C++提高编程

  • 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 模板

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制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

  1. template<typename T>
  2. 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：

  1. //交换整型函数
  2. void swapInt(int& a, int& b) {
  3. 	int temp = a;
  4. 	a = b;
  5. 	b = temp;
  6. }
  8. //交换浮点型函数
  9. void swapDouble(double& a, double& b) {
  10. 	double temp = a;
  11. 	a = b;
  12. 	b = temp;
  13. }
  15. //利用模板提供通用的交换函数
  16. template<typename T>
  17. void mySwap(T& a, T& b)
  18. {
  19. 	T temp = a;
  20. 	a = b;
  21. 	b = temp;
  22. }
  24. void test01()
  25. {
  26. 	int a = 10;
  27. 	int b = 20;
  29. 	//swapInt(a, b);
  31. 	//利用模板实现交换
  32. 	//1、自动类型推导
  33. 	mySwap(a, b);
  35. 	//2、显示指定类型
  36. 	mySwap<int>(a, b);
  38. 	cout << "a = " << a << endl;
  39. 	cout << "b = " << b << endl;
  41. }
  43. int main() {
  45. 	test01();
  47. 	system("pause");
  49. 	return 0;
  50. }

总结：

  • 函数模板利用关键字 template
  • 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
  • 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

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：

  1. //利用模板提供通用的交换函数
  2. template<class T>
  3. void mySwap(T& a, T& b)
  4. {
  5. 	T temp = a;
  6. 	a = b;
  7. 	b = temp;
  8. }
  10. // 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
  11. void test01()
  12. {
  13. 	int a = 10;
  14. 	int b = 20;
  15. 	char c = 'c';
  17. 	mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
  18. 	//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
  19. }
  21. // 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
  22. template<class T>
  23. void func()
  24. {
  25. 	cout << "func 调用" << endl;
  26. }
  28. void test02()
  29. {
  30. 	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
  31. 	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
  32. }
  34. int main() {
  36. 	test01();
  37. 	test02();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

总结：

  • 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型

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：

  1. //交换的函数模板
  2. template<typename T>
  3. void mySwap(T &a, T&b)
  4. {
  5. 	T temp = a;
  6. 	a = b;
  7. 	b = temp;
  8. }
  10. template<class T> // 也可以替换成typename
  11. //利用选择排序，进行对数组从大到小的排序
  12. void mySort(T arr[], int len)
  13. {
  14. 	for (int i = 0; i < len; i++)
  15. 	{
  16. 		int max = i; //最大数的下标
  17. 		for (int j = i + 1; j < len; j++)
  18. 		{
  19. 			if (arr[max] < arr[j])
  20. 			{
  21. 				max = j;
  22. 			}
  23. 		}
  24. 		if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者
  25. 		{
  26. 			mySwap(arr[max], arr[i]);
  27. 		}
  28. 	}
  29. }
  30. template<typename T>
  31. void printArray(T arr[], int len) {
  33. 	for (int i = 0; i < len; i++) {
  34. 		cout << arr[i] << " ";
  35. 	}
  36. 	cout << endl;
  37. }
  38. void test01()
  39. {
  40. 	//测试char数组
  41. 	char charArr[] = "bdcfeagh";
  42. 	int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
  43. 	mySort(charArr, num);
  44. 	printArray(charArr, num);
  45. }
  47. void test02()
  48. {
  49. 	//测试int数组
  50. 	int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
  51. 	int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
  52. 	mySort(intArr, num);
  53. 	printArray(intArr, num);
  54. }
  56. int main() {
  58. 	test01();
  59. 	test02();
  61. 	system("pause");
  63. 	return 0;
  64. }

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：

  1. //普通函数
  2. int myAdd01(int a, int b)
  3. {
  4. 	return a + b;
  5. }
  7. //函数模板
  8. template<class T>
  9. T myAdd02(T a, T b)
  10. {
  11. 	return a + b;
  12. }
  14. //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
  15. void test01()
  16. {
  17. 	int a = 10;
  18. 	int b = 20;
  19. 	char c = 'c';
  21. 	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
  23. 	//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换
  25. 	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
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

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：

  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
  2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  3. 函数模板也可以发生重载
  4. 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：

  1. //普通函数与函数模板调用规则
  2. void myPrint(int a, int b)
  3. {
  4. 	cout << "调用的普通函数" << endl;
  5. }
  7. template<typename T>
  8. void myPrint(T a, T b)
  9. {
  10. 	cout << "调用的模板" << endl;
  11. }
  13. template<typename T>
  14. void myPrint(T a, T b, T c)
  15. {
  16. 	cout << "调用重载的模板" << endl;
  17. }
  19. void test01()
  20. {
  21. 	//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
  22. 	// 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
  23. 	int a = 10;
  24. 	int b = 20;
  25. 	myPrint(a, b); //调用普通函数
  27. 	//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  28. 	myPrint<>(a, b); //调用函数模板
  30. 	//3、函数模板也可以发生重载
  31. 	int c = 30;
  32. 	myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板
  34. 	//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
  35. 	char c1 = 'a';
  36. 	char c2 = 'b';
  37. 	myPrint(c1, c2); //调用函数模板
  38. }
  40. int main() {
  42. 	test01();
  44. 	system("pause");
  46. 	return 0;
  47. }

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：

  1. 	template<class T>
  2. 	void f(T a, T b)
  3. 	{
  4.     	a = b;
  5.     }

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：

  1. 	template<class T>
  2. 	void f(T a, T b)
  3. 	{
  4.     	if(a > b) { ... }
  5.     }

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：

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  4. #include <string>
  6. class Person
  7. {
  8. public:
  9. 	Person(string name, int age)
  10. 	{
  11. 		this->m_Name = name;
  12. 		this->m_Age = age;
  13. 	}
  14. 	string m_Name;
  15. 	int m_Age;
  16. };
  18. //普通函数模板
  19. template<class T>
  20. bool myCompare(T& a, T& b)
  21. {
  22. 	if (a == b)
  23. 	{
  24. 		return true;
  25. 	}
  26. 	else
  27. 	{
  28. 		return false;
  29. 	}
  30. }
  32. //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
  33. //具体化优先于常规模板
  34. template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
  35. {
  36. 	if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
  37. 	{
  38. 		return true;
  39. 	}
  40. 	else
  41. 	{
  42. 		return false;
  43. 	}
  44. }
  46. void test01()
  47. {
  48. 	int a = 10;
  49. 	int b = 20;
  50. 	//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
  51. 	bool ret = myCompare(a, b);
  52. 	if (ret)
  53. 	{
  54. 		cout << "a == b " << endl;
  55. 	}
  56. 	else
  57. 	{
  58. 		cout << "a != b " << endl;
  59. 	}
  60. }
  62. void test02()
  63. {
  64. 	Person p1("Tom", 10);
  65. 	Person p2("Tom", 10);
  66. 	//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
  67. 	//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
  68. 	bool ret = myCompare(p1, p2);
  69. 	if (ret)
  70. 	{
  71. 		cout << "p1 == p2 " << endl;
  72. 	}
  73. 	else
  74. 	{
  75. 		cout << "p1 != p2 " << endl;
  76. 	}
  77. }
  79. int main() {
  81. 	test01();
  83. 	test02();
  85. 	system("pause");
  87. 	return 0;
  88. }

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 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

  1. template<typename T>
  2. 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：

  1. #include <string>
  2. //类模板
  3. template<class NameType, class AgeType>
  4. class Person
  5. {
  6. public:
  7. 	Person(NameType name, AgeType age)
  8. 	{
  9. 		this->mName = name;
  10. 		this->mAge = age;
  11. 	}
  12. 	void showPerson()
  13. 	{
  14. 		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
  15. 	}
  16. public:
  17. 	NameType mName;
  18. 	AgeType mAge;
  19. };
  21. void test01()
  22. {
  23. 	// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型
  24. 	Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
  25. 	P1.showPerson();
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

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：

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

示例：

  1. #include <string>
  2. //类模板
  3. template<class NameType, class AgeType = int>
  4. class Person
  5. {
  6. public:
  7. 	Person(NameType name, AgeType age)
  8. 	{
  9. 		this->mName = name;
  10. 		this->mAge = age;
  11. 	}
  12. 	void showPerson()
  13. 	{
  14. 		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
  15. 	}
  16. public:
  17. 	NameType mName;
  18. 	AgeType mAge;
  19. };
  21. //1、类模板没有自动类型推导的使用方式
  22. void test01()
  23. {
  24. 	// 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
  25. 	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
  26. 	p.showPerson();
  27. }
  29. //2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
  30. void test02()
  31. {
  32. 	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
  33. 	p.showPerson();
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	test02();
  42. 	system("pause");
  44. 	return 0;
  45. }

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：

  1. class Person1
  2. {
  3. public:
  4. 	void showPerson1()
  5. 	{
  6. 		cout << "Person1 show" << endl;
  7. 	}
  8. };
  10. class Person2
  11. {
  12. public:
  13. 	void showPerson2()
  14. 	{
  15. 		cout << "Person2 show" << endl;
  16. 	}
  17. };
  19. template<class T>
  20. class MyClass
  21. {
  22. public:
  23. 	T obj;
  25. 	//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
  27. 	void fun1() { obj.showPerson1(); }
  28. 	void fun2() { obj.showPerson2(); }
  30. };
  32. void test01()
  33. {
  34. 	MyClass<Person1> m;
  36. 	m.fun1();
  38. 	//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
  39. }
  41. int main() {
  43. 	test01();
  45. 	system("pause");
  47. 	return 0;
  48. }

总结：类模板中的成员函数并不是一开始就创建的，在调用时才去创建

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：

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

示例：

  1. #include <string>
  2. //类模板
  3. template<class NameType, class AgeType = int>
  4. class Person
  5. {
  6. public:
  7. 	Person(NameType name, AgeType age)
  8. 	{
  9. 		this->mName = name;
  10. 		this->mAge = age;
  11. 	}
  12. 	void showPerson()
  13. 	{
  14. 		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
  15. 	}
  16. public:
  17. 	NameType mName;
  18. 	AgeType mAge;
  19. };
  21. //1、指定传入的类型
  22. void printPerson1(Person<string, int> &p)
  23. {
  24. 	p.showPerson();
  25. }
  26. void test01()
  27. {
  28. 	Person <string, int >p("孙悟空", 100);
  29. 	printPerson1(p);
  30. }
  32. //2、参数模板化
  33. template <class T1, class T2>
  34. void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
  35. {
  36. 	p.showPerson();
  37. 	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;
  38. 	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
  39. }
  40. void test02()
  41. {
  42. 	Person <string, int >p("猪八戒", 90);
  43. 	printPerson2(p);
  44. }
  46. //3、整个类模板化
  47. template<class T>
  48. void printPerson3(T & p)
  49. {
  50. 	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;
  51. 	p.showPerson();
  53. }
  54. void test03()
  55. {
  56. 	Person <string, int >p("唐僧", 30);
  57. 	printPerson3(p);
  58. }
  60. int main() {
  62. 	test01();
  63. 	test02();
  64. 	test03();
  66. 	system("pause");
  68. 	return 0;
  69. }

总结：

  • 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
  • 使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

