第七章 STL_C/C++/C#

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++ 的面向对象和泛型编程思想，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 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) 容器和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 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、fifind、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。 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和关联式容器两种 : 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 : 质变算法和非质变算法。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：

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 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 ，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器。 5.1 vector 存放内置数据类型容器： vector 算法： for_each 迭代器： vector::iterator 示例：

#include 
using namespace std;

#include  
#include  



void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

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 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::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型 
	vector::iterator pBegin = v.begin(); 
	vector::iterator pEnd = v.end(); 
	
	//第一种遍历方式： 
	while (pBegin != pEnd) 
	{
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++; 
	}

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

int main() 
{ 
	test01();
	return 0;
}

输出结果

5.2 Vector 存放自定义数据类型学习目标： vector 中存放自定义数据类型，并打印输出示例：

#include  
#include  


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


//放对象指针 
void test02() 
{ 
	vector 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::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
	{
		Person* p = (*it); 
		cout << "用指针打印" << "*Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
		cout << "用指针打印" << "*Name:" << (*p).mName << " Age:" << (*p).mAge << endl;
	}
}

int main() 
{
	test01();
	test02(); 
	return 0; 
}

输出结果

Name:aaa Age:10
Name:aaa Age:10
Name:bbb Age:20
Name:bbb Age:20
Name:ccc Age:30
Name:ccc Age:30
Name:ddd Age:40
Name:ddd Age:40
Name:eee Age:50
Name:eee Age:50
用指针打印*Name:aaa Age:10
用指针打印*Name:aaa Age:10
用指针打印*Name:bbb Age:20
用指针打印*Name:bbb Age:20
用指针打印*Name:ccc Age:30
用指针打印*Name:ccc Age:30
用指针打印*Name:ddd Age:40
用指针打印*Name:ddd Age:40
用指针打印*Name:eee Age:50
用指针打印*Name:eee Age:50

5.3 Vector 容器嵌套容器学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出示例：

//容器嵌套容器 
void test01() 
{ 
	vector< vector > v; 
	
	vector v1; 
	vector v2; 
	vector v3; 
	vector v4; 
	
	for (int i = 0; i < 4; i++) 
	{ 
		v1.push_back(i + 1); 
		v2.push_back(i + 2); 
		v3.push_back(i + 3); 
		v4.push_back(i + 4); 
	}
	
	//将容器元素插入到vector v中
	v.push_back(v1); 
	v.push_back(v2); 
	v.push_back(v3); 
	v.push_back(v4); 
	
	for (vector>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
	{ 
		cout << endl;
		for (vector::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) 
		{
			cout << *vit << " "; 
		}
		cout << endl; 
	}
}

int main()
{
	test01(); 
	return 0;
}

输出结果

6 STL- 常用容器 6.1 string 容器 6.1.1 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： 1.char * 是一个指针 2.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 6.1.2 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

示例：

//string构造 
void test01() 
{ 
	//1.创建空字符串，调用无参构造函数 
	string s1; 
	cout << "str1 = " << s1 << endl; 
	
	//2.把c_string转换成了string 
	const char* str = "hello world"; 
	string s2(str); 
	cout << "str2 = " << s2 << endl; 

	//3.调用拷贝构造函数 
	string s3(s2); 
	cout << "str3 = " << s3 << endl; 

	//4.使用n个字符c初始化
	string s4(10, 'a'); 
	cout << "str3 = " << s3 << endl;
}

int main() 
{ 
	test01();
	return 0;
}

输出结果

str1 =
str2 = hello world
str3 = hello world
str3 = hello world

总结： string的多种构造方式没有优劣，灵活使用即可 6.1.3 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

示例：

//赋值 
void test01() 
{ 
	string str1; 
	str1 = "hello world"; 
	cout << "str1 = " << str1 << endl; 
	
	string str2; 
	str2 = str1; 
	cout << "str2 = " << str2 << endl; 
	
	string str3; 
	str3 = 'a'; 
	cout << "str3 = " << str3 << endl; 
	
	string str4; 
	str4.assign("hello c++"); 
	cout << "str4 = " << str4 << endl; 
	
	string str5; 
	str5.assign("hello c++",5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl; 
	
	string str6; 
	str6.assign(str5); 
	cout << "str6 = " << str6 << endl; 
	
	string str7; 
	str7.assign(5, 'x');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() 
{ 
	test01(); 
	return 0;
}

