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C++——STL(标准模板库)

大自然在召唤 2022-01-31 阅读 35
c++泛型stl

C++强大的原因之一是得益于他强大的标准模板库

标准模板库 简称STL (Standard Template Library)

STL为程序员提供了强大的功能，例如数组操作：数组的计算，数组的大小，数组的排序，数组的插入等等。

vector

包含在头文件<vector>中

用<type_name>指出要实例化的类型，其中[]被重载，可像访问数组中的元素那样访问vector。他的构造函数可指出初始化长度。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    const int n = 10;
    //initialized length = 10
    vector<int> vec (n);
    for(int i=0;i<n;i++){
        cin >> vec[i];
    }
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout << vec[i] << " ";
    }
    cout  << "\nSize is  " << vec.capacity();
    return 0;
}

运行结果

可对vector执行的操作

cout  << "\nSize is  " << vec.size();

交换两个容器内的内容

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    const int n = 3;
    //initialized length = 10
    vector<int> vec1 (n);
    vector<int> vec2 (n);
    for(int i=0;i<n;i++){
        vec1[i] = i;
    }
    for(int i=0;i<n;i++){
        vec2[i] = 2-i;
    }
    cout << "交换前\n";
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout << vec1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout << vec2[i] << " ";
    }
    cout << "\n交换后\n";
    swap(vec1,vec2);
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout << vec1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout << vec2[i] << " ";
    }
    return 0;
}

 运行结构

 

可以用迭代器代替下表历遍容器，代码如下

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    srand(time(NULL));
    const int n = 10;
    //initialized length = 10
    vector<int> vec (n);
    vector<int>::iterator pvec;
    for(int i=0;i<n;i++){
        vec[i] = rand() % 100;
    }
    for(pvec = vec.begin();pvec<vec.end();pvec++){
        cout << *pvec << " ";
    }
    return 0;
}

运行结果

 

接着来说vector的类方法

push_back()——将元素添加到容器末尾，内存不够时自动开辟。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    srand(time(NULL));
    const int n = 10;
    //initialized length = 10
    vector<int> vec (n);
    vector<int>::iterator pvec;
    cout << "Before Size is " << vec.size() << endl;
    for(int i=0;i<n;i++){
        vec[i] = rand() % 100;
    }
    //参数为右值引用的重载版本
    vec.push_back(155);
    cout << "Use push_back after Size is " << vec.size() << endl;
    for(pvec = vec.begin();pvec<vec.end();pvec++){
        cout << *pvec << " ";
    }
    return 0;
}

运行结果

 erase()——删除给定区间中的元素，它接受两个迭代器作为参数。起一个迭代器指向删除元素的启示位置，并且删除，第二个迭代器参数指向区间末尾，并且不删除。即删除[a, b)

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    srand(time(NULL));
    const int n = 10;
    vector<int> vec (n);
    vector<int>::iterator pvec;
    for(int i=0;i<n;i++){
        vec[i] = i;
    }
    vec.erase(vec.begin()+1,vec.begin()+3); //delete 1,2 no 3
    for(pvec = vec.begin();pvec<vec.end();pvec++){
        cout << *pvec << " ";
    }
    return 0;
}

 insetr()——将一个容器中的区间插入到另一个容器中的指定位置。他接受三个迭代器参数。

第一个迭代器指向被插入容器的位置。后两个迭代器表示源容器的插入区间 [a, b)

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    vector <int> old_vec (10,5);
    vector <int> new_vec (10,6);
    for(int i=0;i<10;i++){
        old_vec[i] = i ;
    }
    new_vec.insert(new_vec.begin()+3,old_vec.begin()+4,old_vec.begin()+6);
    auto pv = new_vec.begin(); //C++11
    for(; pv < new_vec.end(); pv++){
        cout << *pv << " ";
    }
    return 0;
}