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：

  1. template<class T>
  2. class Base
  3. {
  4. 	T m;
  5. };
  7. //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
  8. class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
  9. {
  10. };
  11. void test01()
  12. {
  13. 	Son c;
  14. }
  16. //类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
  17. template<class T1, class T2>
  18. class Son2 :public Base<T2>
  19. {
  20. public:
  21. 	Son2()
  22. 	{
  23. 		cout << typeid(T1).name() << endl;
  24. 		cout << typeid(T2).name() << endl;
  25. 	}
  26. };
  28. void test02()
  29. {
  30. 	Son2<int, char> child1;
  31. }
  33. int main() {
  35. 	test01();
  37. 	test02();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型

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：

  1. #include <string>
  3. //类模板中成员函数类外实现
  4. template<class T1, class T2>
  5. class Person {
  6. public:
  7. 	//成员函数类内声明
  8. 	Person(T1 name, T2 age);
  9. 	void showPerson();
  11. public:
  12. 	T1 m_Name;
  13. 	T2 m_Age;
  14. };
  16. //构造函数 类外实现
  17. template<class T1, class T2>
  18. Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
  19. 	this->m_Name = name;
  20. 	this->m_Age = age;
  21. }
  23. //成员函数 类外实现
  24. template<class T1, class T2>
  25. void Person<T1, T2>::showPerson() {
  26. 	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
  27. }
  29. void test01()
  30. {
  31. 	Person<string, int> p("Tom", 20);
  32. 	p.showPerson();
  33. }
  35. int main() {
  37. 	test01();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表

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

示例：

person.hpp中代码：

  1. #pragma once
  2. #include <iostream>
  3. using namespace std;
  4. #include <string>
  6. template<class T1, class T2>
  7. class Person {
  8. public:
  9. 	Person(T1 name, T2 age);
  10. 	void showPerson();
  11. public:
  12. 	T1 m_Name;
  13. 	T2 m_Age;
  14. };
  16. //构造函数 类外实现
  17. template<class T1, class T2>
  18. Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
  19. 	this->m_Name = name;
  20. 	this->m_Age = age;
  21. }
  23. //成员函数 类外实现
  24. template<class T1, class T2>
  25. void Person<T1, T2>::showPerson() {
  26. 	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
  27. }

类模板分文件编写.cpp中代码

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  4. //#include "person.h"
  5. #include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件
  7. //解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
  8. #include "person.hpp"
  9. void test01()
  10. {
  11. 	Person<string, int> p("Tom", 10);
  12. 	p.showPerson();
  13. }
  15. int main() {
  17. 	test01();
  19. 	system("pause");
  21. 	return 0;
  22. }

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

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：

  1. #include <string>
  3. //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
  4. template<class T1, class T2> class Person;
  6. //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
  7. //template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); 
  9. template<class T1, class T2>
  10. void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
  11. {
  12. 	cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
  13. }
  15. template<class T1, class T2>
  16. class Person
  17. {
  18. 	//1、全局函数配合友元   类内实现
  19. 	friend void printPerson(Person<T1, T2> & p)
  20. 	{
  21. 		cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
  22. 	}
  24. 	//全局函数配合友元  类外实现
  25. 	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);
  27. public:
  29. 	Person(T1 name, T2 age)
  30. 	{
  31. 		this->m_Name = name;
  32. 		this->m_Age = age;
  33. 	}
  35. private:
  36. 	T1 m_Name;
  37. 	T2 m_Age;
  39. };
  41. //1、全局函数在类内实现
  42. void test01()
  43. {
  44. 	Person <string, int >p("Tom", 20);
  45. 	printPerson(p);
  46. }
  48. //2、全局函数在类外实现
  49. void test02()
  50. {
  51. 	Person <string, int >p("Jerry", 30);
  52. 	printPerson2(p);
  53. }
  55. int main() {
  57. 	//test01();
  59. 	test02();
  61. 	system("pause");
  63. 	return 0;
  64. }

总结：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

  1. #pragma once
  2. #include <iostream>
  3. using namespace std;
  5. template<class T>
  6. class MyArray
  7. {
  8. public:
  10. 	//构造函数
  11. 	MyArray(int capacity)
  12. 	{
  13. 		this->m_Capacity = capacity;
  14. 		this->m_Size = 0;
  15. 		pAddress = new T[this->m_Capacity];
  16. 	}
  18. 	//拷贝构造
  19. 	MyArray(const MyArray & arr)
  20. 	{
  21. 		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
  22. 		this->m_Size = arr.m_Size;
  23. 		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
  24. 		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
  25. 		{
  26. 			//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，
  27. 			// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝
  28. 			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
  29. 		}
  30. 	}
  32. 	//重载= 操作符  防止浅拷贝问题
  33. 	MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {
  35. 		if (this->pAddress != NULL) {
  36. 			delete[] this->pAddress;
  37. 			this->m_Capacity = 0;
  38. 			this->m_Size = 0;
  39. 		}
  41. 		this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;
  42. 		this->m_Size = myarray.m_Size;
  43. 		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
  44. 		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
  45. 			this->pAddress[i] = myarray[i];
  46. 		}
  47. 		return *this;
  48. 	}
  50. 	//重载[] 操作符  arr[0]
  51. 	T& operator [](int index)
  52. 	{
  53. 		return this->pAddress[index]; //不考虑越界，用户自己去处理
  54. 	}
  56. 	//尾插法
  57. 	void Push_back(const T & val)
  58. 	{
  59. 		if (this->m_Capacity == this->m_Size)
  60. 		{
  61. 			return;
  62. 		}
  63. 		this->pAddress[this->m_Size] = val;
  64. 		this->m_Size++;
  65. 	}
  67. 	//尾删法
  68. 	void Pop_back()
  69. 	{
  70. 		if (this->m_Size == 0)
  71. 		{
  72. 			return;
  73. 		}
  74. 		this->m_Size--;
  75. 	}
  77. 	//获取数组容量
  78. 	int getCapacity()
  79. 	{
  80. 		return this->m_Capacity;
  81. 	}
  83. 	//获取数组大小
  84. 	int	getSize()
  85. 	{
  86. 		return this->m_Size;
  87. 	}
  89. 	//析构
  90. 	~MyArray()
  91. 	{
  92. 		if (this->pAddress != NULL)
  93. 		{
  94. 			delete[] this->pAddress;
  95. 			this->pAddress = NULL;
  96. 			this->m_Capacity = 0;
  97. 			this->m_Size = 0;
  98. 		}
  99. 	}
  101. private:
  102. 	T * pAddress;  //指向一个堆空间，这个空间存储真正的数据
  103. 	int m_Capacity; //容量
  104. 	int m_Size;   // 大小
  105. };

类模板案例—数组类封装.cpp中

  1. #include "myArray.hpp"
  2. #include <string>
  4. void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
  5. 	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
  6. 		cout << arr[i] << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //测试内置数据类型
  12. void test01()
  13. {
  14. 	MyArray<int> array1(10);
  15. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  16. 	{
  17. 		array1.Push_back(i);
  18. 	}
  19. 	cout << "array1打印输出：" << endl;
  20. 	printIntArray(array1);
  21. 	cout << "array1的大小：" << array1.getSize() << endl;
  22. 	cout << "array1的容量：" << array1.getCapacity() << endl;
  24. 	cout << "--------------------------" << endl;
  26. 	MyArray<int> array2(array1);
  27. 	array2.Pop_back();
  28. 	cout << "array2打印输出：" << endl;
  29. 	printIntArray(array2);
  30. 	cout << "array2的大小：" << array2.getSize() << endl;
  31. 	cout << "array2的容量：" << array2.getCapacity() << endl;
  32. }
  34. //测试自定义数据类型
  35. class Person {
  36. public:
  37. 	Person() {}
  38. 		Person(string name, int age) {
  39. 		this->m_Name = name;
  40. 		this->m_Age = age;
  41. 	}
  42. public:
  43. 	string m_Name;
  44. 	int m_Age;
  45. };
  47. void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr)
  48. {
  49. 	for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {
  50. 		cout << "姓名：" << personArr[i].m_Name << " 年龄： " << personArr[i].m_Age << endl;
  51. 	}
  53. }
  55. void test02()
  56. {
  57. 	//创建数组
  58. 	MyArray<Person> pArray(10);
  59. 	Person p1("孙悟空", 30);
  60. 	Person p2("韩信", 20);
  61. 	Person p3("妲己", 18);
  62. 	Person p4("王昭君", 15);
  63. 	Person p5("赵云", 24);
  65. 	//插入数据
  66. 	pArray.Push_back(p1);
  67. 	pArray.Push_back(p2);
  68. 	pArray.Push_back(p3);
  69. 	pArray.Push_back(p4);
  70. 	pArray.Push_back(p5);
  72. 	printPersonArray(pArray);
  74. 	cout << "pArray的大小：" << pArray.getSize() << endl;
  75. 	cout << "pArray的容量：" << pArray.getCapacity() << endl;
  77. }
  79. int main() {
  81. 	//test01();
  83. 	test02();
  85. 	system("pause");
  87. 	return 0;
  88. }

总结：

能够利用所学知识点实现通用的数组

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

  1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
  2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
  5. 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。
  6. 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

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

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  4. void MyPrint(int val)
  5. {
  6. 	cout << val << endl;
  7. }
  9. void test01() {
  11. 	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
  12. 	vector<int> v;
  13. 	//向容器中放数据
  14. 	v.push_back(10);
  15. 	v.push_back(20);
  16. 	v.push_back(30);
  17. 	v.push_back(40);
  19. 	//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
  20. 	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
  21. 	//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
  22. 	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型
  24. 	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
  25. 	vector<int>::iterator pEnd = v.end();
  27. 	//第一种遍历方式：
  28. 	while (pBegin != pEnd) {
  29. 		cout << *pBegin << endl;
  30. 		pBegin++;
  31. 	}
  33. 	//第二种遍历方式：
  34. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  35. 		cout << *it << endl;
  36. 	}
  37. 	cout << endl;
  39. 	//第三种遍历方式：
  40. 	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
  41. 	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
  42. }
  44. int main() {
  46. 	test01();
  48. 	system("pause");
  50. 	return 0;
  51. }

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <string>
  4. //自定义数据类型
  5. class Person {
  6. public:
  7. 	Person(string name, int age) {
  8. 		mName = name;
  9. 		mAge = age;
  10. 	}
  11. public:
  12. 	string mName;
  13. 	int mAge;
  14. };
  15. //存放对象
  16. void test01() {
  18. 	vector<Person> v;
  20. 	//创建数据
  21. 	Person p1("aaa", 10);
  22. 	Person p2("bbb", 20);
  23. 	Person p3("ccc", 30);
  24. 	Person p4("ddd", 40);
  25. 	Person p5("eee", 50);
  27. 	v.push_back(p1);
  28. 	v.push_back(p2);
  29. 	v.push_back(p3);
  30. 	v.push_back(p4);
  31. 	v.push_back(p5);
  33. 	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  34. 		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;
  36. 	}
  37. }
  39. //放对象指针
  40. void test02() {
  42. 	vector<Person*> v;
  44. 	//创建数据
  45. 	Person p1("aaa", 10);
  46. 	Person p2("bbb", 20);
  47. 	Person p3("ccc", 30);
  48. 	Person p4("ddd", 40);
  49. 	Person p5("eee", 50);
  51. 	v.push_back(&p1);
  52. 	v.push_back(&p2);
  53. 	v.push_back(&p3);
  54. 	v.push_back(&p4);
  55. 	v.push_back(&p5);
  57. 	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  58. 		Person * p = (*it);
  59. 		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
  60. 	}
  61. }
  63. int main() {
  65. 	test01();
  67. 	test02();
  69. 	system("pause");
  71. 	return 0;
  72. }

