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文章目录：

一、C++核心编程
二、C++提高编程

1 模板

本阶段主要针对C++泛型编程和STL技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

模板的特点：

模板不可以直接使用，它只是一个框架
模板的通用并不是万能的

1.2 函数模板

C++另一种编程思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制:函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：
template — 声明创建模板
typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//函数模板
//两个整型交换函数
void swapInt(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}
//两个浮点型交换函数
void swapDouble(double& a, double& b) {double temp = a;a = b;b = temp;
}
//函数模板
template<typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b) {T temp = a;a = b;b = temp;
}void test() {int a = 1;int b = 2;//两种方式使用模板函数//1.自动类型推导mySwap(a, b);cout << "a=" << a << ",b=" << b << endl;//2.显示指定类型mySwap<int>(a, b);//告诉编译器，T是int类型
}int main() {test();return 0;
}

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

示例

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{cout << "func 调用" << endl;
}void test02()
{//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

1.2.3 函数模板案例

案例描述：
利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序
分别利用char数组和int数组进行测试
示例：

//交换的函数模板
template<typename T>
void mySwap(T &a, T&b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}template<class T> // 也可以替换成typename
//利用选择排序，进行对数组从大到小的排序
void mySort(T arr[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){int max = i; //最大数的下标for (int j = i + 1; j < len; j++){if (arr[max] < arr[j]){max = j;}}if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者{mySwap(arr[max], arr[i]);}}
}
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {for (int i = 0; i < len; i++) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}
void test01()
{//测试char数组char charArr[] = "bdcfeagh";int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);mySort(charArr, num);printArray(charArr, num);
}void test02()
{//测试int数组int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);mySort(intArr, num);printArray(intArr, num);
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：模板可以提高代码复用，需要熟练掌握

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
示例：

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{return a + b;
}//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{return a + b;
}//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
函数模板也可以发生重载
如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

示例：

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{cout << "调用的普通函数" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{ cout << "调用的模板" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{ cout << "调用重载的模板" << endl;
}void test01()
{//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数// 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b); //调用普通函数//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板myPrint<>(a, b); //调用函数模板//3、函数模板也可以发生重载int c = 30;myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

1.2.6 模板的局限性

局限性：模板的通用性并不是万能的
例如：

 template<class T>void f(T a, T b){ a = b;}

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了

再例如：

 template<class T>void f(T a, T b){ if(a > b) { ... }}

在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行

因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

示例：

#include<iostream>
using namespace std;#include <string>class Person
{public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{if (a == b){return true;}else{return false;}
}//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age){return true;}else{return false;}
}void test01()
{int a = 10;int b = 20;//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板bool ret = myCompare(a, b);if (ret){cout << "a == b " << endl;}else{cout << "a != b " << endl;}
}void test02()
{Person p1("Tom", 10);Person p2("Tom", 10);//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型bool ret = myCompare(p1, p2);if (ret){cout << "p1 == p2 " << endl;}else{cout << "p1 != p2 " << endl;}
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：

利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员的数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。
语法：

template<typename T>
类

解释：
template — 声明创建模板
typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};void test01()
{// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型Person<string, int>P1("孙悟空", 999);P1.showPerson();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，此类称为类模板

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数
示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板p.showPerson();
}//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数p.showPerson();
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：

类模板使用只能用显示指定类型方式
类模板中的模板参数列表可以有默认参数

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

示例：

class Person1
{public:void showPerson1(){cout << "Person1 show" << endl;}
};class Person2
{public:void showPerson2(){cout << "Person2 show" << endl;}
};template<class T>
class MyClass
{public:T obj;//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成void fun1() { obj.showPerson1(); }void fun2() { obj.showPerson2(); }};void test01()
{MyClass<Person1> m;m.fun1();//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：类中的模板函数一开始创建不出来是因为无法确定模板的数据类型，直到调用的时候才能确定模板的数据类型，才能调用模板函数

1.3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
整个类模板化 — 将这个对象类型模板化进行传递

示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};//1、指定传入的类型 - 用得比较广泛
void printPerson1(Person<string, int> &p)
{p.showPerson();
}
void test01()
{Person <string, int >p("孙悟空", 100);printPerson1(p);
}//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)//将法一中的指定传入类型改为T1，T2
{p.showPerson();//如果想看模板中到底推导出的是什么样的数据类型cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{Person <string, int >p("猪八戒", 90);printPerson2(p);
}//3、整个类模板化 - 和法二类似，模板化的范围扩大到整个类
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;p.showPerson();}
void test03()
{Person <string, int >p("唐僧", 30);printPerson3(p);
}int main() {test01();test02();test03();system("pause");return 0;
}

总结：如果想看模板中到底推导出的是什么样的数据类型：typeid(T1).name()

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

示例：（太抽象了。。）

template<class T>
class Base
{T m;
};//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{};
void test01()
{Son c;
}//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{public:Son2(){cout << typeid(T1).name() << endl;cout << typeid(T2).name() << endl;}
};void test02()
{Son2<int, char> child1;
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

1.3.6 类模板成员函数类外实现

学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

示例：

#include <string>//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {public://成员函数类内声明Person(T1 name, T2 age);void showPerson();public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};//构造函数 类外实现：1.添加作用域2.在前面添加模板声明3.作用域后面加上T，表明是个类模板的类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}void test01()
{Person<string, int> p("Tom", 20);p.showPerson();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：类外实现：1.添加作用域2.在前面添加模板声明3.作用域后面加上T，表明是个类模板的类外实现

1.3.7 类模板分文件编写

学习目标：掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式
问题：类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到
解决：

解决方式1：直接包含.cpp源文件
解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制 - 主流解决方式

示例：

person.hpp中代码：

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>template<class T1, class T2>
class Person {public:Person(T1 name, T2 age);void showPerson();
public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

类模板分文件编写.cpp中代码

#include<iostream>
using namespace std;//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{Person<string, int> p("Tom", 10);p.showPerson();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

1.3.8 类模板与友元

学习目标：掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现
全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可
全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

