 begin() 搭配使用

rbegin()

返回指向最后一个元素的反向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量反向迭代器

rend()

返回指向第一个元素之前一个位置的反向迭代器。如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量反向迭代器。此函数通常和 rbegin() 搭配使用

序列式容器

定长数组

array

cpp

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;
int main() {
  array<int,10> arr;
  for(int i=0;i<10;i++)arr[i]=i;
  for(int i=0;i<arr.size();i++)cout << arr[i] << endl;
  return 0;
}

begin/end

cpp

array<int,10>::iterator it = arr.begin();
cout << *it; // 0
it = arr.end();
it--;
cout << *it; // 9

rbegin/rend

cpp

array<int,10>::reverse_iterator it = arr.rbegin();
cout << *it; // 9
it = arr.rend();
it--;
cout << *it; // 0

vector

变长数组

初始化元素

cpp

vector<int> arr = {1,2,3,4,5};

二维初始化

cpp

// 一维长度 10, 二维 长度 10, 初始值为 2
vector<vector<int>> arr(10,vector<int>(10,2));

// 一维长度 2, 二维 长度 2, 指定初始值
vector<vector<int>> arr = {{1,2},{3,4}};

指定元素个数, 初始值为 0

cpp

vector<int> arr(10);

指定元素且指定初始值

cpp

vector<int> arr(10,100);

使用数组或者另一个容器初始化

cpp

int array[] = {1,2,3};
vector<int> arr(array, array + 3);// {1,2,3}
vector<int> arr1 = {1,2,3,4,5};
vector<int> arr2(begin(arr1),end(arr1));// {1,2,3,4,5}
vector<int> arr3(begin(arr1),begin(arr1) + 2);// {1,2}

成员函数

max_size()
返回元素个数的最大值
resize()
改变实际元素的个数
capacity()
返回当前容量
empty()
容器是否为空
reserve()
扩容
front()
返回第一个元素的引用
back()
返回最后一个元素的引用
data()
返回指向容器中第一个元素的指针
push_back()
在容器的尾部添加一个元素, push_back() 向容器尾部添加元素时，首先会创建这个元素，然后再将这个元素拷贝或者移动到容器中（如果是拷贝的话，事后会自行销毁先前创建的这个元素）
pop_back()
移除尾部第一个元素

insert()

cpp

vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
arr.insert(arr.begin(), 66); // {66, 1, 2, 3, 4, 5}

vector<int> arr1 = {1, 2};
arr1.insert(arr1.end(), 2, 5); // {1, 2, 5, 5}

vector<int> arr2 = {1, 2};
vector<int> arr3 = {1, 2};
arr3.insert(arr2.end(), arr2.begin(), arr2.end()); // {1, 2, 1, 2}

vector<int> arr4 = {1, 2};
arr4.insert(arr4.end(), {2, 5}); // {1, 2, 2, 5}

在指定的位置插入一个或多个元素

erase()

cpp

vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
arr.erase(arr.begin()+1,arr.end()-1); // {1, 5}

移出一个元素或一段元素

clear()

cpp

vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
arr.clear(); // {}

移出所有的元素，容器大小变为 0

swap()
交换两个容器的所有元素

emplace()

cpp

vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
arr.emplace(arr.begin(),66); // {66, 1, 2, 3, 4, 5}

在指定的位置直接生成一个元素

emplace_back()
在容器尾部生成一个元素, emplace_back() 直接在容器尾部创建这个元素，省去了拷贝或移动元素的过程

STL-是什么 ​

STL-的组成 ​

STL-头文件 ​

迭代器成员函数 ​

begin() ​

end() ​

rbegin() ​

rend() ​

序列式容器 ​

array ​

begin/end ​

rbegin/rend ​

vector ​

成员函数 ​