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：

  1. #include <vector>
  3. //容器嵌套容器
  4. void test01() {
  6. 	vector< vector<int> >  v;
  8. 	vector<int> v1;
  9. 	vector<int> v2;
  10. 	vector<int> v3;
  11. 	vector<int> v4;
  13. 	for (int i = 0; i < 4; i++) {
  14. 		v1.push_back(i + 1);
  15. 		v2.push_back(i + 2);
  16. 		v3.push_back(i + 3);
  17. 		v4.push_back(i + 4);
  18. 	}
  20. 	//将容器元素插入到vector v中
  21. 	v.push_back(v1);
  22. 	v.push_back(v2);
  23. 	v.push_back(v3);
  24. 	v.push_back(v4);
  26. 	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  28. 		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
  29. 			cout << *vit << " ";
  30. 		}
  31. 		cout << endl;
  32. 	}
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	system("pause");
  42. 	return 0;
  43. }

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：

  1. #include <string>
  2. //string构造
  3. void test01()
  4. {
  5. 	string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
  6. 	cout << "str1 = " << s1 << endl;
  8. 	const char* str = "hello world";
  9. 	string s2(str); //把c_string转换成了string
  11. 	cout << "str2 = " << s2 << endl;
  13. 	string s3(s2); //调用拷贝构造函数
  14. 	cout << "str3 = " << s3 << endl;
  16. 	string s4(10, 'a');
  17. 	cout << "str3 = " << s3 << endl;
  18. }
  20. int main() {
  22. 	test01();
  24. 	system("pause");
  26. 	return 0;
  27. }

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：

  1. //赋值
  2. void test01()
  3. {
  4. 	string str1;
  5. 	str1 = "hello world";
  6. 	cout << "str1 = " << str1 << endl;
  8. 	string str2;
  9. 	str2 = str1;
  10. 	cout << "str2 = " << str2 << endl;
  12. 	string str3;
  13. 	str3 = 'a';
  14. 	cout << "str3 = " << str3 << endl;
  16. 	string str4;
  17. 	str4.assign("hello c++");
  18. 	cout << "str4 = " << str4 << endl;
  20. 	string str5;
  21. 	str5.assign("hello c++",5);
  22. 	cout << "str5 = " << str5 << endl;
  24. 	string str6;
  25. 	str6.assign(str5);
  26. 	cout << "str6 = " << str6 << endl;
  28. 	string str7;
  29. 	str7.assign(5, 'x');
  30. 	cout << "str7 = " << str7 << endl;
  31. }
  33. int main() {
  35. 	test01();
  37. 	system("pause");
  39. 	return 0;
  40. }

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：

  1. //字符串拼接
  2. void test01()
  3. {
  4. 	string str1 = "我";
  6. 	str1 += "爱玩游戏";
  8. 	cout << "str1 = " << str1 << endl;
  10. 	str1 += ':';
  12. 	cout << "str1 = " << str1 << endl;
  14. 	string str2 = "LOL DNF";
  16. 	str1 += str2;
  18. 	cout << "str1 = " << str1 << endl;
  20. 	string str3 = "I";
  21. 	str3.append(" love ");
  22. 	str3.append("game abcde", 4);
  23. 	//str3.append(str2);
  24. 	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
  25. 	cout << "str3 = " << str3 << endl;
  26. }
  27. int main() {
  29. 	test01();
  31. 	system("pause");
  33. 	return 0;
  34. }

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：

  1. //查找和替换
  2. void test01()
  3. {
  4. 	//查找
  5. 	string str1 = "abcdefgde";
  7. 	int pos = str1.find("de");
  9. 	if (pos == -1)
  10. 	{
  11. 		cout << "未找到" << endl;
  12. 	}
  13. 	else
  14. 	{
  15. 		cout << "pos = " << pos << endl;
  16. 	}
  18. 	pos = str1.rfind("de");
  20. 	cout << "pos = " << pos << endl;
  22. }
  24. void test02()
  25. {
  26. 	//替换
  27. 	string str1 = "abcdefgde";
  28. 	str1.replace(1, 3, "1111");
  30. 	cout << "str1 = " << str1 << endl;
  31. }
  33. int main() {
  35. 	//test01();
  36. 	//test02();
  38. 	system("pause");
  40. 	return 0;
  41. }

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：

  1. //字符串比较
  2. void test01()
  3. {
  5. 	string s1 = "hello";
  6. 	string s2 = "aello";
  8. 	int ret = s1.compare(s2);
  10. 	if (ret == 0) {
  11. 		cout << "s1 等于 s2" << endl;
  12. 	}
  13. 	else if (ret > 0)
  14. 	{
  15. 		cout << "s1 大于 s2" << endl;
  16. 	}
  17. 	else
  18. 	{
  19. 		cout << "s1 小于 s2" << endl;
  20. 	}
  22. }
  24. int main() {
  26. 	test01();
  28. 	system("pause");
  30. 	return 0;
  31. }

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：

  1. void test01()
  2. {
  3. 	string str = "hello world";
  5. 	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
  6. 	{
  7. 		cout << str[i] << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  11. 	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
  12. 	{
  13. 		cout << str.at(i) << " ";
  14. 	}
  15. 	cout << endl;
  17. 	//字符修改
  18. 	str[0] = 'x';
  19. 	str.at(1) = 'x';
  20. 	cout << str << endl;
  22. }
  24. int main() {
  26. 	test01();
  28. 	system("pause");
  30. 	return 0;
  31. }

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

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：

  1. //字符串插入和删除
  2. void test01()
  3. {
  4. 	string str = "hello";
  5. 	str.insert(1, "111");
  6. 	cout << str << endl;
  8. 	str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
  9. 	cout << str << endl;
  10. }
  12. int main() {
  14. 	test01();
  16. 	system("pause");
  18. 	return 0;
  19. }

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：

  1. //子串
  2. void test01()
  3. {
  5. 	string str = "abcdefg";
  6. 	string subStr = str.substr(1, 3);
  7. 	cout << "subStr = " << subStr << endl;
  9. 	string email = "hello@sina.com";
  10. 	int pos = email.find("@");
  11. 	string username = email.substr(0, pos);
  12. 	cout << "username: " << username << endl;
  14. }
  16. int main() {
  18. 	test01();
  20. 	system("pause");
  22. 	return 0;
  23. }

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：

  1. #include <vector>
  3. void printVector(vector<int>& v) {
  5. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. void test01()
  12. {
  13. 	vector<int> v1; //无参构造
  14. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  15. 	{
  16. 		v1.push_back(i);
  17. 	}
  18. 	printVector(v1);
  20. 	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
  21. 	printVector(v2);
  23. 	vector<int> v3(10, 100);
  24. 	printVector(v3);
  26. 	vector<int> v4(v3);
  27. 	printVector(v4);
  28. }
  30. int main() {
  32. 	test01();
  34. 	system("pause");
  36. 	return 0;
  37. }

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：

  1. #include <vector>
  3. void printVector(vector<int>& v) {
  5. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //赋值操作
  12. void test01()
  13. {
  14. 	vector<int> v1; //无参构造
  15. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  16. 	{
  17. 		v1.push_back(i);
  18. 	}
  19. 	printVector(v1);
  21. 	vector<int>v2;
  22. 	v2 = v1;
  23. 	printVector(v2);
  25. 	vector<int>v3;
  26. 	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
  27. 	printVector(v3);
  29. 	vector<int>v4;
  30. 	v4.assign(10, 100);
  31. 	printVector(v4);
  32. }
  34. int main() {
  36. 	test01();
  38. 	system("pause");
  40. 	return 0;
  41. }

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

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：

  1. #include <vector>
  3. void printVector(vector<int>& v) {
  5. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. void test01()
  12. {
  13. 	vector<int> v1;
  14. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  15. 	{
  16. 		v1.push_back(i);
  17. 	}
  18. 	printVector(v1);
  19. 	if (v1.empty())
  20. 	{
  21. 		cout << "v1为空" << endl;
  22. 	}
  23. 	else
  24. 	{
  25. 		cout << "v1不为空" << endl;
  26. 		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
  27. 		cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
  28. 	}
  30. 	//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
  31. 	v1.resize(15,10);
  32. 	printVector(v1);
  34. 	//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
  35. 	v1.resize(5);
  36. 	printVector(v1);
  37. }
  39. int main() {
  41. 	test01();
  43. 	system("pause");
  45. 	return 0;
  46. }

总结：

  • 判断是否为空 --- empty
  • 返回元素个数 --- size
  • 返回容器容量 --- capacity
  • 重新指定大小 --- resize

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：

  1. #include <vector>
  3. void printVector(vector<int>& v) {
  5. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //插入和删除
  12. void test01()
  13. {
  14. 	vector<int> v1;
  15. 	//尾插
  16. 	v1.push_back(10);
  17. 	v1.push_back(20);
  18. 	v1.push_back(30);
  19. 	v1.push_back(40);
  20. 	v1.push_back(50);
  21. 	printVector(v1);
  22. 	//尾删
  23. 	v1.pop_back();
  24. 	printVector(v1);
  25. 	//插入
  26. 	v1.insert(v1.begin(), 100);
  27. 	printVector(v1);
  29. 	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
  30. 	printVector(v1);
  32. 	//删除
  33. 	v1.erase(v1.begin());
  34. 	printVector(v1);
  36. 	//清空
  37. 	v1.erase(v1.begin(), v1.end());
  38. 	v1.clear();
  39. 	printVector(v1);
  40. }
  42. int main() {
  44. 	test01();
  46. 	system("pause");
  48. 	return 0;
  49. }

总结：

  • 尾插 --- push_back
  • 尾删 --- pop_back
  • 插入 --- insert (位置迭代器)
  • 删除 --- erase （位置迭代器）
  • 清空 --- clear

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：

  1. #include <vector>
  3. void test01()
  4. {
  5. 	vector<int>v1;
  6. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  7. 	{
  8. 		v1.push_back(i);
  9. 	}
  11. 	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
  12. 	{
  13. 		cout << v1[i] << " ";
  14. 	}
  15. 	cout << endl;
  17. 	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
  18. 	{
  19. 		cout << v1.at(i) << " ";
  20. 	}
  21. 	cout << endl;
  23. 	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
  24. 	cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
  25. }
  27. int main() {
  29. 	test01();
  31. 	system("pause");
  33. 	return 0;
  34. }