示例：

#include <string>//2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}template<class T1, class T2>
class Person
{//1、全局函数配合友元   类内实现    （此处：如果不加friend，就是类内函数（默认为private），如果加了friend，就是全局友元函数的类内实现）friend void printPerson(Person<T1, T2> & p){cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;}//全局函数配合友元  类外实现//1.要加空模板的参数列表<>//2.如果全局函数是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);public:Person(T1 name, T2 age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}private:T1 m_Name;T2 m_Age;};//1、全局函数在类内实现
void test01()
{Person <string, int >p("Tom", 20);printPerson(p);
}//2、全局函数在类外实现
void test02()
{Person <string, int >p("Jerry", 30);printPerson2(p);
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：类外实现太麻烦，建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

1.3.9 类模板案例

案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

示例：
myArray.hpp中代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;template<class T>
class MyArray
{public://构造函数MyArray(int capacity){this->m_Capacity = capacity;this->m_Size = 0;pAddress = new T[this->m_Capacity];}//拷贝构造MyArray(const MyArray & arr){this->m_Capacity = arr.m_Capacity;this->m_Size = arr.m_Size;this->pAddress = new T[this->m_Capacity];for (int i = 0; i < this->m_Size; i++){//如果T为对象，而且还包含指针，必须需要重载 = 操作符，因为这个等号不是 构造 而是赋值，// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];}}//重载= 操作符  防止浅拷贝问题MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {if (this->pAddress != NULL) {delete[] this->pAddress;this->m_Capacity = 0;this->m_Size = 0;}this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;this->m_Size = myarray.m_Size;this->pAddress = new T[this->m_Capacity];for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {this->pAddress[i] = myarray[i];}return *this;}//重载[] 操作符  arr[0]T& operator [](int index){return this->pAddress[index]; //不考虑越界，用户自己去处理}//尾插法void Push_back(const T & val){if (this->m_Capacity == this->m_Size){return;}this->pAddress[this->m_Size] = val;this->m_Size++;}//尾删法void Pop_back(){if (this->m_Size == 0){return;}this->m_Size--;}//获取数组容量int getCapacity(){return this->m_Capacity;}//获取数组大小int   getSize(){return this->m_Size;}//析构~MyArray(){if (this->pAddress != NULL){delete[] this->pAddress;this->pAddress = NULL;this->m_Capacity = 0;this->m_Size = 0;}}private:T * pAddress;  //指向一个堆空间，这个空间存储真正的数据int m_Capacity; //容量int m_Size;   // 大小
};

类模板案例—数组类封装.cpp中

#include "myArray.hpp"
#include <string>void printIntArray(MyArray<int>& arr) {for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}//测试内置数据类型
void test01()
{MyArray<int> array1(10);for (int i = 0; i < 10; i++){array1.Push_back(i);}cout << "array1打印输出：" << endl;printIntArray(array1);cout << "array1的大小：" << array1.getSize() << endl;cout << "array1的容量：" << array1.getCapacity() << endl;cout << "--------------------------" << endl;MyArray<int> array2(array1);array2.Pop_back();cout << "array2打印输出：" << endl;printIntArray(array2);cout << "array2的大小：" << array2.getSize() << endl;cout << "array2的容量：" << array2.getCapacity() << endl;
}//测试自定义数据类型
class Person {public:Person() {} Person(string name, int age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
public:string m_Name;int m_Age;
};void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr)
{for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {cout << "姓名：" << personArr[i].m_Name << " 年龄： " << personArr[i].m_Age << endl;}}void test02()
{//创建数组MyArray<Person> pArray(10);Person p1("孙悟空", 30);Person p2("韩信", 20);Person p3("妲己", 18);Person p4("王昭君", 15);Person p5("赵云", 24);//插入数据pArray.Push_back(p1);pArray.Push_back(p2);pArray.Push_back(p3);pArray.Push_back(p4);pArray.Push_back(p5);printPersonArray(pArray);cout << "pArray的大小：" << pArray.getSize() << endl;cout << "pArray的容量：" << pArray.getCapacity() << endl;}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

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(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

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）、空间配置器

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。（重载小括号()）
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。
空间配置器：负责空间的配置与管理。

2.4 STL中容器、算法、迭代器

1.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

2.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

3.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：

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>::iterator
示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
//vector容器存放内置数据类型void myPrint(int val) {cout << val << endl;
}
void test01() {//创建一个vector容器，数组vector<int> v;//向容器中插入数据v.push_back(10);//尾插v.push_back(20);v.push_back(30);//通过迭代器访问容器中的数据vector<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;//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//  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中提供的遍历算法for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

2.5.2 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 <vector>
#include <string>//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<Person> 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<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;}
}//放对象指针
void test02() {vector<Person*> 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<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {Person * p = (*it);cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;}
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

2.5.3 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：

#include <vector>//容器嵌套容器
void test01() {vector< vector<int> >  v;vector<int> v1;vector<int> v2;vector<int> v3;vector<int> 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<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {cout << *vit << " ";}cout << endl;}}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3 STL - 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 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：

char * 是一个指针
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

3.1.2 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：

#include <string>
//string构造
void test01()
{string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数cout << "str1 = " << s1 << endl;const char* str = "hello world";string s2(str); //把c_string转换成了stringcout << "str2 = " << s2 << endl;string s3(s2); //调用拷贝构造函数cout << "str3 = " << s3 << endl;string s4(10, 'a');cout << "str4 = " << s4 << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.1.3 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();system("pause");return 0;
}

总结：string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

3.1.4 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);//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cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

3.1.5 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();system("pause");return 0;
}

总结：

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

3.1.6 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();system("pause");return 0;
}

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

3.1.7 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();system("pause");return 0;
}

3.1.8 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();system("pause");return 0;
}

总结： 插入和删除的起始下标都是从0开始

3.1.9 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();system("pause");return 0;
}

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

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

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
vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

功能描述：创建vector容器
函数原型：

vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end()）区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

示例：

#include <vector>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);printVector(v3);vector<int> v4(v3);printVector(v4);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.2.3 vector赋值操作

功能描述：给vector容器进行赋值
函数原型：

vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//赋值操作
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;v2 = v1;//1.重载等号操作符printVector(v2);vector<int>v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());printVector(v3);vector<int>v4;v4.assign(10, 100);printVector(v4);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：对vector容器的容量和大小操作
函数原型：

