STL初识

2 STL初识
- 2.1 STL的诞生
- 2.2 STL基本概念
- 2.3 STL六大组件
- 2.4 STL中容器、算法、迭代器
- 2.5容器算法迭代器初识
- - 2.5.1 vector存放内置数据类型
  - 2.5.2 vector存放自定义数据类型
  - 2.5.3 vector容器嵌套容器

2 STL初识

2.1 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工作
为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL

2.2 STL基本概念

STL（Stand 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

2.3 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）、空间适配器

容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据
算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂
仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
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
空间适配器：负责空间的配置与管理

2.4 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（都为序列式容器）

这些容器主要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，没有严格的逻辑关系

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达方式
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：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持`++`、`==`、`!=`
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持`++`
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持`++`、`==`、`!=`
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持`++`、`--`
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器	读写，支持`++`、`--`、`[n]`、`-n`、`<`、`<=`、`>`、`>=`

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。

2.5容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受一下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。

2.5.1 vector存放内置数据类型

容器：vector
算法：for_each
迭代器：vector<int>::interator

示例：创建一个vector容器并插入数据，通过迭代器访问容器中的数据，并利用STL提供的遍历算法

代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
//vector容器存放内置数据类型
void myPrint(int val){cout << val << endl;
}
void test01(){//创建了一个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);//通过迭代器访问容器中的数据//vector<int>类型作用域下的一个迭代器名称iteratorvector<int>::iterator itBegin = v.begin();  //起始迭代器 指向容器中第一个元素vector<int>::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++;
//    }//第二种遍历方式
//    for(vector<int>::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(){test01();system("pause");return 0;
}

运行结果：

其中v.begin()为起始迭代器，指向容器中第一个元素；v.end()为结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置。

在上述遍历代码中，第三种为STL提供的遍历算法，并且利用了回调函数的技术打印输出。下面为其底层实现，本质还是一个for循环。

2.5.2 vector存放自定义数据类型

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
//vector容器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 test01(){//存放自定义数据类型vector<Person>v;Person p1("cnda", 10);Person p2("sfre", 20);Person p3("kcei", 30);Person p4("afev", 40);Person p5("rfwr", 50);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);//遍历for(vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "name: " << (*it).m_Name << "   age:" << (*it).m_Age << endl;}
}
void test02(){//存放自定义数据类型  指针vector<Person*>v;Person p1("cnda", 10);Person p2("sfre", 20);Person p3("kcei", 30);Person p4("afev", 40);Person p5("rfwr", 50);v.push_back(&p1);v.push_back(&p2);v.push_back(&p3);v.push_back(&p4);v.push_back(&p5);//遍历for(vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "name: " << (*it)->m_Name << "   age:" << (*it)->m_Age << endl;}
}
int main(){test01();test02();system("pause");return 0;
}

2.5.3 vector容器嵌套容器

容器中嵌套容器（类似于二维数组），将所有数据进行遍历输出

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
//容器嵌套容器
void test01(){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，遍历所有数据for(vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){//(*it) ---- 容器vector<int>for(vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++){cout << *vit << " ";}cout << endl;}
}
int main(){test01();return 0;
}

运行结果：

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