总结：

  • 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
  • back返回容器最后一个元素

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：

  1. #include <vector>
  3. void printVector(vector<int>& v) {
  5. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. void test01()
  12. {
  13. 	vector<int>v1;
  14. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  15. 	{
  16. 		v1.push_back(i);
  17. 	}
  18. 	printVector(v1);
  20. 	vector<int>v2;
  21. 	for (int i = 10; i > 0; i--)
  22. 	{
  23. 		v2.push_back(i);
  24. 	}
  25. 	printVector(v2);
  27. 	//互换容器
  28. 	cout << "互换后" << endl;
  29. 	v1.swap(v2);
  30. 	printVector(v1);
  31. 	printVector(v2);
  32. }
  34. void test02()
  35. {
  36. 	vector<int> v;
  37. 	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
  38. 		v.push_back(i);
  39. 	}
  41. 	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  42. 	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
  44. 	v.resize(3);
  46. 	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  47. 	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
  49. 	//收缩内存
  50. 	vector<int>(v).swap(v); //匿名对象
  52. 	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  53. 	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
  54. }
  56. int main() {
  58. 	test01();
  60. 	test02();
  62. 	system("pause");
  64. 	return 0;
  65. }

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：

  1. #include <vector>
  3. void test01()
  4. {
  5. 	vector<int> v;
  7. 	//预留空间
  8. 	v.reserve(100000);
  10. 	int num = 0;
  11. 	int* p = NULL;
  12. 	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
  13. 		v.push_back(i);
  14. 		if (p != &v[0]) {
  15. 			p = &v[0];
  16. 			num++;
  17. 		}
  18. 	}
  20. 	cout << "num:" << num << endl;
  21. }
  23. int main() {
  25. 	test01();
  27. 	system("pause");
  29. 	return 0;
  30. }

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回比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

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：

  1. #include <deque>
  3. void printDeque(const deque<int>& d)
  4. {
  5. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  11. //deque构造
  12. void test01() {
  14. 	deque<int> d1; //无参构造函数
  15. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  16. 	{
  17. 		d1.push_back(i);
  18. 	}
  19. 	printDeque(d1);
  20. 	deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
  21. 	printDeque(d2);
  23. 	deque<int>d3(10,100);
  24. 	printDeque(d3);
  26. 	deque<int>d4 = d3;
  27. 	printDeque(d4);
  28. }
  30. int main() {
  32. 	test01();
  34. 	system("pause");
  36. 	return 0;
  37. }

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：

  1. #include <deque>
  3. void printDeque(const deque<int>& d)
  4. {
  5. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  11. //赋值操作
  12. void test01()
  13. {
  14. 	deque<int> d1;
  15. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  16. 	{
  17. 		d1.push_back(i);
  18. 	}
  19. 	printDeque(d1);
  21. 	deque<int>d2;
  22. 	d2 = d1;
  23. 	printDeque(d2);
  25. 	deque<int>d3;
  26. 	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
  27. 	printDeque(d3);
  29. 	deque<int>d4;
  30. 	d4.assign(10, 100);
  31. 	printDeque(d4);
  33. }
  35. int main() {
  37. 	test01();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

总结：deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

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：

  1. #include <deque>
  3. void printDeque(const deque<int>& d)
  4. {
  5. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. //大小操作
  13. void test01()
  14. {
  15. 	deque<int> d1;
  16. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  17. 	{
  18. 		d1.push_back(i);
  19. 	}
  20. 	printDeque(d1);
  22. 	//判断容器是否为空
  23. 	if (d1.empty()) {
  24. 		cout << "d1为空!" << endl;
  25. 	}
  26. 	else {
  27. 		cout << "d1不为空!" << endl;
  28. 		//统计大小
  29. 		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
  30. 	}
  32. 	//重新指定大小
  33. 	d1.resize(15, 1);
  34. 	printDeque(d1);
  36. 	d1.resize(5);
  37. 	printDeque(d1);
  38. }
  40. int main() {
  42. 	test01();
  44. 	system("pause");
  46. 	return 0;
  47. }

总结：

  • deque没有容量的概念
  • 判断是否为空 --- empty
  • 返回元素个数 --- size
  • 重新指定个数 --- resize

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：

  1. #include <deque>
  3. void printDeque(const deque<int>& d)
  4. {
  5. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  11. //两端操作
  12. void test01()
  13. {
  14. 	deque<int> d;
  15. 	//尾插
  16. 	d.push_back(10);
  17. 	d.push_back(20);
  18. 	//头插
  19. 	d.push_front(100);
  20. 	d.push_front(200);
  22. 	printDeque(d);
  24. 	//尾删
  25. 	d.pop_back();
  26. 	//头删
  27. 	d.pop_front();
  28. 	printDeque(d);
  29. }
  31. //插入
  32. void test02()
  33. {
  34. 	deque<int> d;
  35. 	d.push_back(10);
  36. 	d.push_back(20);
  37. 	d.push_front(100);
  38. 	d.push_front(200);
  39. 	printDeque(d);
  41. 	d.insert(d.begin(), 1000);
  42. 	printDeque(d);
  44. 	d.insert(d.begin(), 2,10000);
  45. 	printDeque(d);
  47. 	deque<int>d2;
  48. 	d2.push_back(1);
  49. 	d2.push_back(2);
  50. 	d2.push_back(3);
  52. 	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
  53. 	printDeque(d);
  55. }
  57. //删除
  58. void test03()
  59. {
  60. 	deque<int> d;
  61. 	d.push_back(10);
  62. 	d.push_back(20);
  63. 	d.push_front(100);
  64. 	d.push_front(200);
  65. 	printDeque(d);
  67. 	d.erase(d.begin());
  68. 	printDeque(d);
  70. 	d.erase(d.begin(), d.end());
  71. 	d.clear();
  72. 	printDeque(d);
  73. }
  75. int main() {
  77. 	//test01();
  79. 	//test02();
  81.     test03();
  83. 	system("pause");
  85. 	return 0;
  86. }

总结：

  • 插入和删除提供的位置是迭代器！
  • 尾插 --- push_back
  • 尾删 --- pop_back
  • 头插 --- push_front
  • 头删 --- pop_front

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：

  1. #include <deque>
  3. void printDeque(const deque<int>& d)
  4. {
  5. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. //数据存取
  13. void test01()
  14. {
  16. 	deque<int> d;
  17. 	d.push_back(10);
  18. 	d.push_back(20);
  19. 	d.push_front(100);
  20. 	d.push_front(200);
  22. 	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
  23. 		cout << d[i] << " ";
  24. 	}
  25. 	cout << endl;
  27. 	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
  28. 		cout << d.at(i) << " ";
  29. 	}
  30. 	cout << endl;
  32. 	cout << "front:" << d.front() << endl;
  34. 	cout << "back:" << d.back() << endl;
  36. }
  38. int main() {
  40. 	test01();
  42. 	system("pause");
  44. 	return 0;
  45. }

总结：

  • 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以
  • front返回容器第一个元素
  • back返回容器最后一个元素

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：

  1. #include <deque>
  2. #include <algorithm>
  4. void printDeque(const deque<int>& d)
  5. {
  6. 	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
  7. 		cout << *it << " ";
  9. 	}
  10. 	cout << endl;
  11. }
  13. void test01()
  14. {
  16. 	deque<int> d;
  17. 	d.push_back(10);
  18. 	d.push_back(20);
  19. 	d.push_front(100);
  20. 	d.push_front(200);
  22. 	printDeque(d);
  23. 	sort(d.begin(), d.end());
  24. 	printDeque(d);
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

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

  1. 创建五名选手，放到vector中
  2. 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
  3. sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
  4. deque容器遍历一遍，累加总分
  5. 获取平均分

示例代码：

  1. //选手类
  2. class Person
  3. {
  4. public:
  5. 	Person(string name, int score)
  6. 	{
  7. 		this->m_Name = name;
  8. 		this->m_Score = score;
  9. 	}
  11. 	string m_Name; //姓名
  12. 	int m_Score;  //平均分
  13. };
  15. void createPerson(vector<Person>&v)
  16. {
  17. 	string nameSeed = "ABCDE";
  18. 	for (int i = 0; i < 5; i++)
  19. 	{
  20. 		string name = "选手";
  21. 		name += nameSeed[i];
  23. 		int score = 0;
  25. 		Person p(name, score);
  27. 		//将创建的person对象 放入到容器中
  28. 		v.push_back(p);
  29. 	}
  30. }
  32. //打分
  33. void setScore(vector<Person>&v)
  34. {
  35. 	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  36. 	{
  37. 		//将评委的分数 放入到deque容器中
  38. 		deque<int>d;
  39. 		for (int i = 0; i < 10; i++)
  40. 		{
  41. 			int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100
  42. 			d.push_back(score);
  43. 		}
  45. 		//cout << "选手： " << it->m_Name << " 打分： " << endl;
  46. 		//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
  47. 		//{
  48. 		//	cout << *dit << " ";
  49. 		//}
  50. 		//cout << endl;
  52. 		//排序
  53. 		sort(d.begin(), d.end());
  55. 		//去除最高和最低分
  56. 		d.pop_back();
  57. 		d.pop_front();
  59. 		//取平均分
  60. 		int sum = 0;
  61. 		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
  62. 		{
  63. 			sum += *dit; //累加每个评委的分数
  64. 		}
  66. 		int avg = sum / d.size();
  68. 		//将平均分 赋值给选手身上
  69. 		it->m_Score = avg;
  70. 	}
  72. }
  74. void showScore(vector<Person>&v)
  75. {
  76. 	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  77. 	{
  78. 		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 平均分： " << it->m_Score << endl;
  79. 	}
  80. }
  82. int main() {
  84. 	//随机数种子
  85. 	srand((unsigned int)time(NULL));
  87. 	//1、创建5名选手
  88. 	vector<Person>v;  //存放选手容器
  89. 	createPerson(v);
  91. 	//测试
  92. 	//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  93. 	//{
  94. 	//	cout << "姓名： " << (*it).m_Name << " 分数： " << (*it).m_Score << endl;
  95. 	//}
  97. 	//2、给5名选手打分
  98. 	setScore(v);
  100. 	//3、显示最后得分
  101. 	showScore(v);
  103. 	system("pause");
  105. 	return 0;
  106. }

总结： 选取不同的容器操作数据，可以提升代码的效率

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：

  1. #include <stack>
  3. //栈容器常用接口
  4. void test01()
  5. {
  6. 	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
  7. 	stack<int> s;
  9. 	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
  10. 	s.push(10);
  11. 	s.push(20);
  12. 	s.push(30);
  14. 	while (!s.empty()) {
  15. 		//输出栈顶元素
  16. 		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
  17. 		//弹出栈顶元素
  18. 		s.pop();
  19. 	}
  20. 	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;
  22. }
  24. int main() {
  26. 	test01();
  28. 	system("pause");
  30. 	return 0;
  31. }

总结：

  • 入栈 --- push
  • 出栈 --- pop
  • 返回栈顶 --- top
  • 判断栈是否为空 --- empty
  • 返回栈大小 --- size

