C++STL简述

一、尺度容器

容器是尺度模板库（STL，standard template library）中的一个核心概念，它指的是那些能够存储和管理数据集合的类。容器的重要目的是提供一种机制，使得步调员可以存储一个元素集合，并以一种统一和高效的方式来处理这些元素，而不需要关心底层数据的具体存储细节。
1. 顺序容器

容器类名（顺序容器）容器名称array数组容器（C++11）forward_list单向链表容器（C++11）vector向量容器deque双端队列容器list双向链表容器vector

<ol>向量容器。
底层数据结构：动态开发的数组，每次以原来空间巨细的2倍进行扩容
​vector vec;​
常用方法

• 增加：
  方法解释vec.push_back(20)末端添加元素，时间复杂度O(1)，可以导致容器扩容vec.insert(it, 20)向迭代器位置插入元素，时间复杂度O(n)
  
• 删除：
  方法解释vec.pop_back()删除末端元素 O(1)vec.erase(it)删除it迭代器指向的元素 O(n)
  
• 查询：
  [table][tr]方法解释[/tr][tr][td]operator[][/td][td]通过下标随机访问 O(1)[/td][/tr][tr][td]iterator[/td][td]迭代器访问[/td][/tr][tr][td]find(vec.begin(), vec.end(), 3);[/td][td]不是成员方法，是泛型算法函数[/td][/tr][tr][td]for_each(vec.begin(), vec.end(), [] (auto it)->void {coutb;    }};  // 二元函数对象的类int mmain(){
  greator gre;
  bool b = gre(1, 2);  // 像调用函数一样使用函数对象
  1. // 删除偶数
  2. auto it2 = vec.begin();
  3. while(it2!=vec.end())
  4. {
  5.     if(*it2%2 == 0 )
  6.     {
  7.         it2 = vec.erase(it2);  //更新迭代器。 erase删除迭代器指向的元素后，返回新的指向原来位置的迭代器。解释：迭代器指向12345中的4，删除了4后5前移到4的位置，返回的迭代器指向5
  8.     }else
  9.     {
  10.        it2++;
  11.     }
  12. }

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  }
  
  [/code]
  
• 如果一个类中重写了operator()运算符重载函数，那使用该类创建的对象称作函数对象，或者仿函数。这类对象可以调用函数的方式使用，而这样使用时实质是调用对象中的operator()运算符重载函数。
  
• 重要的作用的是替换C语言中的函数指针，函数对象（也称为functor）和函数指针都是回调机制的实现方式
  
• 利益
  
  
  
  • 通过函数对象调用operator()，可以省略函数的调用开销，比通过函数指针调用（不能够inline内联调用）函数效率高。
    
  • 因为函数对象是用类生成的，以是可以添加干系的成员变量，用来记载函数对象使用时的信息
    
  
  
• 实例
  1. class greator{public:    bool operator()(const int a, const int b)const    {        return a>b;    }};  // 函数对象的类int main() {
  2. using namespace std;
  3. priority_queue pque1;  // 默认的优先级队列
  4. priority_queue pque2;  // 通过模版中使用函数对象类改变优先级队列
  5. [code]for(int i=0; i<20; i++){    pque1.push(rand()%100+1);    pque2.push(rand()%100+1);}auto length = pque1.size();for(int i=0; i<length; ++i){    cout<<pque1.top()<<' ';    pque1.pop();}cout<<endl;for(int i=0; i<length; ++i){    cout<<pque2.top()<<' ';    pque2.pop();}cout<<endl;// 删除偶数
  6. auto it2 = vec.begin();
  7. while(it2!=vec.end())
  8. {
  9.     if(*it2%2 == 0 )
  10.     {
  11.         it2 = vec.erase(it2);  //更新迭代器。 erase删除迭代器指向的元素后，返回新的指向原来位置的迭代器。解释：迭代器指向12345中的4，删除了4后5前移到4的位置，返回的迭代器指向5
  12.     }else
  13.     {
  14.        it2++;
  15.     }
  16. }