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

示例：

#include <vector>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;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);if (v1.empty()){cout << "v1为空" << endl;}else{cout << "v1不为空" << endl;cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;//vector会多预留出来一部分空间cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;}//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充v1.resize(15,10);printVector(v1);//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除v1.resize(5);printVector(v1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： vector会多预留出来一部分空间，使capacity大于size

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：对vector容器进行插入、删除操作
函数原型：

push_back(ele); //尾部插入元素ele
pop_back(); //删除最后一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有元素

示例：


#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//插入和删除
void test01()
{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);printVector(v1);//尾删v1.pop_back();printVector(v1);//插入v1.insert(v1.begin(), 100);printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);printVector(v1);//删除v1.erase(v1.begin());printVector(v1);//清空v1.erase(v1.begin(), v1.end());v1.clear();printVector(v1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.2.6 vector数据存取

功能描述：对vector中的数据的存取操作
函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <vector>void test01()
{vector<int>v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1.at(i) << " ";}cout << endl;cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.2.7 vector互换容器

功能描述：实现两个容器内元素进行互换
函数原型：

swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

#include <vector>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;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int>v2;for (int i = 10; i > 0; i--){v2.push_back(i);}printVector(v2);//互换容器cout << "互换后" << endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);
}void test02()
{vector<int> v;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);}cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;//vector会多预留出来一部分空间cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;v.resize(3);//resize只改变大小不改变容量cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//收缩内存vector<int>(v).swap(v); //vector<int>(v)：利用拷贝构造函数创建匿名对象，会按照v目前所用大小来初始化匿名函数容量大小cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结： swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
函数原型：

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。

示例：

#include <vector>void test01()
{vector<int> v;//预留空间v.reserve(100000);int num = 0;//统计vector因为空间不够而开辟新空间的次数int* p = NULL;for (int i = 0; i < 100000; i++) {v.push_back(i);if (p != &v[0]) {//每次扩容会开辟一个新空间，原来的p不再指向v[0]p = &v[0];num++;}}cout << "num:" << num << endl;//一共开辟了30次。如果预留空间，就只开辟一次
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

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

为什么vector访问元素时的速度会比deque快呢？因为deque在访问元素时需要在中控器查找对应地址

deque容器的迭代器也是支持随机访问的

3.3.2 deque构造函数

功能描述：deque容器构造
函数原型：

deque<T> deqT; //默认构造形式
deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
//deque构造
void test01() {deque<int> d1; //无参构造函数for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());printDeque(d2);deque<int>d3(10,100);printDeque(d3);deque<int>d4 = d3;printDeque(d4);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

3.3.3 deque赋值操作

功能描述：给deque容器进行赋值
函数原型：

deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符
assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{deque<int> d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);deque<int>d2;d2 = d1;printDeque(d2);deque<int>d3;d3.assign(d1.begin(), d1.end());printDeque(d3);deque<int>d4;d4.assign(10, 100);printDeque(d4);}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.3.4 deque大小操作

功能描述：对deque容器的大小进行操作

函数原型：

deque.empty(); //判断容器是否为空
deque.size(); //返回容器中元素的个数
deque.resize(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。
deque.resize(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。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//大小操作
void test01()
{deque<int> d1;for (int i = 0; i < 10; i++){d1.push_back(i);}printDeque(d1);//判断容器是否为空if (d1.empty()) {cout << "d1为空!" << endl;}else {cout << "d1不为空!" << endl;//统计大小cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;}//重新指定大小d1.resize(15, 1);printDeque(d1);d1.resize(5);printDeque(d1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： deque没有容量概念

3.3.5 deque 插入和删除

功能描述：向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

两端插入操作：
- push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
- push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
- pop_back(); //删除容器最后一个数据
- pop_front(); //删除容器第一个数据
指定位置操作：
- insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
- insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
- insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
- clear(); //清空容器的所有数据
- erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
- erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}
//两端操作
void test01()
{deque<int> d;//尾插d.push_back(10);d.push_back(20);//头插d.push_front(100);d.push_front(200);printDeque(d);//尾删d.pop_back();//头删d.pop_front();printDeque(d);
}//插入
void test02()
{deque<int> d;d.push_back(10);d.push_back(20);d.push_front(100);d.push_front(200);printDeque(d);d.insert(d.begin(), 1000);printDeque(d);d.insert(d.begin(), 2,10000);printDeque(d);deque<int>d2;d2.push_back(1);d2.push_back(2);d2.push_back(3);d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());printDeque(d);}//删除
void test03()
{deque<int> d;d.push_back(10);d.push_back(20);d.push_front(100);d.push_front(200);printDeque(d);d.erase(d.begin());printDeque(d);d.erase(d.begin(), d.end());d.clear();printDeque(d);
}int main() {//test01();//test02();test03();system("pause");return 0;
}

3.3.6 deque 数据存取

功能描述：对deque 中的数据的存取操作

函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//数据存取
void test01()
{deque<int> d;d.push_back(10);d.push_back(20);d.push_front(100);d.push_front(200);for (int i = 0; i < d.size(); i++) {cout << d[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < d.size(); i++) {cout << d.at(i) << " ";}cout << endl;cout << "front:" << d.front() << endl;cout << "back:" << d.back() << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.3.7 deque 排序

功能描述：利用算法实现对deque容器进行排序
算法：

sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

示例：

#include <deque>
#include <algorithm>void printDeque(const deque<int>& d)
{for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{deque<int> d;d.push_back(10);d.push_back(20);d.push_front(100);d.push_front(200);printDeque(d);sort(d.begin(), d.end());printDeque(d);}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可

3.4 案例-评委打分

3.4.1 案例描述

有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。

3.4.2 实现步骤

思考：需要去掉最高分去掉最低分，可以将每个选手的十个分数用deque存储，方便去头去尾。再将每个选手用vector存储。
步骤：

创建五名选手，放到vector中
遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
deque容器遍历一遍，累加总分
获取平均分

