【32C++提高编程----3、STL入门篇】

11 初识STL

11.1 STL的诞生背景

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
• C++的面向对象和泛式编程思想，目的就是提高代码的复用性
• 大多数情况下，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的工作
• 为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL

11.2 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

11.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别为：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、find、copy、for_each等
3. **迭代器：**扮演了容器与算法之间的粘合剂
4. **仿函数：**行为类似的函数，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。

11.4 STL中容器、算法、迭代器

容器：用来存放数据

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：

1. 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
2. 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，解决逻辑或者数学上的问题，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

1. 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

2. 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、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，使之能够依序访问某个容器所含的各个元素，而又无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：

常用的迭代器中迭代器种类分为：双向迭代器，和随机访问迭代器

11.5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念后，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，下面我们讲学习如何向这个迭代器中插入数据、并遍历这个容器。

11.5.1 vector存放内置数据类型

容器：vector

算法：for_each

迭代器：vector::iterator

示例代码：

#include
using namespace std;
#include
#include//标准算法头文件

//vector容器存放内置数据类型

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

void test11()
{
	//创建一个vector容器，数组
	vector<int>v;
	//向容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(60);

	//通过迭代器访问容器中的数据
	//vector::iterator itBegin = v.begin();		//起始迭代器，指向容器中第一个元素
	//vector::iterator itEnd = v.end();			//结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置

	第一种遍历方式
	//while (itBegin != itEnd)
	//{
	//	cout << *itBegin << endl;
	//	itBegin++;
	//}

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

	//第三种遍历方式		利用STL提供遍历算法
	for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);
}

int main()
{
	test11();
	system("pause");
	return 0;
}
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原理解析：

11.5.2 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

示例代码：

#include
using namespace std;
#include

//vector容器中存放自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_name = name;
		this->m_age = age;
	}

	string m_name;
	int m_age;
};

void test21()
{
	vector<Person>v;
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);
	Person p6("fff", 60);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
	v.push_back(p6);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person>::iterator it=v.begin(); it !=v.end(); it++)
	{
		//cout << "姓名：" << (*it).m_name << " 年龄：" << (*it).m_age << endl;
		cout << "姓名：" << it->m_name << " 年龄：" << it->m_age << endl;
	}
}

//存放自定义数据类型
void test22()
{
	vector<Person*>v;
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);
	Person p6("fff", 60);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(&p1); //将对象的地址存放到容器中
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);
	v.push_back(&p6);

	//遍历容器
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it)->m_name << " 年龄：" << (*it)->m_age << endl;
	}
}

int main()
{
	//test21();
	test22();
	system("pause");
	return 0;
}
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11.5.3 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。

示例代码：

#include
using namespace std;
#include

//容器嵌套容器
void test31()
{
	vector<vector<int>>v;

	//创建小容器
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;
	vector<int>v3;
	vector<int>v4;

	//向小容器中添加数据
	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);
	}

	//将小容器插入到大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

	//通过大容器，把所有数据遍历一遍
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//(*it)----------容器vector
		for (vector<int>::iterator vit= (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main()
{
	test31();
	system("pause");
	return 0;
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