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  }
  
  [/code]
  1. // 插入方式
  2. unordered_map<int, string> map1;
  3. map1.insert(make_pair(1, "aaa"));
  4. map1.insert({2, "bbb"});
  5. map1[3] = "ccc";
  6. // map1 = {
  7.         {1, "aaa"},
  8.         {2, "bbb"},
  9. }

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五、泛型算法

C++的泛型算法是C++尺度模板库（STL）中的一部分，它们是一组独立于任何特定容器的函数模板，可以在任何类型的容器上操作。泛型算法的核心思想是算法与数据容器分离，算法不依靠于容器的具体实现，而容器也不依靠于特定的算法。

• 泛型算法的重要特点
  
  
  • 模板化：泛型算法通过模板参数接受任何类型的迭代器，使其能够适用于各种容器。
    
  • 迭代器依靠：算法的操作仅依靠于迭代器，不依靠于容器的具体类型。
    
  • 类型无关性：算法不关心容器中元素的具体类型，只关心元素可以被迭代器访问和操作。
    
  
  
• 头文件：#include
  
• 泛型算法的吸收的参数是迭代器和函数对象
  
• 常见的泛型算法：
  
  
  
  • sort：对迭代器范围内的元素进行排序。
    
  • swap：交换两个元素位置
    
  • find：查找迭代器范围内第一个符合特定条件的元素。
    
  • find_if：查找迭代器范围内满足if条件的元素
    
  • copy：复制迭代器范围内元素到另一个容器。
    
  • shuffle：打乱迭代器范围内元素顺序
    
  • binary_search：在迭代器范围内二分查找一个元素
    
  • reverse：反转迭代器范围内元素
    
  • min：返回迭代器范围内最小值
    
  • max：返回迭代器范围内最大值
    
  • for_each：遍历迭代器范围内元素，并可以传入一个函数对象处理这个元素
    
  
  
• 补充：
  
  
  • 非修改算法：
    
    
    
    • std::find：查找第一个符合特定条件的元素。
      
    • std::count：盘算某个值在范围内出现的次数。
      
    • std::search：搜索子序列。
      
    
    
  • 修改算法：
    
    
    
    • std::copy：复制元素到另一个容器。
      
    • std::fill：将某个值赋给一定范围内的所有元素。
      
    • std::replace：替换范围内所有符合特定条件的元素。
      
    
    
  • 排序和干系算法：
    
    
    
    • std::sort：对范围内的元素进行排序。
      
    • std::partial_sort：部分排序，确保范围的前N个元素是整个范围中最小的N个元素。
      
    • std::nth_element：确保第N个位置的元素放置在排序后它应该在的位置。
      
    
    
  • 集合算法：
    
    
    
    • std::set_union：盘算两个集合的并集。
      
    • std::set_intersection：盘算两个集合的交集。
      
    • std::set_difference：盘算两个集合的差集。
      
    
    
  • 配对算法：
    
    
    
    • std::mismatch：查找两个序列中第一个不匹配的元素。
      
    • std::equal：检查两个序列是否相等。
      
    
    
  • 算术和数学算法：
    
    
    
    • std::accumulate：盘算范围内所有元素的总和。
      
    • std::inner_product：盘算两个序列元素的内积。
      
    • std::transform：对范围内的每个元素应用给定的函数。
      
    
    
  • 容器修改算法：
    
    
    
    • std::erase：从容器中删除元素。
      
    • std::remove：从序列中移除符合特定条件的元素。
      
    • std::unique：移除序列中一连重复的元素。
      
    
    
  • 查找和搜索算法：
    
    
    
    • std::binary_search：在已排序的范围内进行二分查找。
      
    • std::lower_bound：有序的情况下，找到大于即是给定值的第一个元素。使用二分查找
      
    • std::upper_bound：有序的情况下，找到大于给定值的第一个元素。使用二分查找
      
    • std::lower_bound和std::upper_bound的区别：
      1. template<class A, class B>
      2. struct pair
      3. {
      4.         A first;  // KEY
      5.         B second;  // VALUE
      6. {

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      index1的值为1，即nums中第一个2的下标；index2的值为4，nums中3的下标，也是第一个大于2的元素的下标。
      
    
    
  
  

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