示例代码：

//选手类
class Person
{public:Person(string name, int score){this->m_Name = name;this->m_Score = score;}string m_Name; //姓名int m_Score;  //平均分
};void createPerson(vector<Person>&v)
{string nameSeed = "ABCDE";for (int i = 0; i < 5; i++){string name = "选手";name += nameSeed[i];int score = 0;Person p(name, score);//将创建的person对象 放入到容器中v.push_back(p);}
}//打分
void setScore(vector<Person>&v)
{for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){//将评委的分数 放入到deque容器中deque<int>d;for (int i = 0; i < 10; i++){int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100d.push_back(score);}//cout << "选手： " << it->m_Name << " 打分： " << endl;//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)//{//    cout << *dit << " ";//}//cout << endl;//排序sort(d.begin(), d.end());//去除最高和最低分d.pop_back();d.pop_front();//取平均分int sum = 0;for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++){sum += *dit; //累加每个评委的分数}int avg = sum / d.size();//将平均分 赋值给选手身上it->m_Score = avg;}}void showScore(vector<Person>&v)
{for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "姓名： " << it->m_Name << " 平均分： " << it->m_Score << endl;}
}int main() {//随机数种子srand((unsigned int)time(NULL));//1、创建5名选手vector<Person>v;  //存放选手容器createPerson(v);//测试//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)//{//   cout << "姓名： " << (*it).m_Name << " 分数： " << (*it).m_Score << endl;//}//2、给5名选手打分setScore(v);//3、显示最后得分showScore(v);system("pause");return 0;
}

我自己写的代码：

#include<iostream>
using namespace std;
//有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。
//思考：需要去掉最高分去掉最低分，可以将每个选手的十个分数用deque存储，方便去头去尾。再将每个选手用vector存储。
//步骤：
//1.创建vector存储五个选手
//2.每个选手的十个评委打分用deque存储
//3.sort，去头去尾，累加之后计算平均成绩
#include <string>
#include <deque>
#include <vector>
#include <algorithm>
//选手类
class Person {public:string m_Name;double m_AvgScore;deque<double> m_score;Person(string name, deque<double> score) {m_Name = name;m_score = score;}
};//实例化选手对象
Person creatPerson(string name, double score[5]) {deque<double> dScore;for (int i = 0; i < 5; i++) {dScore.push_back(score[i]);}Person p = Person(name, dScore);return p;
}//处理分数
void calAvg(vector<Person>& v) {//传进来的是引用，就不需要返回v了for (int i = 0; i < v.size(); i++) {deque<double> score = v[i].m_score;sort(score.begin(), score.end());score.pop_back();score.pop_front();double allScore = 0;int size = score.size();for (int j = 0; j < size; j++) {allScore += score[j];}v[i].m_AvgScore = allScore / size;}
}//输出结果
void print(vector<Person>& v) {for (int i = 0; i < v.size(); i++) {cout << "选手" << v[i].m_Name << "的平均分数为" << v[i].m_AvgScore << endl;}
}int main() {//创建2个选手double score1[5] = { 9.0,8.6,8.8,8.5,8.2 };Person p1 = creatPerson("Marry", score1);double score2[5] = { 8.8,8.7,9.1,9.0 ,8.4};Person p2 = creatPerson("June", score2);//vector存储选手vector<Person> v;v.push_back(p1);v.push_back(p2);//处理分数calAvg(v);//输出结果print(v);system("pause");return 0;
}

学到的知识：
1.传入的参数是引用类型，就不用再返回该类型了。因为引用是直接在原数据上修改。（相反，如果不希望原数据被修改，就不要传入引用类型）
2.代码大致框架和老师一样，即：专门的函数实现专门的功能，在main里只需要调用就好了。 这是个很好的编程习惯，要保持
3.涉及到容器的遍历老师用的都是迭代器，而我用的还是普通的for循环，要多用新学到的知识！
4.每写一个模块要有输出测试一下代码是否正确，这点我偷懒了做得不是很好。

修改后的代码：

#include<iostream>
using namespace std;
//有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。
//思考：需要去掉最高分去掉最低分，可以将每个选手的十个分数用deque存储，方便去头去尾。再将每个选手用vector存储。
//步骤：
//1.创建vector存储五个选手
//2.每个选手的十个评委打分用deque存储
//3.sort，去头去尾，累加之后计算平均成绩
#include <string>
#include <deque>
#include <vector>
#include <algorithm>
//选手类
class Person {public:string m_Name;double m_AvgScore;deque<double> m_score;Person(string name, deque<double> score) {m_Name = name;m_score = score;}
};//实例化选手对象
Person creatPerson(string name, double score[5]) {deque<double> dScore;for (int i = 0; i < 5; i++) {dScore.push_back(score[i]);}Person p = Person(name, dScore);return p;
}//处理分数
void calAvg(vector<Person>& v) {//传进来的是引用，就不需要返回v了for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end();it++) {deque<double> score = it->m_score;sort(score.begin(), score.end());score.pop_back();score.pop_front();double allScore = 0;for (deque<double>::iterator dit = score.begin(); dit != score.end();dit++) {allScore += *dit;}it->m_AvgScore = allScore / score.size();}
}//输出结果
void print(vector<Person>& v) {for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << "选手" << it->m_Name << "的平均分数为" << it->m_AvgScore << endl;}
}int main() {//创建2个选手double score1[5] = { 9.0,8.6,8.8,8.5,8.2 };Person p1 = creatPerson("Marry", score1);double score2[5] = { 8.8,8.7,9.1,9.0 ,8.4};Person p2 = creatPerson("June", score2);//vector存储选手vector<Person> v;v.push_back(p1);v.push_back(p2);//处理分数calAvg(v);print(v);system("pause");return 0;
}

3.5 stack容器

3.5.1 stack 基本概念

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

3.5.2 stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

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

示例：

#include <stack>//栈容器常用接口
void test01()
{//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出stack<int> s;//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈s.push(10);s.push(20);s.push(30);while (!s.empty()) {//输出栈顶元素cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;//弹出栈顶元素s.pop();}cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

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

3.6.2 queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

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

示例：

#include <queue>
#include <string>
class Person
{public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}string m_Name;int m_Age;
};void test01() {//创建队列queue<Person> q;//准备数据Person p1("唐僧", 30);Person p2("孙悟空", 1000);Person p3("猪八戒", 900);Person p4("沙僧", 800);//向队列中添加元素  入队操作q.push(p1);q.push(p2);q.push(p3);q.push(p4);//队列不提供迭代器，更不支持随机访问 while (!q.empty()) {//输出队头元素cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;cout << endl;//弹出队头元素q.pop();}cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