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：

  1. #include <queue>
  2. #include <string>
  3. class Person
  4. {
  5. public:
  6. 	Person(string name, int age)
  7. 	{
  8. 		this->m_Name = name;
  9. 		this->m_Age = age;
  10. 	}
  12. 	string m_Name;
  13. 	int m_Age;
  14. };
  16. void test01() {
  18. 	//创建队列
  19. 	queue<Person> q;
  21. 	//准备数据
  22. 	Person p1("唐僧", 30);
  23. 	Person p2("孙悟空", 1000);
  24. 	Person p3("猪八戒", 900);
  25. 	Person p4("沙僧", 800);
  27. 	//向队列中添加元素  入队操作
  28. 	q.push(p1);
  29. 	q.push(p2);
  30. 	q.push(p3);
  31. 	q.push(p4);
  33. 	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问
  34. 	while (!q.empty()) {
  35. 		//输出队头元素
  36. 		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name
  37.               << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
  39. 		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name
  40.               << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
  42. 		cout << endl;
  43. 		//弹出队头元素
  44. 		q.pop();
  45. 	}
  47. 	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
  48. }
  50. int main() {
  52. 	test01();
  54. 	system("pause");
  56. 	return 0;
  57. }

总结：

  • 入队 --- push
  • 出队 --- pop
  • 返回队头元素 --- front
  • 返回队尾元素 --- back
  • 判断队是否为空 --- empty
  • 返回队列大小 --- size

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

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

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：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5. 	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. void test01()
  12. {
  13. 	list<int>L1;
  14. 	L1.push_back(10);
  15. 	L1.push_back(20);
  16. 	L1.push_back(30);
  17. 	L1.push_back(40);
  19. 	printList(L1);
  21. 	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
  22. 	printList(L2);
  24. 	list<int>L3(L2);
  25. 	printList(L3);
  27. 	list<int>L4(10, 1000);
  28. 	printList(L4);
  29. }
  31. int main() {
  33. 	test01();
  35. 	system("pause");
  37. 	return 0;
  38. }

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

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：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5. 	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //赋值和交换
  12. void test01()
  13. {
  14. 	list<int>L1;
  15. 	L1.push_back(10);
  16. 	L1.push_back(20);
  17. 	L1.push_back(30);
  18. 	L1.push_back(40);
  19. 	printList(L1);
  21. 	//赋值
  22. 	list<int>L2;
  23. 	L2 = L1;
  24. 	printList(L2);
  26. 	list<int>L3;
  27. 	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
  28. 	printList(L3);
  30. 	list<int>L4;
  31. 	L4.assign(10, 100);
  32. 	printList(L4);
  34. }
  36. //交换
  37. void test02()
  38. {
  40. 	list<int>L1;
  41. 	L1.push_back(10);
  42. 	L1.push_back(20);
  43. 	L1.push_back(30);
  44. 	L1.push_back(40);
  46. 	list<int>L2;
  47. 	L2.assign(10, 100);
  49. 	cout << "交换前： " << endl;
  50. 	printList(L1);
  51. 	printList(L2);
  53. 	cout << endl;
  55. 	L1.swap(L2);
  57. 	cout << "交换后： " << endl;
  58. 	printList(L1);
  59. 	printList(L2);
  61. }
  63. int main() {
  65. 	//test01();
  67. 	test02();
  69. 	system("pause");
  71. 	return 0;
  72. }

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

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。

    1.   ​					    //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5. 	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //大小操作
  12. void test01()
  13. {
  14. 	list<int>L1;
  15. 	L1.push_back(10);
  16. 	L1.push_back(20);
  17. 	L1.push_back(30);
  18. 	L1.push_back(40);
  20. 	if (L1.empty())
  21. 	{
  22. 		cout << "L1为空" << endl;
  23. 	}
  24. 	else
  25. 	{
  26. 		cout << "L1不为空" << endl;
  27. 		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
  28. 	}
  30. 	//重新指定大小
  31. 	L1.resize(10);
  32. 	printList(L1);
  34. 	L1.resize(2);
  35. 	printList(L1);
  36. }
  38. int main() {
  40. 	test01();
  42. 	system("pause");
  44. 	return 0;
  45. }

总结：

  • 判断是否为空 --- empty
  • 返回元素个数 --- size
  • 重新指定个数 --- resize

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：

  1. #include <list>
  3. void printList(const list<int>& L) {
  5. 	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  6. 		cout << *it << " ";
  7. 	}
  8. 	cout << endl;
  9. }
  11. //插入和删除
  12. void test01()
  13. {
  14. 	list<int> L;
  15. 	//尾插
  16. 	L.push_back(10);
  17. 	L.push_back(20);
  18. 	L.push_back(30);
  19. 	//头插
  20. 	L.push_front(100);
  21. 	L.push_front(200);
  22. 	L.push_front(300);
  24. 	printList(L);
  26. 	//尾删
  27. 	L.pop_back();
  28. 	printList(L);
  30. 	//头删
  31. 	L.pop_front();
  32. 	printList(L);
  34. 	//插入
  35. 	list<int>::iterator it = L.begin();
  36. 	L.insert(++it, 1000);
  37. 	printList(L);
  39. 	//删除
  40. 	it = L.begin();
  41. 	L.erase(++it);
  42. 	printList(L);
  44. 	//移除
  45. 	L.push_back(10000);
  46. 	L.push_back(10000);
  47. 	L.push_back(10000);
  48. 	printList(L);
  49. 	L.remove(10000);
  50. 	printList(L);
  52.     //清空
  53. 	L.clear();
  54. 	printList(L);
  55. }
  57. int main() {
  59. 	test01();
  61. 	system("pause");
  63. 	return 0;
  64. }

总结：

  • 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

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：

  1. #include <list>
  3. //数据存取
  4. void test01()
  5. {
  6. 	list<int>L1;
  7. 	L1.push_back(10);
  8. 	L1.push_back(20);
  9. 	L1.push_back(30);
  10. 	L1.push_back(40);
  12. 	//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
  13. 	//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
  14. 	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
  15. 	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;
  17. 	//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
  18. 	list<int>::iterator it = L1.begin();
  19. 	//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
  20. }
  22. int main() {
  24. 	test01();
  26. 	system("pause");
  28. 	return 0;
  29. }

总结：

  • 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

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：

  1. void printList(const list<int>& L) {
  3. 	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  4. 		cout << *it << " ";
  5. 	}
  6. 	cout << endl;
  7. }
  9. bool myCompare(int val1 , int val2)
  10. {
  11. 	return val1 > val2;
  12. }
  14. //反转和排序
  15. void test01()
  16. {
  17. 	list<int> L;
  18. 	L.push_back(90);
  19. 	L.push_back(30);
  20. 	L.push_back(20);
  21. 	L.push_back(70);
  22. 	printList(L);
  24. 	//反转容器的元素
  25. 	L.reverse();
  26. 	printList(L);
  28. 	//排序
  29. 	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
  30. 	printList(L);
  32. 	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
  33. 	printList(L);
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	system("pause");
  42. 	return 0;
  43. }

总结：

  • 反转 --- reverse
  • 排序 --- sort （成员函数）

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：

  1. #include <list>
  2. #include <string>
  3. class Person {
  4. public:
  5. 	Person(string name, int age , int height) {
  6. 		m_Name = name;
  7. 		m_Age = age;
  8. 		m_Height = height;
  9. 	}
  11. public:
  12. 	string m_Name;  //姓名
  13. 	int m_Age;      //年龄
  14. 	int m_Height;   //身高
  15. };
  17. bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {
  19. 	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
  20. 		return p1.m_Height  > p2.m_Height;
  21. 	}
  22. 	else
  23. 	{
  24. 		return  p1.m_Age < p2.m_Age;
  25. 	}
  27. }
  29. void test01() {
  31. 	list<Person> L;
  33. 	Person p1("刘备", 35 , 175);
  34. 	Person p2("曹操", 45 , 180);
  35. 	Person p3("孙权", 40 , 170);
  36. 	Person p4("赵云", 25 , 190);
  37. 	Person p5("张飞", 35 , 160);
  38. 	Person p6("关羽", 35 , 200);
  40. 	L.push_back(p1);
  41. 	L.push_back(p2);
  42. 	L.push_back(p3);
  43. 	L.push_back(p4);
  44. 	L.push_back(p5);
  45. 	L.push_back(p6);
  47. 	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  48. 		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age
  49.               << " 身高： " << it->m_Height << endl;
  50. 	}
  52. 	cout << "---------------------------------" << endl;
  53. 	L.sort(ComparePerson); //排序
  55. 	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
  56. 		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age
  57.               << " 身高： " << it->m_Height << endl;
  58. 	}
  59. }
  61. int main() {
  63. 	test01();
  65. 	system("pause");
  67. 	return 0;
  68. }

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); //重载等号操作符

示例：

  1. #include <set>
  3. void printSet(set<int> & s)
  4. {
  5. 	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. //构造和赋值
  13. void test01()
  14. {
  15. 	set<int> s1;
  17. 	s1.insert(10);
  18. 	s1.insert(30);
  19. 	s1.insert(20);
  20. 	s1.insert(40);
  21. 	printSet(s1);
  23. 	//拷贝构造
  24. 	set<int>s2(s1);
  25. 	printSet(s2);
  27. 	//赋值
  28. 	set<int>s3;
  29. 	s3 = s2;
  30. 	printSet(s3);
  31. }
  33. int main() {
  35. 	test01();
  37. 	system("pause");
  39. 	return 0;
  40. }

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：

  1. #include <set>
  3. void printSet(set<int> & s)
  4. {
  5. 	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. //大小
  13. void test01()
  14. {
  16. 	set<int> s1;
  18. 	s1.insert(10);
  19. 	s1.insert(30);
  20. 	s1.insert(20);
  21. 	s1.insert(40);
  23. 	if (s1.empty())
  24. 	{
  25. 		cout << "s1为空" << endl;
  26. 	}
  27. 	else
  28. 	{
  29. 		cout << "s1不为空" << endl;
  30. 		cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;
  31. 	}
  33. }
  35. //交换
  36. void test02()
  37. {
  38. 	set<int> s1;
  40. 	s1.insert(10);
  41. 	s1.insert(30);
  42. 	s1.insert(20);
  43. 	s1.insert(40);
  45. 	set<int> s2;
  47. 	s2.insert(100);
  48. 	s2.insert(300);
  49. 	s2.insert(200);
  50. 	s2.insert(400);
  52. 	cout << "交换前" << endl;
  53. 	printSet(s1);
  54. 	printSet(s2);
  55. 	cout << endl;
  57. 	cout << "交换后" << endl;
  58. 	s1.swap(s2);
  59. 	printSet(s1);
  60. 	printSet(s2);
  61. }
  63. int main() {
  65. 	//test01();
  67. 	test02();
  69. 	system("pause");
  71. 	return 0;
  72. }

总结：

  • 统计大小 --- size
  • 判断是否为空 --- empty
  • 交换容器 --- swap

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：

  1. #include <set>
  3. void printSet(set<int> & s)
  4. {
  5. 	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << *it << " ";
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. //插入和删除
  13. void test01()
  14. {
  15. 	set<int> s1;
  16. 	//插入
  17. 	s1.insert(10);
  18. 	s1.insert(30);
  19. 	s1.insert(20);
  20. 	s1.insert(40);
  21. 	printSet(s1);
  23. 	//删除
  24. 	s1.erase(s1.begin());
  25. 	printSet(s1);
  27. 	s1.erase(30);
  28. 	printSet(s1);
  30. 	//清空
  31. 	//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
  32. 	s1.clear();
  33. 	printSet(s1);
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	system("pause");
  42. 	return 0;
  43. }

