STL核心知识总结(1)常用容器的用法
目 录
- string
- vector
- deque
- stack
- queue
- list
- set/ multiset
- map/ multimap
Tips:
- 在使用容器时,注意要添加相应的头文件,如
#include<string>
; - STL的学习过程本质上就是学习数据结构与算法的过程,使用C++语言将常见的数据结构类型实现出来;
- 各个容器包含的操作大同小异,一通百通。
string
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。
构造函数
string s1; //创建空字符串,调用无参构造函数const char* str = "hello world";
string s2(str); //把c_string转换成了stringstring s3(s2); //调用拷贝构造函数string s4(10, 'a');
赋值
string str1;str1 = "hello world";string str2;str2 = str1;string str3;str3 = 'a';string str4;str4.assign("hello c++");string str5;str5.assign("hello c++",5);//取前五个字符string str6;str6.assign(str5);//等价于 str6 = str5;string str7;str7.assign(5, 'x');//赋值5个x
字符串拼接
string str1 = "我";str1 += "爱玩游戏";str1 += ':';//拼接字符string str2 = "LOL DNF";str1 += str2;string str3 = "I";str3.append(" love ");str3.append("game abcde", 4);//截取前4个元素拼接//str3.append(str2);str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ,截取3个字符,拼接到字符串末尾
查找替换
string str1 = "abcdefgde";int pos = str1.find("de");string str1 = "abcdefgde";str1.replace(1, 3, "1111");//从第1个位置开始3个字符替换为1111/* find查找是从左往后,rfind从右往左
* find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
*/
字符串比较
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。
int ret = s1.compare(s2);
字符存取
//字符读取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;
插入和删除
string str = "hello";str.insert(1, "111");str.erase(1, 3); //从1号位置开始3个字符
字串
string str = "abcdefg";string subStr = str.substr(1, 3);string email = "hello@sina.com";int pos = email.find("@");string username = email.substr(0, pos);//即找到邮件名,从0开始的pos个字符组成的字符串
vector
vector数据结构和数组非常相似,也称为单端数组,不同之处在于数组是静态空间,而vector可以动态扩展,即并不是在原空间之后续接新空间,而是找更大的内存空间,然后将原数据拷贝新空间,释放原空间。
构造
#include <vector>
//遍历函数
void printVector(vector<int>& v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{vector<int> v1; //无参构造for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());printVector(v2);vector<int> v3(10, 100);//构造函数将10个100拷贝给本身printVector(v3);vector<int> v4(v3); //拷贝构造函数printVector(v4);
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
赋值
使用=操作符或者v.assign(beg, end)
容量和大小
empty();
//判断容器是否为空capacity();
//容器的容量size();
//返回容器中元素的个数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。 //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(int num, elem);
//重新指定容器的长度为num,若容器变长,则以elem值填充新位置。 //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除
插入和杉树
vector<int> v1;//尾插v1.push_back(10);v1.push_back(20);v1.push_back(30);v1.push_back(40);v1.push_back(50);//尾删v1.pop_back();//插入v1.insert(v1.begin(), 100);//指定位置插入v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);//指定位置插入2个//删除v1.erase(v1.begin());//清空v1.erase(v1.begin(), v1.end());v1.clear();
数据存取
- 除了用迭代器获取vector容器中元素,[ ]和at也可以
- front返回容器第一个元素,v.front()
- back返回容器最后一个元素,v.back()
互换
v1.swap(v2);
预留空间
如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间
reserve(int len);
//容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。
deque
功能:
- 双端数组,可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别:
- vector对于头部的插入、删除效率低,数据量越大,效率越低
- deque相对而言,对头部的插入、删除速度比vector快
- vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关
deque内部工作原理:
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。
中控器维护的是每个缓冲区的地址,使得使用deque时像一片连续的内存空间。
- deque容器的迭代器也是支持随机访问的
操作包括:赋值、大小操作、数据存取、排序(sort)。
stack
概念:stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构,它只有一个出口
栈中只有顶端的元素才可以被外界使用,因此栈不允许有遍历行为
栈中进入数据称为 — 入栈 push
栈中弹出数据称为 — 出栈 pop
操作包括:构造、赋值、数据存取、大小操作。
构造函数:
stack<T> stk;
//stack采用模板类实现, stack对象的默认构造形式stack(const stack &stk);
//拷贝构造函数
赋值操作:
stack& operator=(const stack &stk);
//重载等号操作符
数据存取:
push(elem);
//向栈顶添加元素pop();
//从栈顶移除第一个元素top();
//返回栈顶元素
大小操作:
empty();
//判断堆栈是否为空size();
//返回栈的大小
queue
概念:Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,它有两个出口
队列容器允许从一端新增元素,从另一端移除元素
队列中只有队头和队尾才可以被外界使用,因此队列不允许有遍历行为
队列中进数据称为 — 入队 push
队列中出数据称为 — 出队 pop
常用操作:
构造函数:
queue<T> que;
//queue采用模板类实现,queue对象的默认构造形式queue(const queue &que);
//拷贝构造函数
赋值操作:
queue& operator=(const queue &que);
//重载等号操作符
数据存取:
push(elem);
//往队尾添加元素pop();
//从队头移除第一个元素back();
//返回最后一个元素front();