功能： 将数据进行链式存储

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

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表（图中并没有画出循环）

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。（因此后文中list的迭代器都是const_iterator只读迭代器？这里不太懂）

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.7.2 list构造函数

功能描述：创建list容器

函数原型：

list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
list(const list &lst); //拷贝构造函数。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}void test01()
{list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);printList(L1);list<int>L2(L1.begin(),L1.end());printList(L2);list<int>L3(L2);printList(L3);list<int>L4(10, 1000);printList(L4);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.7.3 list 赋值和交换

功能描述：给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//赋值和交换
void test01()
{list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);printList(L1);//赋值list<int>L2;L2 = L1;printList(L2);list<int>L3;L3.assign(L2.begin(), L2.end());printList(L3);list<int>L4;L4.assign(10, 100);printList(L4);}//交换
void test02()
{list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);list<int>L2;L2.assign(10, 100);cout << "交换前： " << endl;printList(L1);printList(L2);cout << endl;L1.swap(L2);cout << "交换后： " << endl;printList(L1);printList(L2);}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

3.7.4 list 大小操作

功能描述：对list容器的大小进行操作
函数原型：

size(); //返回容器中元素的个数
empty(); //判断容器是否为空
resize(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(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。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//大小操作
void test01()
{list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);if (L1.empty()){cout << "L1为空" << endl;}else{cout << "L1不为空" << endl;cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;}//重新指定大小L1.resize(10);printList(L1);L1.resize(2);printList(L1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.7.5 list 插入和删除
功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除
函数原型：

push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
pop_back();//删除容器中最后一个元素
push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
pop_front();//从容器开头移除第一个元素
insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
clear();//移除容器的所有数据
erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}//插入和删除
void test01()
{list<int> L;//尾插L.push_back(10);L.push_back(20);L.push_back(30);//头插L.push_front(100);L.push_front(200);L.push_front(300);printList(L);//尾删L.pop_back();printList(L);//头删L.pop_front();printList(L);//插入list<int>::iterator it = L.begin();L.insert(++it, 1000);printList(L);//删除it = L.begin();L.erase(++it);printList(L);//移除L.push_back(10000);L.push_back(10000);L.push_back(10000);printList(L);L.remove(10000);printList(L);//清空L.clear();printList(L);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.7.6 list 数据存取

功能描述：对list容器中数据进行存取

函数原型：

front(); //返回第一个元素。
back(); //返回最后一个元素。

示例：

#include <list>//数据存取
void test01()
{list<int>L1;L1.push_back(10);L1.push_back(20);L1.push_back(30);L1.push_back(40);//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问list<int>::iterator it = L1.begin();//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据

3.7.7 list 反转和排序

功能描述：将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序

示例：

void printList(const list<int>& L) {for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}bool myCompare(int val1 , int val2)
{return val1 > val2;
}//反转和排序
void test01()
{list<int> L;L.push_back(90);L.push_back(30);L.push_back(20);L.push_back(70);printList(L);//反转容器的元素L.reverse();printList(L);//排序L.sort(); //默认的排序规则 从小到大printList(L);L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小printList(L);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.7.8 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

示例：

#include <list>
#include <string>
class Person {public:Person(string name, int age , int height) {m_Name = name;m_Age = age;m_Height = height;}public:string m_Name;  //姓名int m_Age;      //年龄int m_Height;   //身高
};bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {if (p1.m_Age == p2.m_Age) {return p1.m_Height  > p2.m_Height;}else{return  p1.m_Age < p2.m_Age;}}void test01() {list<Person> L;Person p1("刘备", 35 , 175);Person p2("曹操", 45 , 180);Person p3("孙权", 40 , 170);Person p4("赵云", 25 , 190);Person p5("张飞", 35 , 160);Person p6("关羽", 35 , 200);L.push_back(p1);L.push_back(p2);L.push_back(p3);L.push_back(p4);L.push_back(p5);L.push_back(p6);for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << " 身高： " << it->m_Height << endl;}cout << "---------------------------------" << endl;L.sort(ComparePerson); //排序for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << " 身高： " << it->m_Height << endl;}
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序
高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

3.8 set/ multiset 容器

3.8.1 set基本概念

简介：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

3.8.2 set构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

set<T> st; //默认构造函数：
set(const set &st); //拷贝构造函数

赋值：

set& operator=(const set &st); //重载等号操作

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s)
{for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}//构造和赋值
void test01()
{set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);printSet(s1);//拷贝构造set<int>s2(s1);printSet(s2);//赋值set<int>s3;s3 = s2;printSet(s3);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

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

3.8.3 set大小和交换

功能描述：统计set容器大小以及交换set容器

函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s)
{for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}//大小
void test01()
{set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);if (s1.empty()){cout << "s1为空" << endl;}else{cout << "s1不为空" << endl;cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;}}//交换
void test02()
{set<int> s1;s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);set<int> s2;s2.insert(100);s2.insert(300);s2.insert(200);s2.insert(400);cout << "交换前" << endl;printSet(s1);printSet(s2);cout << endl;cout << "交换后" << endl;s1.swap(s2);printSet(s1);printSet(s2);
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

3.8.4 set插入和删除

功能描述：set容器进行插入数据和删除数据
函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s)
{for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}//插入和删除
void test01()
{set<int> s1;//插入s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);printSet(s1);//删除s1.erase(s1.begin());printSet(s1);s1.erase(30);printSet(s1);//清空//s1.erase(s1.begin(), s1.end());s1.clear();printSet(s1);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.8.5 set查找和统计

功能描述：对set容器进行查找数据以及统计数据
函数原型：

find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

示例：

#include <set>//查找和统计
void test01()
{set<int> s1;//插入s1.insert(10);s1.insert(30);s1.insert(20);s1.insert(40);//查找set<int>::iterator pos = s1.find(30);if (pos != s1.end()){cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;}else{cout << "未找到元素" << endl;}//统计int num = s1.count(30);cout << "num = " << num << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.8.6 set和multiset区别