总结：

  • 插入 --- insert
  • 删除 --- erase
  • 清空 --- clear

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：

  1. #include <set>
  3. //查找和统计
  4. void test01()
  5. {
  6. 	set<int> s1;
  7. 	//插入
  8. 	s1.insert(10);
  9. 	s1.insert(30);
  10. 	s1.insert(20);
  11. 	s1.insert(40);
  13. 	//查找
  14. 	set<int>::iterator pos = s1.find(30);
  16. 	if (pos != s1.end())
  17. 	{
  18. 		cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;
  19. 	}
  20. 	else
  21. 	{
  22. 		cout << "未找到元素" << endl;
  23. 	}
  25. 	//统计
  26. 	int num = s1.count(30);
  27. 	cout << "num = " << num << endl;
  28. }
  30. int main() {
  32. 	test01();
  34. 	system("pause");
  36. 	return 0;
  37. }

总结：

  • 查找 --- find （返回的是迭代器）
  • 统计 --- count （对于set，结果为0或者1）

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：

  1. #include <set>
  3. //set和multiset区别
  4. void test01()
  5. {
  6. 	set<int> s;
  7. 	pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);
  8. 	if (ret.second) {
  9. 		cout << "第一次插入成功!" << endl;
  10. 	}
  11. 	else {
  12. 		cout << "第一次插入失败!" << endl;
  13. 	}
  15. 	ret = s.insert(10);
  16. 	if (ret.second) {
  17. 		cout << "第二次插入成功!" << endl;
  18. 	}
  19. 	else {
  20. 		cout << "第二次插入失败!" << endl;
  21. 	}
  23. 	//multiset
  24. 	multiset<int> ms;
  25. 	ms.insert(10);
  26. 	ms.insert(10);
  28. 	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
  29. 		cout << *it << " ";
  30. 	}
  31. 	cout << endl;
  32. }
  34. int main() {
  36. 	test01();
  38. 	system("pause");
  40. 	return 0;
  41. }

总结：

  • 如果不允许插入重复数据可以利用set
  • 如果需要插入重复数据利用multiset

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：

  1. #include <string>
  3. //对组创建
  4. void test01()
  5. {
  6. 	pair<string, int> p(string("Tom"), 20);
  7. 	cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;
  9. 	pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
  10. 	cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
  11. }
  13. int main() {
  15. 	test01();
  17. 	system("pause");
  19. 	return 0;
  20. }

总结：

两种方式都可以创建对组，记住一种即可

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

  1. #include <set>
  3. class MyCompare
  4. {
  5. public:
  6. 	bool operator()(int v1, int v2) {
  7. 		return v1 > v2;
  8. 	}
  9. };
  10. void test01()
  11. {
  12. 	set<int> s1;
  13. 	s1.insert(10);
  14. 	s1.insert(40);
  15. 	s1.insert(20);
  16. 	s1.insert(30);
  17. 	s1.insert(50);
  19. 	//默认从小到大
  20. 	for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
  21. 		cout << *it << " ";
  22. 	}
  23. 	cout << endl;
  25. 	//指定排序规则
  26. 	set<int,MyCompare> s2;
  27. 	s2.insert(10);
  28. 	s2.insert(40);
  29. 	s2.insert(20);
  30. 	s2.insert(30);
  31. 	s2.insert(50);
  33. 	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
  34. 		cout << *it << " ";
  35. 	}
  36. 	cout << endl;
  37. }
  39. int main() {
  41. 	test01();
  43. 	system("pause");
  45. 	return 0;
  46. }

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

  1. #include <set>
  2. #include <string>
  4. class Person
  5. {
  6. public:
  7. 	Person(string name, int age)
  8. 	{
  9. 		this->m_Name = name;
  10. 		this->m_Age = age;
  11. 	}
  13. 	string m_Name;
  14. 	int m_Age;
  16. };
  17. class comparePerson
  18. {
  19. public:
  20. 	bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
  21. 	{
  22. 		//按照年龄进行排序  降序
  23. 		return p1.m_Age > p2.m_Age;
  24. 	}
  25. };
  27. void test01()
  28. {
  29. 	set<Person, comparePerson> s;
  31. 	Person p1("刘备", 23);
  32. 	Person p2("关羽", 27);
  33. 	Person p3("张飞", 25);
  34. 	Person p4("赵云", 21);
  36. 	s.insert(p1);
  37. 	s.insert(p2);
  38. 	s.insert(p3);
  39. 	s.insert(p4);
  41. 	for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
  42. 	{
  43. 		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
  44. 	}
  45. }
  46. int main() {
  48. 	test01();
  50. 	system("pause");
  52. 	return 0;
  53. }

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：

  1. #include <map>
  3. void printMap(map<int,int>&m)
  4. {
  5. 	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. void test01()
  13. {
  14. 	map<int,int>m; //默认构造
  15. 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  16. 	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
  17. 	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
  18. 	printMap(m);
  20. 	map<int, int>m2(m); //拷贝构造
  21. 	printMap(m2);
  23. 	map<int, int>m3;
  24. 	m3 = m2; //赋值
  25. 	printMap(m3);
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

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：

  1. #include <map>
  3. void printMap(map<int,int>&m)
  4. {
  5. 	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. void test01()
  13. {
  14. 	map<int, int>m;
  15. 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  16. 	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
  17. 	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
  19. 	if (m.empty())
  20. 	{
  21. 		cout << "m为空" << endl;
  22. 	}
  23. 	else
  24. 	{
  25. 		cout << "m不为空" << endl;
  26. 		cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;
  27. 	}
  28. }
  30. //交换
  31. void test02()
  32. {
  33. 	map<int, int>m;
  34. 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  35. 	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
  36. 	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
  38. 	map<int, int>m2;
  39. 	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
  40. 	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
  41. 	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));
  43. 	cout << "交换前" << endl;
  44. 	printMap(m);
  45. 	printMap(m2);
  47. 	cout << "交换后" << endl;
  48. 	m.swap(m2);
  49. 	printMap(m);
  50. 	printMap(m2);
  51. }
  53. int main() {
  55. 	test01();
  57. 	test02();
  59. 	system("pause");
  61. 	return 0;
  62. }

总结：

  • 统计大小 --- size
  • 判断是否为空 --- empty
  • 交换容器 --- swap

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：

  1. #include <map>
  3. void printMap(map<int,int>&m)
  4. {
  5. 	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
  6. 	{
  7. 		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
  8. 	}
  9. 	cout << endl;
  10. }
  12. void test01()
  13. {
  14. 	//插入
  15. 	map<int, int> m;
  16. 	//第一种插入方式
  17. 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  18. 	//第二种插入方式
  19. 	m.insert(make_pair(2, 20));
  20. 	//第三种插入方式
  21. 	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
  22. 	//第四种插入方式
  23. 	m[4] = 40;
  24. 	printMap(m);
  26. 	//删除
  27. 	m.erase(m.begin());
  28. 	printMap(m);
  30. 	m.erase(3);
  31. 	printMap(m);
  33. 	//清空
  34. 	m.erase(m.begin(),m.end());
  35. 	m.clear();
  36. 	printMap(m);
  37. }
  39. int main() {
  41. 	test01();
  43. 	system("pause");
  45. 	return 0;
  46. }

总结：

  • map插入方式很多，记住其一即可
  • 插入 --- insert
  • 删除 --- erase
  • 清空 --- clear

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：

  1. #include <map>
  3. //查找和统计
  4. void test01()
  5. {
  6. 	map<int, int>m;
  7. 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  8. 	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
  9. 	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
  11. 	//查找
  12. 	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);
  14. 	if (pos != m.end())
  15. 	{
  16. 		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
  17. 	}
  18. 	else
  19. 	{
  20. 		cout << "未找到元素" << endl;
  21. 	}
  23. 	//统计
  24. 	int num = m.count(3);
  25. 	cout << "num = " << num << endl;
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

总结：

  • 查找 --- find （返回的是迭代器）
  • 统计 --- count （对于map，结果为0或者1）

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：

  1. #include <map>
  3. class MyCompare {
  4. public:
  5. 	bool operator()(int v1, int v2) {
  6. 		return v1 > v2;
  7. 	}
  8. };
  10. void test01()
  11. {
  12. 	//默认从小到大排序
  13. 	//利用仿函数实现从大到小排序
  14. 	map<int, int, MyCompare> m;
  16. 	m.insert(make_pair(1, 10));
  17. 	m.insert(make_pair(2, 20));
  18. 	m.insert(make_pair(3, 30));
  19. 	m.insert(make_pair(4, 40));
  20. 	m.insert(make_pair(5, 50));
  22. 	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
  23. 		cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
  24. 	}
  25. }
  26. int main() {
  28. 	test01();
  30. 	system("pause");
  32. 	return 0;
  33. }

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

3.10.2 实现步骤

  1. 创建10名员工，放到vector中
  2. 遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
  3. 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
  4. 分部门显示员工信息

案例代码：

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. #include <vector>
  4. #include <string>
  5. #include <map>
  6. #include <ctime>
  8. /*
  9. - 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
  10. - 员工信息有: 姓名  工资组成；部门分为：策划、美术、研发
  11. - 随机给10名员工分配部门和工资
  12. - 通过multimap进行信息的插入  key(部门编号) value(员工)
  13. - 分部门显示员工信息
  14. */
  16. #define CEHUA  0
  17. #define MEISHU 1
  18. #define YANFA  2
  20. class Worker
  21. {
  22. public:
  23. 	string m_Name;
  24. 	int m_Salary;
  25. };
  27. void createWorker(vector<Worker>&v)
  28. {
  29. 	string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
  30. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  31. 	{
  32. 		Worker worker;
  33. 		worker.m_Name = "员工";
  34. 		worker.m_Name += nameSeed[i];
  36. 		worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
  37. 		//将员工放入到容器中
  38. 		v.push_back(worker);
  39. 	}
  40. }
  42. //员工分组
  43. void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m)
  44. {
  45. 	for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  46. 	{
  47. 		//产生随机部门编号
  48. 		int deptId = rand() % 3; // 0 1 2 
  50. 		//将员工插入到分组中
  51. 		//key部门编号，value具体员工
  52. 		m.insert(make_pair(deptId, *it));
  53. 	}
  54. }
  56. void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m)
  57. {
  58. 	// 0  A  B  C   1  D  E   2  F G ...
  59. 	cout << "策划部门：" << endl;
  61. 	multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
  62. 	int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数
  63. 	int index = 0;
  64. 	for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++)
  65. 	{
  66. 		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
  67. 	}
  69. 	cout << "----------------------" << endl;
  70. 	cout << "美术部门： " << endl;
  71. 	pos = m.find(MEISHU);
  72. 	count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数
  73. 	index = 0;
  74. 	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
  75. 	{
  76. 		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
  77. 	}
  79. 	cout << "----------------------" << endl;
  80. 	cout << "研发部门： " << endl;
  81. 	pos = m.find(YANFA);
  82. 	count = m.count(YANFA); // 统计具体人数
  83. 	index = 0;
  84. 	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
  85. 	{
  86. 		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
  87. 	}
  89. }
  91. int main() {
  93. 	srand((unsigned int)time(NULL));
  95. 	//1、创建员工
  96. 	vector<Worker>vWorker;
  97. 	createWorker(vWorker);
  99. 	//2、员工分组
  100. 	multimap<int, Worker>mWorker;
  101. 	setGroup(vWorker, mWorker);
  103. 	//3、分组显示员工
  104. 	showWorkerByGourp(mWorker);
  106. 	////测试
  107. 	//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
  108. 	//{
  109. 	//	cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;
  110. 	//}
  112. 	system("pause");
  114. 	return 0;
  115. }