//返回第一个元素
大小操作:
empty();
//判断堆栈是否为空size();
//返回栈的大小
list
功能:将数据进行链式存储,形成链表。
链表(list)是一种物理存储单元上非连续的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。
STL中的链表是一个双向循环链表。
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间,因此链表list中的迭代器只支持前移和后移,属于双向迭代器
list的优点:
- 采用动态存储分配,不会造成内存浪费和溢出
- 链表执行插入和删除操作十分方便,修改指针即可,不需要移动大量元素
list的缺点:
- 链表灵活,但是空间(指针域) 和 时间(遍历)额外耗费较大
List有一个重要的性质,插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效,这在vector是不成立的。
总结:STL中List和vector是两个最常被使用的容器,各有优缺点
操作包括:构造、赋值、交换、大小操作、插入、删除、数据存取、反转、排序、
总结:
- 判断是否为空 — empty
- 返回元素个数 — size
- 重新指定个数 — resize
- 尾插 — push_back
- 尾删 — pop_back
- 头插 — push_front
- 头删 — pop_front
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 移除 — remove
- 清空 — clear
- list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
- 返回第一个元素 — front
- 返回最后一个元素 — back
- 反转 — reverse
- 排序 — sort (成员函数)
set/ multiset
set:所有元素都会在插入时自动被排序。
本质:set/multiset属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
set和multiset区别:
- 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
常见操作包括:大小操作、交换、构造、赋值、插入、删除、查找、统计。
- set容器插入数据时用insert
- set容器插入数据的数据会自动排序
- 统计大小 — size
- 判断是否为空 — empty
- 交换容器 — swap
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 清空 — clear
- 查找 — find (返回的是迭代器)
- 统计 — count (对于set,结果为0或者1)
成对出现的数据,利用对组可以返回两个数据,两种创建方式:
pair<type, type> p ( value1, value2 );
pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );
pair<string, int> p(string("Tom"), 20);pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
排序
set容器默认排序规则为从小到大,那如何实现从大到小排序呢?
利用仿函数,可以改变排序规则。
示例一:set存放内置数据类型
#include <set>class MyCompare
{
public:bool operator()(int v1, int v2) {return v1 > v2;}
};
void test01()
{ set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(40);s1.insert(20);s1.insert(30);s1.insert(50);//默认从小到大for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;//指定排序规则set<int,MyCompare> s2;s2.insert(10);s2.insert(40);s2.insert(20);s2.insert(30);s2.insert(50);for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结:利用仿函数可以指定set容器的排序规则
示例二 :set存放自定义数据类型
#include <set>
#include <string>class Person
{
public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;};
class comparePerson
{
public:bool operator()(const Person& p1, const Person &p2){//按照年龄进行排序 降序return p1.m_Age > p2.m_Age;}
};void test01()
{set<Person, comparePerson> s;Person p1("刘备", 23);Person p2("关羽", 27);Person p3("张飞", 25);Person p4("赵云", 21);s.insert(p1);s.insert(p2);s.insert(p3);s.insert(p4);for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结:对于自定义数据类型,set必须指定排序规则才可以插入数据
map/ multimap
简介:
- map中所有元素都是pair,成对出现;
- pair中第一个元素为key(键值),起到索引作用,第二个元素为value(实值);
- 所有元素都会根据元素的键值自动排序。
本质:
- map/multimap属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
优点:
- 可以根据key值快速找到value值
map和multimap区别:
- map不允许容器中有重复key值元素
- multimap允许容器中有重复key值元素
常见操作包括:大小操作、交换、构造、赋值、插入、删除、查找、统计。
构造和赋值
map<int,int>m; //默认构造m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));map<int, int>m2(m); //拷贝构造map<int, int>m3;m3 = m2; //赋值
总结:map中所有元素都是成对出现,插入数据时候要使用对组。
插入和删除
//插入map<int, int> m;//第一种插入方式m.insert(pair<int, int>(1, 10));//第二种插入方式m.insert(make_pair(2, 20));//第三种插入方式m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));//第四种插入方式m[4] = 40; printMap(m);//删除m.erase(m.begin());printMap(m);m.erase(3);printMap(m);//清空m.erase(m.begin(),m.end());m.clear();printMap(m);
总结:
- map插入方式很多,记住其一即可
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 清空 — clear
- 查找 — find (返回的是迭代器)
- 统计 — count (对于map,结果为0或者1)
map容器默认排序规则为:按照key值从小到大排序,如何从大到小排序呢?
利用仿函数,可以改变排序规则。
示例:
#include <map>class MyCompare {
public:bool operator()(int v1, int v2) {return v1 > v2;}
};void test01()
{//默认从小到大排序//利用仿函数实现从大到小排序map<int, int, MyCompare> m;m.insert(make_pair(1, 10));m.insert(make_pair(2, 20));m.insert(make_pair(3, 30));m.insert(make_pair(4, 40));m.insert(make_pair(5, 50));for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;}
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结:
- 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
- 对于自定义数据类型,map必须要指定排序规则,同set容器
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