学习目标：掌握set和multiset的区别
区别：

set不可以插入重复数据，而multiset可以
set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

示例：

#include <set>//set和multiset区别
void test01()
{set<int> s;pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);if (ret.second) {cout << "第一次插入成功!" << endl;}else {cout << "第一次插入失败!" << endl;}ret = s.insert(10);if (ret.second) {cout << "第二次插入成功!" << endl;}else {cout << "第二次插入失败!" << endl;}//multisetmultiset<int> ms;ms.insert(10);ms.insert(10);for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.8.7 pair对组创建

功能描述：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 );

示例：

#include <string>//对组创建
void test01()
{pair<string, int> p(string("Tom"), 20);cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.8.8 set容器排序

学习目标：set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：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;
}

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

3.9 map/ multimap容器

3.9.1 map基本概念

简介：

map中所有元素都是pair
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

3.9.2 map构造和赋值

功能描述：对map容器进行构造和赋值操作

函数原型：

构造：

map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m)
{for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;}cout << endl;
}void test01()
{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));printMap(m);map<int, int>m2(m); //拷贝构造printMap(m2);map<int, int>m3;m3 = m2; //赋值printMap(m3);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

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

3.9.3 map大小和交换

功能描述：统计map容器大小以及交换map容器

函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m)
{for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;}cout << endl;
}void test01()
{map<int, int>m;m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));if (m.empty()){cout << "m为空" << endl;}else{cout << "m不为空" << endl;cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;}
}//交换
void test02()
{map<int, int>m;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;m2.insert(pair<int, int>(4, 100));m2.insert(pair<int, int>(5, 200));m2.insert(pair<int, int>(6, 300));cout << "交换前" << endl;printMap(m);printMap(m2);cout << "交换后" << endl;m.swap(m2);printMap(m);printMap(m2);
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

3.9.4 map插入和删除

功能描述：map容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(key); //删除容器中值为key的元素。

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m)
{for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;}cout << endl;
}void test01()
{//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);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.9.5 map查找和统计

功能描述：对map容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

示例：

#include <map>//查找和统计
void test01()
{map<int, int>m; m.insert(pair<int, int>(1, 10));m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));//查找map<int, int>::iterator pos = m.find(3);if (pos != m.end()){cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;}else{cout << "未找到元素" << endl;}//统计int num = m.count(3);cout << "num = " << num << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

3.9.6 map容器排序

学习目标：map容器默认排序规则为按照key值进行从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点：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

3.10 案例-员工分组

3.10.1 案例描述

公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在哪个部门工作
员工信息有: 姓名工资组成；部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息

3.10.2 实现步骤

创建10名员工，放到vector中
遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
分部门显示员工信息

案例代码：

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>/*
- 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名  工资组成；部门分为：策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入  key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
*/#define CEHUA  0
#define MEISHU 1
#define YANFA  2class Worker
{public:string m_Name;int m_Salary;
};void createWorker(vector<Worker>&v)
{string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";for (int i = 0; i < 10; i++){Worker worker;worker.m_Name = "员工";worker.m_Name += nameSeed[i];worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999//将员工放入到容器中v.push_back(worker);}
}//员工分组
void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m)
{for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){//产生随机部门编号int deptId = rand() % 3; // 0 1 2 //将员工插入到分组中//key部门编号，value具体员工m.insert(make_pair(deptId, *it));}
}void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m)
{// 0  A  B  C   1  D  E   2  F G ...cout << "策划部门：" << endl;multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数int index = 0;for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++){cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;}cout << "----------------------" << endl;cout << "美术部门： " << endl;pos = m.find(MEISHU);count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数index = 0;for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++){cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;}cout << "----------------------" << endl;cout << "研发部门： " << endl;pos = m.find(YANFA);count = m.count(YANFA); // 统计具体人数index = 0;for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++){cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;}}int main() {srand((unsigned int)time(NULL));//1、创建员工vector<Worker>vWorker;createWorker(vWorker);//2、员工分组multimap<int, Worker>mWorker;setGroup(vWorker, mWorker);//3、分组显示员工showWorkerByGourp(mWorker);测试//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)//{//  cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;//}system("pause");return 0;
}

我的代码：

#include<iostream>
using namespace std;
/*公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在哪个部门工作
员工信息有 : 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息*/
/*
思路：
创建10名员工用vector存储
遍历vector，给每个员工随机分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息
*/
#include<string>
#include <vector>
#include <stdlib.h>
#include <ctime>
#include <map>#define CHEHUA 0
#define MEISHU 1
#define YANFA 2
//员工类
class Employee {public:string m_name;int m_salary;
};
//创建员工
void creatEmployee(vector<Employee>& v) {string name = "ABCDEFGHIJ";for (int i = 0; i < 10 ; i ++) {Employee employee;employee.m_name = name[i];employee.m_salary = rand() % 1000 + 1000;v.push_back(employee);}//测试员工是否添加成功//for (vector<Employee>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {//  cout << "员工姓名：" << it->m_name << ",员工工资：" << it->m_salary<< endl;//}
}//给员工分配部门
void setDeptno(vector<Employee>& v, multimap<int, Employee>& m) {int deptno;for (vector<Employee>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {deptno = rand() % 3;m.insert(make_pair(deptno, *it));}//测试部门是否分配成功//for (multimap<int, Employee>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {//  cout << "key=" << it->first << ",value=" << (it->second).m_name << endl;//}
}//分部门显示员工信息
void showInfo(multimap<int, Employee> m) {cout << "策划部门：" << endl;multimap<int, Employee>::iterator pos = m.find(CHEHUA);//查找函数返回的是迭代器int count = m.count(CHEHUA);for (; pos != m.end(), count > 0; pos++, count--) {cout << "员工姓名：" << (pos->second).m_name << ",员工工资：" << (pos->second).m_salary << endl;}cout << "----------------------------" << endl;cout << "美术部门：" << endl;pos = m.find(MEISHU);count = m.count(MEISHU);for (; pos != m.end(), count > 0; pos++, count--) {cout << "员工姓名：" << (pos->second).m_name << ",员工工资：" << (pos->second).m_salary << endl;}cout << "----------------------------" << endl;cout << "研发部门：" << endl;pos = m.find(YANFA);count = m.count(YANFA);for (; pos != m.end(), count > 0; pos++, count--) {cout << "员工姓名：" << (pos->second).m_name << ",员工工资：" << (pos->second).m_salary << endl;}
}
int main() {//随机数种子//rand的随机数种子默认为1，如果不用srand来初始化随机数种子，每次随机出来的数都是一样的srand((unsigned int)time(NULL));//创建员工vectorvector<Employee> v;creatEmployee(v);//分配部门multimap<int, Employee> m;setDeptno(v, m);showInfo(m);return 0;
}