总结：

  • 当数据以键值对形式存在，可以考虑用map 或 multimap

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:

  1. #include <string>
  3. //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
  4. class MyAdd
  5. {
  6. public :
  7. 	int operator()(int v1,int v2)
  8. 	{
  9. 		return v1 + v2;
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	MyAdd myAdd;
  16. 	cout << myAdd(10, 10) << endl;
  17. }
  19. //2、函数对象可以有自己的状态
  20. class MyPrint
  21. {
  22. public:
  23. 	MyPrint()
  24. 	{
  25. 		count = 0;
  26. 	}
  27. 	void operator()(string test)
  28. 	{
  29. 		cout << test << endl;
  30. 		count++; //统计使用次数
  31. 	}
  33. 	int count; //内部自己的状态
  34. };
  35. void test02()
  36. {
  37. 	MyPrint myPrint;
  38. 	myPrint("hello world");
  39. 	myPrint("hello world");
  40. 	myPrint("hello world");
  41. 	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
  42. }
  44. //3、函数对象可以作为参数传递
  45. void doPrint(MyPrint &mp , string test)
  46. {
  47. 	mp(test);
  48. }
  50. void test03()
  51. {
  52. 	MyPrint myPrint;
  53. 	doPrint(myPrint, "Hello C++");
  54. }
  56. int main() {
  58. 	//test01();
  59. 	//test02();
  60. 	test03();
  62. 	system("pause");
  64. 	return 0;
  65. }

总结：

  • 仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递。

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  4. //1.一元谓词
  5. struct GreaterFive{
  6. 	bool operator()(int val) {
  7. 		return val > 5;
  8. 	}
  9. };
  11. void test01() {
  13. 	vector<int> v;
  14. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  15. 	{
  16. 		v.push_back(i);
  17. 	}
  19. 	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
  20. 	if (it == v.end()) {
  21. 		cout << "没找到!" << endl;
  22. 	}
  23. 	else {
  24. 		cout << "找到:" << *it << endl;
  25. 	}
  27. }
  29. int main() {
  31. 	test01();
  33. 	system("pause");
  35. 	return 0;
  36. }

总结：参数只有一个的谓词，称为一元谓词

4.2.3 二元谓词

示例：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  3. //二元谓词
  4. class MyCompare
  5. {
  6. public:
  7. 	bool operator()(int num1, int num2)
  8. 	{
  9. 		return num1 > num2;
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v;
  16. 	v.push_back(10);
  17. 	v.push_back(40);
  18. 	v.push_back(20);
  19. 	v.push_back(30);
  20. 	v.push_back(50);
  22. 	//默认从小到大
  23. 	sort(v.begin(), v.end());
  24. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  25. 	{
  26. 		cout << *it << " ";
  27. 	}
  28. 	cout << endl;
  29. 	cout << "----------------------------" << endl;
  31. 	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
  32. 	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
  33. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  34. 	{
  35. 		cout << *it << " ";
  36. 	}
  37. 	cout << endl;
  38. }
  40. int main() {
  42. 	test01();
  44. 	system("pause");
  46. 	return 0;
  47. }

总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

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：

  1. #include <functional>
  2. //negate
  3. void test01()
  4. {
  5. 	negate<int> n;
  6. 	cout << n(50) << endl;
  7. }
  9. //plus
  10. void test02()
  11. {
  12. 	plus<int> p;
  13. 	cout << p(10, 20) << endl;
  14. }
  16. int main() {
  18. 	test01();
  19. 	test02();
  21. 	system("pause");
  23. 	return 0;
  24. }

总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件 #include <functional>

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
  • 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：

  1. #include <functional>
  2. #include <vector>
  3. #include <algorithm>
  5. class MyCompare
  6. {
  7. public:
  8. 	bool operator()(int v1,int v2)
  9. 	{
  10. 		return v1 > v2;
  11. 	}
  12. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v;
  17. 	v.push_back(10);
  18. 	v.push_back(30);
  19. 	v.push_back(50);
  20. 	v.push_back(40);
  21. 	v.push_back(20);
  23. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  24. 		cout << *it << " ";
  25. 	}
  26. 	cout << endl;
  28. 	//自己实现仿函数
  29. 	//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
  30. 	//STL内建仿函数  大于仿函数
  31. 	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
  33. 	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
  34. 		cout << *it << " ";
  35. 	}
  36. 	cout << endl;
  37. }
  39. int main() {
  41. 	test01();
  43. 	system("pause");
  45. 	return 0;
  46. }

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <functional>
  3. #include <algorithm>
  4. void test01()
  5. {
  6. 	vector<bool> v;
  7. 	v.push_back(true);
  8. 	v.push_back(false);
  9. 	v.push_back(true);
  10. 	v.push_back(false);
  12. 	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
  13. 	{
  14. 		cout << *it << " ";
  15. 	}
  16. 	cout << endl;
  18. 	//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
  19. 	vector<bool> v2;
  20. 	v2.resize(v.size());
  21. 	transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
  22. 	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
  23. 	{
  24. 		cout << *it << " ";
  25. 	}
  26. 	cout << endl;
  27. }
  29. int main() {
  31. 	test01();
  33. 	system("pause");
  35. 	return 0;
  36. }

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. //普通函数
  5. void print01(int val)
  6. {
  7. 	cout << val << " ";
  8. }
  9. //函数对象
  10. class print02
  11. {
  12.  public:
  13. 	void operator()(int val)
  14. 	{
  15. 		cout << val << " ";
  16. 	}
  17. };
  19. //for_each算法基本用法
  20. void test01() {
  22. 	vector<int> v;
  23. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  24. 	{
  25. 		v.push_back(i);
  26. 	}
  28. 	//遍历算法
  29. 	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
  30. 	cout << endl;
  32. 	for_each(v.begin(), v.end(), print02());
  33. 	cout << endl;
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	system("pause");
  42. 	return 0;
  43. }