 运行结果

 通用的STL函数

for_each()——可代替for循环的函数（<algorithm>）。接受三个参数，前两个迭代器指向容器中的元素，代表一个区间，最后一个参数是一个指向函数的指针。其作用是将区间中的元素执行函数指针指向函数的操作。并且不能修改容器中的值。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;


void show(int & a)
{
    cout << "这个元素是" << a << endl;
}
int main()
{
    const int n = 10;
    void (*pfunc) (int&) = show;
    vector <int> vec (n,6);
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        vec[i] = i;
    }
    auto pvb = vec.begin(); //vector<int>::iterator pvb = vec.begin();
    auto pve = vec.end();
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    return 0;
}

运行结果

 

random_shuffle()接受两个迭代器指向容器的区间，并对其随机排列。

random_shuffle(pvb,pve);

运行结果

 sotr()——该函数有两个重载版本，其中一个版本接受两个指向容器元素的迭代器，代表一个区间，对其进行升序排序（使用模板类自带的重载后的 < ），如果是用户自定义的 数据类型，则需要重载 < 。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void show(int & a)
{
    cout << a << " ";
}
int main()
{
    const int n = 10;
    void (*pfunc) (int&) = show;
    vector <int> vec (n,6);
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        vec[i] = 10 - i;
    }
    auto pvb = vec.begin(); //vector<int>::iterator pvb = vec.begin();
    auto pve = vec.end();
    random_shuffle(pvb,pve);
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    sort(pvb,pve);
    cout << endl;
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    return 0;
}

另一个重载版本则：前两个参数不变，后一个参数接受一个函数指针（返回值为bool类型），true和false表示调用函数的两个参数顺序是否正确。如果不正确则变为正确的顺序。这样做就可以变为升序排序。

bool compare(int &a, int &b)
{
    return a > b;
}
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void show(int & a)
{
    cout << a << " ";
}

bool compare(int &a, int &b)
{
    return a > b;
}
int main()
{
    const int n = 10;
    void (*pfunc) (int&) = show;
    vector <int> vec (n,6);
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        vec[i] = 10 - i;
    }
    auto pvb = vec.begin(); //vector<int>::iterator pvb = vec.begin();
    auto pve = vec.end();
    random_shuffle(pvb,pve);
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    sort(pvb,pve, compare);
    cout << endl;
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    return 0;
}

类似的其他类型也可以使用以上函数，例如string，char，double。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void show(double & a)
{
    cout << a << " ";
}

bool compare(double &a, double &b)
{
    return a > b;
}
int main()
{
    const int n = 10;
    void (*pfunc) (double&) = show;
    vector <double> vec (n,6);
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        vec[i] = 10 - i + i * 3.14;
    }
    auto pvb = vec.begin(); //vector<int>::iterator pvb = vec.begin();
    auto pve = vec.end();
    random_shuffle(pvb,pve);
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    sort(pvb,pve, compare);
    cout << endl;
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    return 0;
}

 运行结果

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
void show(string & a)
{
    cout << a << endl;
}

int main()
{
    const int n = 5;
    void (*pfunc) (string&) = show;
    vector <string> vec (n);
    vec[0] = "begin";
    vec[1] = "hello";
    vec[2] = "world";
    vec[3] = "C++";
    vec[4] = "STL use";
    auto pvb = vec.begin(); //vector<int>::iterator pvb = vec.begin();
    auto pve = vec.end();
    random_shuffle(pvb,pve);
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    sort(pvb,pve);
    cout << endl;
    for_each(pvb, pve, pfunc);
    return 0;
}

运行结果

 

也可以使用这样的for循环，就像使用int，double的那样。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int num[10] = {1,2,3,5,4,6,9,8,7,0};
    for(int a : num){
        cout << a << " ";
    }
    return 0;
}
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    const int n = 5;
    vector <string> vec (n);
    vec[0] = "begin";
    vec[1] = "hello";
    vec[2] = "world";
    vec[3] = "C++";
    vec[4] = "STL use";
    for(auto & x : vec){
        cout << x << endl;
    }
    return 0;
}

运行结果

 

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