学到的知识：
1.不同的功能用不同的函数实现，代码间耦合度低；每写完一个功能要测试一下
2.rand()和srand()要一起使用，其中srand()用来初始化随机数种子,rand()用来产生随机数。参考链接
3.find函数返回的是指向该元素的迭代器

4 STL - 函数对象

4.1 函数对象

4.1.1 函数对象概念

概念：

重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

4.1.2 函数对象使用

特点：

函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
函数对象可以作为参数传递

示例:

#include <string>//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{public :int operator()(int v1,int v2){return v1 + v2;}
};void test01()
{MyAdd myAdd;cout << myAdd(10, 10) << endl;
}//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{public:MyPrint(){count = 0;}void operator()(string test){cout << test << endl;count++; //统计使用次数}int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{MyPrint myPrint;myPrint("hello world");myPrint("hello world");myPrint("hello world");cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{mp(test);
}void test03()
{MyPrint myPrint;doPrint(myPrint, "Hello C++");
}int main() {//test01();//test02();test03();system("pause");return 0;
}

总结：创建一个类，在类里面重载小括号返回类型 operator()(参数列表)，该类的实例化对象称为函数对象。函数对象可以有参数和返回值，可以有自己的状态，可以作为参数传递。

4.2 谓词

4.2.1 谓词概念

概念：

返回bool类型的仿函数称为谓词
如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

4.2.2 一元谓词

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>//1.一元谓词
class GreaterFive{bool operator()(int val) {return val > 5;}
};void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}//GreaterFive():匿名函数对象（实例化的右半部分：GreaterFive a = GreaterFive()vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());//第三个参数是谓词if (it == v.end()) {cout << "没找到!" << endl;}else {cout << "找到:" << *it << endl;}}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.2.3 二元谓词

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{public:bool operator()(int num1, int num2){return num1 > num2;}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(40);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(50);//默认从小到大sort(v.begin(), v.end());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;cout << "----------------------------" << endl;//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.3 内建函数对象

4.3.1 内建函数对象意义

概念：STL内建了一些函数对象

分类:

算术仿函数
关系仿函数
逻辑仿函数

用法：

这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

4.3.2 算术仿函数

功能描述：实现四则运算。其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

template<class T> T plus<T> //加法仿函数
template<class T> T minus<T> //减法仿函数
template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数
template<class T> T divides<T> //除法仿函数
template<class T> T modulus<T> //取模仿函数
template<class T> T negate<T> //取反仿函数

示例：

#include <functional>
//negate
void test01()
{negate<int> n;cout << n(50) << endl;
}//plus
void test02()
{plus<int> p;cout << p(10, 20) << endl;
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

4.3.3 关系仿函数

功能描述：实现关系对比

仿函数原型：

template<class T> bool equal_to<T> //等于
template<class T> bool not_equal_to<T> //不等于
template<class T> bool greater<T> //大于 - 最常用
template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于
template<class T> bool less<T> //小于
template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

示例：

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>class MyCompare
{public:bool operator()(int v1,int v2){return v1 > v2;}
};
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(40);v.push_back(20);for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;//自己实现仿函数//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());//STL内建仿函数  大于仿函数sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

4.3.4 逻辑仿函数

功能描述：实现逻辑运算

函数原型：

template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与
template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或
template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

示例：

#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{vector<bool> v;v.push_back(true);v.push_back(false);v.push_back(true);v.push_back(false);for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++){cout << *it << " ";}cout << endl;//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算vector<bool> v2;v2.resize(v.size());transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

5 STL - 常用算法

概述：

算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。
<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
<numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
<functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 常用遍历算法

学习目标：掌握常用的遍历算法

算法简介：

for_each //遍历容器
transform //搬运容器到另一个容器中

5.1.1 for_each

功能描述：实现遍历容器

函数原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);
// 遍历算法遍历容器元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _func 函数或者函数对象

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>//普通函数
void print01(int val)
{cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02
{public:void operator()(int val) {cout << val << " ";}
};//for_each算法基本用法
void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i);}//遍历算法for_each(v.begin(), v.end(), print01);cout << endl;for_each(v.begin(), v.end(), print02());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： for_each：传入起始迭代器、终止迭代器和函数，遍历一个元素就执行一次函数。在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

5.1.2 transform

功能描述：搬运容器到另一个容器中

函数原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
//beg1 源容器开始迭代器
//end1 源容器结束迭代器
//beg2 目标容器开始迭代器
//_func 函数或者函数对象

示例：

#include<vector>
#include<algorithm>//常用遍历算法  搬运 transformclass TransForm
{public:int operator()(int val){return val;}};class MyPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}vector<int>vTarget; //目标容器vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

5.2 常用查找算法

学习目标：掌握常用的查找算法

算法简介：

find //查找元素
find_if //按条件查找元素
adjacent_find //查找相邻重复元素
binary_search //二分查找法
count //统计元素个数
count_if //按条件统计元素个数

5.2.1 find

功能描述：查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

find(iterator beg, iterator end, value);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}//查找容器中是否有 5 这个元素vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到:" << *it << endl;}
}class Person {public:Person(string name, int age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;}//重载==bool operator==(const Person& p) {if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {return true;}return false;}public:string m_Name;int m_Age;
};void test02() {vector<Person> v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}

