在数月之前的机试中第一次体验到STL的威力,因为自己本来一直在用C语言做开发,很多数据结构都是自己造的,比如链表、队列等,第一次接触C++ STL后发现这些数据结构都已经给我提供好了,我直接拿去调用就好了,真是超级方便。最近的项目中也遇到了STL一些容器,所以现在自己好好总结一下STL中一些最常用的容器的使用方法,方便自己日后查阅。

C++ STL中最基本以及最常用的类或容器无非就是以下几个:

  • string
  • vector
  • set
  • list
  • map

下面就依次介绍它们,并给出一些最常见的最实用的使用方法,做到快速入门。

string

首先看看我们C语言一般怎么使用字符串的

  1. char* s1 = "Hello SYSU!"; //创建指针指向字符串常量,这段字符串我们是不能修改的
  2. //想要创建 可以修改的字符串,我们可以使用数组分配空间
  3. char s2[20] = "Hello SYSU!";
  4. //或者这样
  5. char s3[] = "Hello SYSU!";
  6. //当然我们也可以动态分配内存
  7. char* s4 = (char*)malloc(20);
  8. gets(s4);

C++ 标准库中的string表示可变长的字符串,它在头文件string里面。

  1. #include <string>

用string初始化字符串分两类:用“=”号就是拷贝初始化,否则就是直接初始化。

  1. string s1;//初始化字符串,空字符串
  2. string s2 = s1; //拷贝初始化,深拷贝字符串
  3. string s3 = "I am Yasuo"; //直接初始化,s3存了字符串
  4. string s4(10, 'a'); //s4存的字符串是aaaaaaaaaa
  5. string s5(s4); //拷贝初始化,深拷贝字符串
  6. string s6("I am Ali"); //直接初始化
  7. string s7 = string(6, 'c'); //拷贝初始化,cccccc


  1. #include <iostream>
  2. #include <string>
  3. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6. string s1;//初始化字符串,空字符串
  7. string s2 = s1; //拷贝初始化,深拷贝字符串
  8. string s3 = "I am Yasuo"; //直接初始化,s3存了字符串
  9. string s4(10, 'a'); //s4存的字符串是aaaaaaaaaa
  10. string s5(s4); //拷贝初始化,深拷贝字符串
  11. string s6("I am Ali"); //直接初始化
  12. string s7 = string(6, 'c'); //拷贝初始化,cccccc
  13. //string的各种操作
  14. string s8 = s3 + s6;//将两个字符串合并成一个
  15. s3 = s6;//用一个字符串来替代另一个字符串的对用元素
  16. cin >> s1;
  17. cout << s1 << endl;
  18. cout << s2 << endl;
  19. cout << s3 << endl;
  20. cout << s4 << endl;
  21. cout << s5 << endl;
  22. cout << s6 << endl;
  23. cout << s7 << endl;
  24. cout << s8 << endl;
  25. cout << "s7 size = " << s7.size() << endl; //字符串长度,不包括结束符
  26. cout << (s2.empty() ? "This string is empty" : "This string is not empty") << endl;;
  27. system("pause");
  28. return 0;
  29. }

string的IO操作

使用cin读入字符串时,遇到空白就停止读取。比如程序输入的是

  1. " Hello World"

那么我们得到的字符串将是"Hello",前面的空白没了,后面的world也读不出来。

如果我们想把整个hello world读进来怎么办?那就这样做

  1. cin>>s1>>s2;

hello存在s1里,world存在s2里了。

有时我们想把一个句子存下来,又不想像上面那样创建多个string来存储单词,怎么办?

那就是用getline来获取一整行内容。

  1. string str;
  2. getline(cin, str);
  3. cout << str << endl;

当把string对象和字符面值及字符串面值混在一条语句中使用时,必须确保+的两侧的运算对象至少有一个是string

  1. string s1 = s2 + ", "; //正确
  2. string s3 = "s " + ", "; //错误
  3. string s4 = "hello" + ", " + s1; //错误
  4. string s5 = s1 + "hello " + ", "; //改一下顺序,s1放前头,正确了,注意理解=号右边的运算顺序

处理string中的字符

访问字符串的每个字符

  1. for (int i = 0; i < s3.size(); i++)
  2. {
  3. cout << s3[i] << endl;
  4. s3[i] = 's';
  5. }

在C语言中我都是用下标或者指针来访问数组元素,而在C++里,有个新奇的东西叫做迭代器iterator,我们可以使用它来访问容器元素。

  1. string str("hi sysu");
  2. for (string::iterator it = str.begin(); it != str.end(); it++)
  3. {
  4. cout << *it << endl;
  5. }