输出结果

str1 = hello world
str2 = hello world
str3 = a
str4 = hello c++
str5 = hello
str6 = hello
str7 = xxxxx

总结： string的赋值方式很多， operator= 这种方式是比较实用的 6.1.4 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

示例：

//字符串拼接 
void test01() 
{ 
	string str1 = "我"; 
	str1 += "爱玩游戏"; 
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	str1 += ':';
	cout << "str1 = " << str1 << endl; 

	string str2 = "LOL DNF"; 
	str1 += str2; 
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str3 = "I";
	str3.append(" love "); 
	str3.append("game abcde", 4); 
	//从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾 
	str3.append(str2, 4, 3); 
	cout << "str3 = " << str3 << endl; 
}

int main()
{ 
	test01();
	return 0;
}

输出结果

str1 = 我爱玩游戏
str1 = 我爱玩游戏:
str1 = 我爱玩游戏:LOL DNF
str3 = I love gameDNF

总结：

字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

6.1.5 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

示例：

//查找和替换 
void test01() 
{ 
	//查找 
	string str1 = "abcdefgde"; 
	int pos = str1.find("de");
	if (pos == -1) 
	{ 
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else 
	{ 
		cout << "pos = " << pos << endl; 
	}
	
	pos = str1.rfind("de"); 
	cout << "pos = " << pos << endl;
}

void test02() 
{ 
	//替换 
	string str1 = "abcdefgde"; 
	str1.replace(1, 3, "1111"); 
	cout << "str1 = " << str1 << endl; 
}

int main() 
{ 
	test01(); 
	test02(); 
	return 0; 
}

输出结果

pos = 3
pos = 7
str1 = a1111efgde

总结： fifind查找是从左往后，rfifind从右往左 fifind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

6.1.6 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

示例：

//字符串比较 
void test01() 
{ 
	string s1 = "hello"; 
	string s2 = "aello"; 
	int ret = s1.compare(s2); 
	if (ret == 0) 
	{
		cout << "s1 等于 s2" << endl; 
	}
	else if (ret > 0) 
	{ 
		cout << "s1 大于 s2" << endl; 
	}
	else
	{ 
		cout << "s1 小于 s2" << endl; 
	} 
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

输出结果

s1 大于 s2

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

6.1.7 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

示例：

void test01() 
{
	string str = "hello world";
	for (int i = 0; i < str.size(); i++) 
	{
		cout << str[i] << " "; 
	}

	cout << endl; 
	
	for (int i = 0; i < str.size(); i++) 
	{ 
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	
	cout << endl; 
	
	//字符修改 
	str[0] = 'x';
	str.at(1) = 'x';
	cout << str << endl; 
}

int main() 
{ 
	test01();
	return 0;
}

输出结果

h e l l o   w o r l d
h e l l o   w o r l d
xxllo world

总结： string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

6.1.8 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

示例：

//字符串插入和删除 
void test01() 
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111"); 
	cout << str << endl; 
	
	str.erase(1, 3);
	//从1号位置开始3个字符 
	cout << str << endl; 
}

int main() 
{ 
	test01();
	return 0; 
}

输出结果

h111ello
hello

总结：插入和删除的起始下标都是从0开始

6.1.9 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

示例：

//子串 
void test01() 
{ 
	string str = "abcdefg"; 
	string subStr = str.substr(1, 3);
	cout << "subStr = " << subStr << endl; 

	string email = "hello@sina.com";
	int pos = email.find("@"); 
	string username = email.substr(0, pos);
	cout << "username: " << username << endl; 
}

int main() 
{ 
	test01();
	return 0; 
}

输出结果

subStr = bcd
username: hello

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

第七章 STL

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