总结：利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

5.2.2 find_if

功能描述：按条件查找元素

函数原型：

find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>//内置数据类型
class GreaterFive
{public:bool operator()(int val){return val > 5;}
};void test01() {vector<int> v;for (int i = 0; i < 10; i++) {v.push_back(i + 1);}vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());if (it == v.end()) {cout << "没有找到!" << endl;}else {cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;}
}//自定义数据类型
class Person {public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
public:string m_Name;int m_Age;
};class Greater20
{public:bool operator()(Person &p){return p.m_Age > 20;}};void test02() {vector<Person> v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());if (it == v.end()){cout << "没有找到!" << endl;}else{cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;}
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

5.2.3 adjacent_find

功能描述：查找相邻重复元素

函数原型：

adjacent_find(iterator beg, iterator end);
// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(5);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(4);v.push_back(3);//查找相邻重复元素vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());if (it == v.end()) {cout << "找不到!" << endl;}else {cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;}
}

总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

5.2.4 binary_search

功能描述：查找指定元素是否存在

函数原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
// 查找指定的元素，查到返回true 否则false
// 注意: 在无序序列中不可用
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>void test01()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 10; i++){v.push_back(i);}//二分查找bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);if (ret){cout << "找到了" << endl;}else{cout << "未找到" << endl;}
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

5.2.5 count

功能描述：统计元素个数

函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);
// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 统计的元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>//内置数据类型
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count(v.begin(), v.end(), 4);cout << "4的个数为： " << num << endl;
}//自定义数据类型
class Person
{public:Person(string name, int age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}bool operator==(const Person & p){if (this->m_Age == p.m_Age){return true;}else{return false;}}string m_Name;int m_Age;
};void test02()
{vector<Person> v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);Person p("诸葛亮",35);int num = count(v.begin(), v.end(), p);cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.6 count_if

功能描述：按条件统计元素个数

函数原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按条件统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class Greater4
{public:bool operator()(int val){return val >= 4;}
};//内置数据类型
void test01()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(4);v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(4);v.push_back(4);int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}//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;
};class AgeLess35
{public:bool operator()(const Person &p){return p.m_Age < 35;}
};
void test02()
{vector<Person> v;Person p1("刘备", 35);Person p2("关羽", 35);Person p3("张飞", 35);Person p4("赵云", 30);Person p5("曹操", 25);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结： 按值统计用count，按条件统计用count_if

5.3 常用排序算法

学习目标：掌握常用的排序算法

算法简介：

sort //对容器内元素进行排序
random_shuffle //洗牌指定范围内的元素随机调整次序
merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中
reverse // 反转指定范围的元素

5.3.1 sort

功能描述：对容器内元素进行排序

函数原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>void myPrint(int val)
{cout << val << " ";
}void test01() {vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(20);v.push_back(40);//sort默认从小到大排序sort(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);cout << endl;//从大到小排序sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

5.3.2 random_shuffle

功能描述：洗牌指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{srand((unsigned int)time(NULL));vector<int> v;for(int i = 0 ; i < 10;i++){v.push_back(i);}for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//打乱顺序random_shuffle(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

5.3.3 merge

功能描述：两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 容器元素合并，并存储到另一容器中
// 注意: 两个容器必须是有序的
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10 ; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i + 1);}vector<int> vtarget;//目标容器需要提前开辟空间vtarget.resize(v1.size() + v2.size());//合并  需要两个有序序列merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： merge合并的两个容器必须的有序序列

5.3.4 reverse

功能描述：将容器内元素进行反转

函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(10);v.push_back(30);v.push_back(50);v.push_back(20);v.push_back(40);cout << "反转前： " << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;cout << "反转后： " << endl;reverse(v.begin(), v.end());for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

5.4 常用拷贝和替换算法

学习目标：掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
swap // 互换两个容器的元素

5.4.1 copy

功能描述：容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// dest 目标起始迭代器

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i + 1);}vector<int> v2;v2.resize(v1.size());copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

5.4.2 replace

功能描述：将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素替换成新元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// oldvalue 旧元素
// newvalue 新元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(20);v.push_back(40);v.push_back(50);v.push_back(10);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//将容器中的20 替换成 2000cout << "替换后：" << endl;replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： replace会替换区间内满足条件的元素

5.4.3 replace_if

功能描述:将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};class ReplaceGreater30
{public:bool operator()(int val){return val >= 30;}};void test01()
{vector<int> v;v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(20);v.push_back(40);v.push_back(50);v.push_back(10);v.push_back(20);cout << "替换前：" << endl;for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;//将容器中大于等于的30 替换成 3000cout << "替换后：" << endl;replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

5.4.4 swap

功能描述：互换两个容器的元素

函数原型：

swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1
// c2容器2

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+100);}cout << "交换前： " << endl;for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;cout << "交换后： " << endl;swap(v1, v2);for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());cout << endl;for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法

学习目标：掌握常用的算术生成算法

注意：算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

accumulate // 计算容器元素累计总和
fill // 向容器中添加元素

5.5.1 accumulate

功能描述：计算区间内容器元素累计总和

函数原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 起始值

示例：

#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{vector<int> v;for (int i = 0; i <= 100; i++) {v.push_back(i);}int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);cout << "total = " << total << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： accumulate使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用

5.5.2 fill

功能描述：向容器中填充指定的元素

函数原型：

fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 填充的值

示例：

#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v;v.resize(10);//填充fill(v.begin(), v.end(), 100);for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结： 利用fill可以将容器区间内元素填充为指定的值

5.6 常用集合算法

学习目标：掌握常用的集合算法

算法简介：

set_intersection // 求两个容器的交集
set_union // 求两个容器的并集
set_difference // 求两个容器的差集

5.6.1 set_intersection

功能描述：求两个容器的交集
函数原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

求交集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

5.6.2 set_union

功能描述：求两个集合的并集

函数原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个容器的和给目标容器开辟空间vTarget.resize(v1.size() + v2.size());//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

求并集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要两个容器相加
set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

5.6.3 set_difference

功能描述：求两个集合的差集

函数原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>class myPrint
{public:void operator()(int val){cout << val << " ";}
};void test01()
{vector<int> v1;vector<int> v2;for (int i = 0; i < 10; i++) {v1.push_back(i);v2.push_back(i+5);}vector<int> vTarget;//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址cout << "v1与v2的差集为： " << endl;vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;cout << "v2与v1的差集为： " << endl;itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());cout << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

求差集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值

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