我们也可以是使用const_iterator使得访问元素时是能读不能写,这跟常量指针意思差不多。

  1. string str2("hi sysu");
  2. for (string::const_iterator it = str2.begin(); it != str2.end(); it++)
  3. {
  4. cout << *it << endl;
  5. *it = 'l'; //这是错误的,不能写
  6. }

string还有一些很好用的函数,比如找子串

  1. string sq("heoolo sdaa ss");
  2. cout << s.find("aa", 0) << endl; //返回的是子串位置。第二个参数是查找的起始位置,如果找不到,就返回string::npos
  3. if (s.find("aa1", 0) == string::npos)
  4. {
  5. cout << "找不到该子串!" << endl;
  6. }

vector

C++ STL中的verctor好比是C语言中的数组,但是vector又具有数组没有的一些高级功能。与数组相比,vector就是一个可以不用再初始化就必须制定大小的边长数组,当然了,它还有许多高级功能。

要想用vector首先得包含头文件vector。

  1. #include <vector>

怎么初始化?

如果vector的元素类型是int,默认初始化为0;如果vector元素类型为string,则默认初始化为空字符串。

  1. vector<int> v1;
  2. vector<father> v2;
  3. vector<string> v3;
  4. vector<vector<int> >; //注意空格。这里相当于二维数组int a[n][n];
  5. vector<int> v5 = { 1,2,3,4,5 }; //列表初始化,注意使用的是花括号
  6. vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
  7. vector<int> v7(5, -1); //初始化为-1,-1,-1,-1,-1。第一个参数是数目,第二个参数是要初始化的值
  8. vector<string> v8(3, "hi");
  9. vector<int> v9(10); //默认初始化为0
  10. vector<int> v10(4); //默认初始化为空字符串

如何向vector添加元素?

请使用push_back加入元素,并且这个元素是被加在数组尾部的。

  1. for (int i = 0; i < 20; i++)
  2. {
  3. v1.push_back(i);
  4. }

vector其他的操作

访问和操作vector中的每个元素

  1. for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
  2. {
  3. cout << v1[i] << endl;
  4. v1[i] = 100;
  5. cout << v1[i] << endl;
  6. }

注意:只能对已存在的元素进行赋值或者修改操作,如果是要加入新元素,务必使用push_back。push_back的作用有两个:告诉编译器为新元素开辟空间、将新元素存入新空间里。

比如下面的代码是错误的,但是编译器不会报错,就像是数组越界。

  1. vector<int> vec;
  2. vec[0] = 1; //错误!

当然我们也可以选择使用迭代器来访问元素

  1. vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
  2. for (vector<string>::iterator iter = v6.begin(); iter != v6.end(); iter++)
  3. {
  4. cout << *iter << endl;
  5. //下面两种方法都行
  6. cout << (*iter).empty() << endl;
  7. cout << iter->empty() << endl;
  8. }

上面是正向迭代,如果我们想从后往前迭代该如何操作?

使用反向迭代器

  1. for (vector<string>::reverse_iterator iter = v6.rbegin(); iter != v6.rend(); iter++)
  2. {
  3. cout << *iter << endl;
  4. }

vector最常用的增删操作

  1. #include <iostream>
  2. #include <vector>
  3. #include <string>
  4. using namespace std;
  5. template <typename T>
  6. void showvector(vector<T> v)
  7. {
  8. for (vector<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  9. {
  10. cout << *it;
  11. }
  12. cout << endl;
  13. }
  14. int main()
  15. {
  16. vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
  17. v6.resize(3); //重新调整vector容量大小
  18. showvector(v6);
  19. vector<int> v5 = { 1,2,3,4,5 }; //列表初始化,注意使用的是花括号
  20. cout << v5.front() << endl; //访问第一个元素
  21. cout << v5.back() << endl; //访问最后一个元素
  22. showvector(v5);
  23. v5.pop_back(); //删除最后一个元素
  24. showvector(v5);
  25. v5.push_back(6); //加入一个元素并把它放在最后
  26. showvector(v5);
  27. v5.insert(v5.begin()+1,9); //在第二个位置插入新元素
  28. showvector(v5);
  29. v5.erase(v5.begin() + 3); //删除第四个元素
  30. showvector(v5);
  31. v5.insert(v5.begin() + 1, 7,8); //连续插入7个8
  32. showvector(v5);
  33. v5.clear(); //清除所有内容
  34. showvector(v5);
  35. system("pause");
  36. return 0;
  37. }

注意:虽然vertor对象可以动态增长,但是也或有一点副作用:已知的一个限制就是不能再范围for循环中向vector对象添加元素。另外一个限制就是任何一种可能改变vector对象容量的操作,不如push_back,都会使该迭代器失效。

总而言之就是:但凡使用了迭代器的循环体,都不要向迭代器所属的容器添加元素!