总结：for_each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：

  1. #include<vector>
  2. #include<algorithm>
  4. //常用遍历算法  搬运 transform
  6. class TransForm
  7. {
  8. public:
  9. 	int operator()(int val)
  10. 	{
  11. 		return val;
  12. 	}
  14. };
  16. class MyPrint
  17. {
  18. public:
  19. 	void operator()(int val)
  20. 	{
  21. 		cout << val << " ";
  22. 	}
  23. };
  25. void test01()
  26. {
  27. 	vector<int>v;
  28. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  29. 	{
  30. 		v.push_back(i);
  31. 	}
  33. 	vector<int>vTarget; //目标容器
  35. 	vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间
  37. 	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());
  39. 	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
  40. }
  42. int main() {
  44. 	test01();
  46. 	system("pause");
  48. 	return 0;
  49. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  3. #include <string>
  4. void test01() {
  6. 	vector<int> v;
  7. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  8. 		v.push_back(i + 1);
  9. 	}
  10. 	//查找容器中是否有 5 这个元素
  11. 	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
  12. 	if (it == v.end())
  13. 	{
  14. 		cout << "没有找到!" << endl;
  15. 	}
  16. 	else
  17. 	{
  18. 		cout << "找到:" << *it << endl;
  19. 	}
  20. }
  22. class Person {
  23. public:
  24. 	Person(string name, int age)
  25. 	{
  26. 		this->m_Name = name;
  27. 		this->m_Age = age;
  28. 	}
  29. 	//重载==
  30. 	bool operator==(const Person& p)
  31. 	{
  32. 		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
  33. 		{
  34. 			return true;
  35. 		}
  36. 		return false;
  37. 	}
  39. public:
  40. 	string m_Name;
  41. 	int m_Age;
  42. };
  44. void test02() {
  46. 	vector<Person> v;
  48. 	//创建数据
  49. 	Person p1("aaa", 10);
  50. 	Person p2("bbb", 20);
  51. 	Person p3("ccc", 30);
  52. 	Person p4("ddd", 40);
  54. 	v.push_back(p1);
  55. 	v.push_back(p2);
  56. 	v.push_back(p3);
  57. 	v.push_back(p4);
  59. 	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
  60. 	if (it == v.end())
  61. 	{
  62. 		cout << "没有找到!" << endl;
  63. 	}
  64. 	else
  65. 	{
  66. 		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
  67. 	}
  68. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  3. #include <string>
  5. //内置数据类型
  6. class GreaterFive
  7. {
  8. public:
  9. 	bool operator()(int val)
  10. 	{
  11. 		return val > 5;
  12. 	}
  13. };
  15. void test01() {
  17. 	vector<int> v;
  18. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  19. 		v.push_back(i + 1);
  20. 	}
  22. 	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
  23. 	if (it == v.end()) {
  24. 		cout << "没有找到!" << endl;
  25. 	}
  26. 	else {
  27. 		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
  28. 	}
  29. }
  31. //自定义数据类型
  32. class Person {
  33. public:
  34. 	Person(string name, int age)
  35. 	{
  36. 		this->m_Name = name;
  37. 		this->m_Age = age;
  38. 	}
  39. public:
  40. 	string m_Name;
  41. 	int m_Age;
  42. };
  44. class Greater20
  45. {
  46. public:
  47. 	bool operator()(Person &p)
  48. 	{
  49. 		return p.m_Age > 20;
  50. 	}
  52. };
  54. void test02() {
  56. 	vector<Person> v;
  58. 	//创建数据
  59. 	Person p1("aaa", 10);
  60. 	Person p2("bbb", 20);
  61. 	Person p3("ccc", 30);
  62. 	Person p4("ddd", 40);
  64. 	v.push_back(p1);
  65. 	v.push_back(p2);
  66. 	v.push_back(p3);
  67. 	v.push_back(p4);
  69. 	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
  70. 	if (it == v.end())
  71. 	{
  72. 		cout << "没有找到!" << endl;
  73. 	}
  74. 	else
  75. 	{
  76. 		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
  77. 	}
  78. }
  80. int main() {
  82. 	//test01();
  84. 	test02();
  86. 	system("pause");
  88. 	return 0;
  89. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. void test01()
  5. {
  6. 	vector<int> v;
  7. 	v.push_back(1);
  8. 	v.push_back(2);
  9. 	v.push_back(5);
  10. 	v.push_back(2);
  11. 	v.push_back(4);
  12. 	v.push_back(4);
  13. 	v.push_back(3);
  15. 	//查找相邻重复元素
  16. 	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
  17. 	if (it == v.end()) {
  18. 		cout << "找不到!" << endl;
  19. 	}
  20. 	else {
  21. 		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
  22. 	}
  23. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. void test01()
  5. {
  6. 	vector<int>v;
  8. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  9. 	{
  10. 		v.push_back(i);
  11. 	}
  12. 	//二分查找
  13. 	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
  14. 	if (ret)
  15. 	{
  16. 		cout << "找到了" << endl;
  17. 	}
  18. 	else
  19. 	{
  20. 		cout << "未找到" << endl;
  21. 	}
  22. }
  24. int main() {
  26. 	test01();
  28. 	system("pause");
  30. 	return 0;
  31. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. //内置数据类型
  5. void test01()
  6. {
  7. 	vector<int> v;
  8. 	v.push_back(1);
  9. 	v.push_back(2);
  10. 	v.push_back(4);
  11. 	v.push_back(5);
  12. 	v.push_back(3);
  13. 	v.push_back(4);
  14. 	v.push_back(4);
  16. 	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);
  18. 	cout << "4的个数为： " << num << endl;
  19. }
  21. //自定义数据类型
  22. class Person
  23. {
  24. public:
  25. 	Person(string name, int age)
  26. 	{
  27. 		this->m_Name = name;
  28. 		this->m_Age = age;
  29. 	}
  30. 	bool operator==(const Person & p)
  31. 	{
  32. 		if (this->m_Age == p.m_Age)
  33. 		{
  34. 			return true;
  35. 		}
  36. 		else
  37. 		{
  38. 			return false;
  39. 		}
  40. 	}
  41. 	string m_Name;
  42. 	int m_Age;
  43. };
  45. void test02()
  46. {
  47. 	vector<Person> v;
  49. 	Person p1("刘备", 35);
  50. 	Person p2("关羽", 35);
  51. 	Person p3("张飞", 35);
  52. 	Person p4("赵云", 30);
  53. 	Person p5("曹操", 25);
  55. 	v.push_back(p1);
  56. 	v.push_back(p2);
  57. 	v.push_back(p3);
  58. 	v.push_back(p4);
  59. 	v.push_back(p5);
  61.     Person p("诸葛亮",35);
  63. 	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
  64. 	cout << "num = " << num << endl;
  65. }
  66. int main() {
  68. 	//test01();
  70. 	test02();
  72. 	system("pause");
  74. 	return 0;
  75. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class Greater4
  5. {
  6. public:
  7. 	bool operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		return val >= 4;
  10. 	}
  11. };
  13. //内置数据类型
  14. void test01()
  15. {
  16. 	vector<int> v;
  17. 	v.push_back(1);
  18. 	v.push_back(2);
  19. 	v.push_back(4);
  20. 	v.push_back(5);
  21. 	v.push_back(3);
  22. 	v.push_back(4);
  23. 	v.push_back(4);
  25. 	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());
  27. 	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
  28. }
  30. //自定义数据类型
  31. class Person
  32. {
  33. public:
  34. 	Person(string name, int age)
  35. 	{
  36. 		this->m_Name = name;
  37. 		this->m_Age = age;
  38. 	}
  40. 	string m_Name;
  41. 	int m_Age;
  42. };
  44. class AgeLess35
  45. {
  46. public:
  47. 	bool operator()(const Person &p)
  48. 	{
  49. 		return p.m_Age < 35;
  50. 	}
  51. };
  52. void test02()
  53. {
  54. 	vector<Person> v;
  56. 	Person p1("刘备", 35);
  57. 	Person p2("关羽", 35);
  58. 	Person p3("张飞", 35);
  59. 	Person p4("赵云", 30);
  60. 	Person p5("曹操", 25);
  62. 	v.push_back(p1);
  63. 	v.push_back(p2);
  64. 	v.push_back(p3);
  65. 	v.push_back(p4);
  66. 	v.push_back(p5);
  68. 	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
  69. 	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
  70. }
  72. int main() {
  74. 	//test01();
  76. 	test02();
  78. 	system("pause");
  80. 	return 0;
  81. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. void myPrint(int val)
  5. {
  6. 	cout << val << " ";
  7. }
  9. void test01() {
  10. 	vector<int> v;
  11. 	v.push_back(10);
  12. 	v.push_back(30);
  13. 	v.push_back(50);
  14. 	v.push_back(20);
  15. 	v.push_back(40);
  17. 	//sort默认从小到大排序
  18. 	sort(v.begin(), v.end());
  19. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
  20. 	cout << endl;
  22. 	//从大到小排序
  23. 	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
  24. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
  25. 	cout << endl;
  26. }
  28. int main() {
  30. 	test01();
  32. 	system("pause");
  34. 	return 0;
  35. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  3. #include <ctime>
  5. class myPrint
  6. {
  7. public:
  8. 	void operator()(int val)
  9. 	{
  10. 		cout << val << " ";
  11. 	}
  12. };
  14. void test01()
  15. {
  16. 	srand((unsigned int)time(NULL));
  17. 	vector<int> v;
  18. 	for(int i = 0 ; i < 10;i++)
  19. 	{
  20. 		v.push_back(i);
  21. 	}
  22. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  23. 	cout << endl;
  25. 	//打乱顺序
  26. 	random_shuffle(v.begin(), v.end());
  27. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  28. 	cout << endl;
  29. }
  31. int main() {
  33. 	test01();
  35. 	system("pause");
  37. 	return 0;
  38. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	vector<int> v2;
  17. 	for (int i = 0; i < 10 ; i++)
  18.     {
  19. 		v1.push_back(i);
  20. 		v2.push_back(i + 1);
  21. 	}
  23. 	vector<int> vtarget;
  24. 	//目标容器需要提前开辟空间
  25. 	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
  26. 	//合并  需要两个有序序列
  27. 	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
  28. 	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
  29. 	cout << endl;
  30. }
  32. int main() {
  34. 	test01();
  36. 	system("pause");
  38. 	return 0;
  39. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v;
  16. 	v.push_back(10);
  17. 	v.push_back(30);
  18. 	v.push_back(50);
  19. 	v.push_back(20);
  20. 	v.push_back(40);
  22. 	cout << "反转前： " << endl;
  23. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  24. 	cout << endl;
  26. 	cout << "反转后： " << endl;
  28. 	reverse(v.begin(), v.end());
  29. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  30. 	cout << endl;
  31. }
  33. int main() {
  35. 	test01();
  37. 	system("pause");
  39. 	return 0;
  40. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  17. 		v1.push_back(i + 1);
  18. 	}
  19. 	vector<int> v2;
  20. 	v2.resize(v1.size());
  21. 	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
  23. 	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
  24. 	cout << endl;
  25. }
  27. int main() {
  29. 	test01();
  31. 	system("pause");
  33. 	return 0;
  34. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v;
  16. 	v.push_back(20);
  17. 	v.push_back(30);
  18. 	v.push_back(20);
  19. 	v.push_back(40);
  20. 	v.push_back(50);
  21. 	v.push_back(10);
  22. 	v.push_back(20);
  24. 	cout << "替换前：" << endl;
  25. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  26. 	cout << endl;
  28. 	//将容器中的20 替换成 2000
  29. 	cout << "替换后：" << endl;
  30. 	replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
  31. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  32. 	cout << endl;
  33. }
  35. int main() {
  37. 	test01();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. class ReplaceGreater30
  14. {
  15. public:
  16. 	bool operator()(int val)
  17. 	{
  18. 		return val >= 30;
  19. 	}
  21. };
  23. void test01()
  24. {
  25. 	vector<int> v;
  26. 	v.push_back(20);
  27. 	v.push_back(30);
  28. 	v.push_back(20);
  29. 	v.push_back(40);
  30. 	v.push_back(50);
  31. 	v.push_back(10);
  32. 	v.push_back(20);
  34. 	cout << "替换前：" << endl;
  35. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  36. 	cout << endl;
  38. 	//将容器中大于等于的30 替换成 3000
  39. 	cout << "替换后：" << endl;
  40. 	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
  41. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  42. 	cout << endl;
  43. }
  45. int main() {
  47. 	test01();
  49. 	system("pause");
  51. 	return 0;
  52. }

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：

  1. #include <algorithm>
  2. #include <vector>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	vector<int> v2;
  17. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  18. 		v1.push_back(i);
  19. 		v2.push_back(i+100);
  20. 	}
  22. 	cout << "交换前： " << endl;
  23. 	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
  24. 	cout << endl;
  25. 	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
  26. 	cout << endl;
  28. 	cout << "交换后： " << endl;
  29. 	swap(v1, v2);
  30. 	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
  31. 	cout << endl;
  32. 	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
  33. 	cout << endl;
  34. }
  36. int main() {
  38. 	test01();
  40. 	system("pause");
  42. 	return 0;
  43. }

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：

  1. #include <numeric>
  2. #include <vector>
  3. void test01()
  4. {
  5. 	vector<int> v;
  6. 	for (int i = 0; i <= 100; i++) {
  7. 		v.push_back(i);
  8. 	}
  10. 	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
  12. 	cout << "total = " << total << endl;
  13. }
  15. int main() {
  17. 	test01();
  19. 	system("pause");
  21. 	return 0;
  22. }

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：

  1. #include <numeric>
  2. #include <vector>
  3. #include <algorithm>
  5. class myPrint
  6. {
  7. public:
  8. 	void operator()(int val)
  9. 	{
  10. 		cout << val << " ";
  11. 	}
  12. };
  14. void test01()
  15. {
  17. 	vector<int> v;
  18. 	v.resize(10);
  19. 	//填充
  20. 	fill(v.begin(), v.end(), 100);
  22. 	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
  23. 	cout << endl;
  24. }
  26. int main() {
  28. 	test01();
  30. 	system("pause");
  32. 	return 0;
  33. }

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	vector<int> v2;
  17. 	for (int i = 0; i < 10; i++)
  18.     {
  19. 		v1.push_back(i);
  20. 		v2.push_back(i+5);
  21. 	}
  23. 	vector<int> vTarget;
  24. 	//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
  25. 	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
  27. 	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
  28. 	vector<int>::iterator itEnd =
  29.         set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
  31. 	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
  32. 	cout << endl;
  33. }
  35. int main() {
  37. 	test01();
  39. 	system("pause");
  41. 	return 0;
  42. }

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	vector<int> v2;
  17. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  18. 		v1.push_back(i);
  19. 		v2.push_back(i+5);
  20. 	}
  22. 	vector<int> vTarget;
  23. 	//取两个容器的和给目标容器开辟空间
  24. 	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
  26. 	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
  27. 	vector<int>::iterator itEnd =
  28.         set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
  30. 	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
  31. 	cout << endl;
  32. }
  34. int main() {
  36. 	test01();
  38. 	system("pause");
  40. 	return 0;
  41. }

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：

  1. #include <vector>
  2. #include <algorithm>
  4. class myPrint
  5. {
  6. public:
  7. 	void operator()(int val)
  8. 	{
  9. 		cout << val << " ";
  10. 	}
  11. };
  13. void test01()
  14. {
  15. 	vector<int> v1;
  16. 	vector<int> v2;
  17. 	for (int i = 0; i < 10; i++) {
  18. 		v1.push_back(i);
  19. 		v2.push_back(i+5);
  20. 	}
  22. 	vector<int> vTarget;
  23. 	//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
  24. 	vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));
  26. 	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
  27. 	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
  28. 	vector<int>::iterator itEnd =
  29.         set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
  30. 	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
  31. 	cout << endl;
  33. 	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
  34. 	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
  35. 	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
  36. 	cout << endl;
  37. }
  39. int main() {
  41. 	test01();
  43. 	system("pause");
  45. 	return 0;
  46. }

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
  • set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

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