C++中push_back和insert两个有什么区别?

顾名思义push_back把元素插入容器末尾,insert把元素插入任何你指定的位置。

不过push_back速度一般比insert快。如果能用push_back尽量先用push_back。

set

set跟vector差不多,它跟vector的唯一区别就是,set里面的元素是有序的且唯一的,只要你往set里添加元素,它就会自动排序,而且,如果你添加的元素set里面本来就存在,那么这次添加操作就不执行。要想用set先加个头文件set。

  1. #include <set>

  1. #include <iostream>
  2. #include <set>
  3. #include <string>
  4. using namespace std;
  5. template <typename T>
  6. void showset(set<T> v)
  7. {
  8. for (set<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  9. {
  10. cout << *it;
  11. }
  12. cout << endl;
  13. }
  14. int main()
  15. {
  16. set<int> s1{9,8,1,2,3,4,5,5,5,6,7,7 }; //自动排序,从小到大,剔除相同项
  17. showset(s1);
  18. set<string> s2{ "hello","sysy","school","hello" }; //字典序排序
  19. showset(s2);
  20. s1.insert(9); //有这个值了,do nothing
  21. showset(s1);
  22. s2.insert("aaa"); //没有这个字符串,添加并且排序
  23. showset(s2);
  24. system("pause");
  25. return 0;
  26. }

list

list就是链表,在C语言中我们想使用链表都是自己去实现的,实现起来倒不难,但是如果有现成的高效的链表可以使用的话,我们就不需要重复造轮子了。STL就提供了list容器给我们。

list是一个双向链表,而单链表对应的容器则是foward_list。

list即双向链表的优点是插入和删除元素都比较快捷,缺点是不能随机访问元素。

初始化方式就大同小异了,跟vector基本一样。要想用list先加个头文件list。

  1. #include <list>

  1. #include <iostream>
  2. #include <list>
  3. #include <string>
  4. using namespace std;
  5. template <typename T>
  6. void showlist(list<T> v)
  7. {
  8. for (list<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  9. {
  10. cout << *it;
  11. }
  12. cout << endl;
  13. }
  14. int main()
  15. {
  16. list<int> l1{ 1,2,3,4,5,5,6,7,7 };
  17. showlist(l1);
  18. list<double> l2;
  19. list<char> l3(10);
  20. list<int> l4(5, 10); //将元素都初始化为10
  21. showlist(l4);
  22. system("pause");
  23. return 0;
  24. }

值得注意的是,list容器不能调用algorithm下的sort函数进行排序,因为sort函数要求容器必须可以随机存储,而list做不到。所以,list自己做了一个自己用的排序函数,用法如下:

  1. list<int> l1{ 8,5,7,6,1,2,3,4,5,5,6,7,7 };
  2. l1.sort();

map

map运用了哈希表地址映射的思想,也就是key-value的思想,来实现的。

首先给出map最好用也最最常用的用法例子,就是用字符串作为key去查询操作对应的value。

要使用map得先加个头文件map。

  1. #include <map>
  1. #include <iostream>
  2. #include <map>
  3. #include <string>
  4. using namespace std;
  5. void showmap(map<string, int> v)
  6. {
  7. for (map<string, int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
  8. {
  9. cout << it->first << " " << it->second << endl; //注意用法,不是用*it来访问了。first表示的是key,second存的是value
  10. }
  11. cout << endl;
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. map<string, int> m1; //<>里的第一个参数表示key的类型,第二个参数表示value的类型
  16. m1["Kobe"] = 100;
  17. m1["James"] = 99;
  18. m1["Curry"] = 98;
  19. string s("Jordan");
  20. m1[s] = 90;
  21. cout << m1["Kobe"] << endl;
  22. cout << m1["Jordan"] << endl;
  23. cout << m1["Durant"] << endl; //不存在这个key,就显示0
  24. m1.erase("Curry");//通过关键字来删除
  25. showmap(m1);
  26. m1.insert(pair<string, int>("Harris", 89)); //也可以通过insert函数来实现增加元素
  27. showmap(m1);
  28. m1.clear(); //清空全部
  29. system("pause");
  30. return 0;
  31. }

如果想看看某个存不存在某个key,可以用count来判断

  1. if (m1.count("Lee"))
  2. {
  3. cout << "Lee is in m1!" << endl;
  4. }
  5. else
  6. {
  7. cout << "Lee do not exist!" << endl;
  8. }

用迭代器来访问元素

  1. for (map<string, int>::iterator it = m1.begin(); it != m1.end(); it++)
  2. {
  3. cout << it->first<<" "<<it->second << endl; //注意用法,不是用*it来访问了。first表示的是key,second存的是value
  4. }

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