C++STL笔记

C++STL

1.vector

向量，长度可变的数组

头文件

#include<vector>

1.1vector的定义

vector<typename> name;

例如：

vector<int> name;

如果typename是vector

vector<vector<int>>name;

相当于二维数组

vector<typename> ArrayName[arraySize];

例如：

vector<int> vi[100];

1.2vector容器内元素的访问

（1）通过下标访问

vi[index];

（2）通过迭代器访问

vector<typename>：：iterator  it;

例如：

vector<int>::iterator  it;

有上下文环境时，可以直接用 auto it=vi.begin();

例如：

for(auto it=vi.begin();it!=vi.end();it++)

printf(“%d”,*it);

注：vi.begin()和vi.end()左闭右开。

1.3vector常用函数

（1）push_back()

在末尾添加一个元素。

vi.push_back(i);

（2）pop_back()

删除一个尾元素。

vi.pop_back();

（3）size()

返回vector元素的个数，注意是unsigned类型。

vi.size();

（4）clear()

清空vector中所有的元素。

vi.clear();

（5）insert()

insert(it,x)在迭代器it前插入一个元素x。

vi: 1 2 3 4 5

vi.insert(vi.begin()+2,-1);

vi:1 2 -1 3 4 5

（6）erase()

1.删除单个元素

vi:5 6 7 8 9

vi.erase(vi.begin()+3)

vi:5 6 7 9

2.删除一个区间内的所有元素

erase[first,last); 左闭右开

vi:5 6 7 8 9

vi.erase(vi.begin()+1,vi.begin+4)

vi:5 9

2.set

集合，一个内部自动有序且不含重复元素的容器

头文件

#include<set>

2.1 set的定义

set<typename> name;

例如：

set<int> name;

set数组

set<typename>ArrayName[arraySize];

例如：

set<int> a[100];

2.2set容器内 元素的访问

set只能用迭代器访问

set<typename>::iterator it;

例如：

set<int>::iterator it;

set<int> st;

for(auto it=st.begin();it!=st.end();it++)

print(“%d”,*it);

st:2 3 5

set元素自动递增排序，且自动去除重复元素。

注意：不能用it<st.end();

除了vector和string容器外不能用*(it+i)

2.3set常用函数

（1）insert()

insert(x)将x插入set容器中，并自动递增排序和去重。

st.insert(x)

（2）find()

find(value)返回set中对应值为value的迭代器。

set<int>::iterator it = st.find(2);

（3）erase()

1.删除单个元素

st.erase(it); //it 为迭代器

st.erase(find(100));

st.erase(value)，value 为所要删除元素的值。

st.erase(100);

2.删除区间内所有元素

erase[first,last); 左闭右开

st.erase(first,last);

st.erase(it,st.end());

（4）size()

返回set内元素的个数，unsigned类型

（5）clear()

清空set内所有的元素

3.string

字符串数组

3.1 string 的定义

string str=”abcd”;

3.2string容器内元素的访问

（1）通过下标访问

str[index];

输出str

cout<<str;

printf(“%s”,str.c_str());

（2）通过迭代器访问

string迭代器不需要参数

string::iterator it;

for(it=str.begin();it!=str.end();it++)

printf(“%c”,*it);

3.3string 常用函数

（1）operator+=

str1+=str2;

（2）compare operator

可直接使用 == ,!=,<=,<,>,>=比较大小，比较规则是字典序

（3）length()/size()

返回字符串长度，两者基本相同。

（4）insert()

1.insert(pos.string);

在pos号位置插入字符串string

string str1=”abcxyz”;

string str2=”opq”;

str1.insert(3,str2);

str1:abcopqxyz

2.insert(it,it2,it3); //it为原字符串待插入位置，it2，it3位待插入字符串首尾迭代器。[it2,it3) 左开右闭

string str1=”abcxyz”;

string str2=”opq”;

str1.insert(str1.begin()+3,str2.begin(),str2.end())

str1:abcopqxyz

（5）erase()

1.删除单个元素

str.erase(it) //it为所要删除元素位置的迭代器

2.删除一个区间内的所有元素

(1)str.erase(first,last); [first,last)左开右闭

string str=”abcdefg”;

str.erase(str.begin()+2,str.end()-1);

str:abg

(2)str.erase(pos,length);

pos为起始位置，删除后面长度为length的字符串。

string str=”abcdefg”;

str.erase(3,2);

str:abcfg

（6）clear()

str.clear(); 清空字符串

（7）substr()

substr(pos,len); 返回从pos号位开始、长度为len的子串。

string str=”Thank you for your smile”;

str.substr(0,5);

Thank

str.substr(14,4);

your

str.substr(19,5);

smile

（8）string::npos

string::npos是一个常数，其本身值为-1，unsigned_int类型，作为find函数失配时的返回值。

（9）find()

str1.find(str2); 当str2是str1的子串时，返回str2在str1中第一次出现的位置；如果str2不是str1的子串，返回string：：npos。

str1.find(str2,pos); 从str1的pos号位开始匹配str2，返回值与上文相同。

string str1=”Thank you for your smile”;

string str2=”you”;

string str3=”me”;

cout<<str1.find(str2);

6

cout<<str1.find(str2,7);

14

（10）replace()

1.str1.replace(pos,len,str2);  把str1从pos号位开始、长度为len的子串替换为str2.

2.str1.replace(it1,it2,str2);  把str1的迭代器[it1,it2)范围的子串替换成str2.

string str1=”Maybe you will turn around”;

string str2=”will not”;

striing str3=”surely”;

cout<<str1.replace(10,4,str2);

Maybe you will not turn around

cout<<str1.replace(str1.begin(),str1.begin()+5,str3);

surely you will not turn around

 

4.map

映射，map可以将任何基本类型（包括STL容器）映射到任何基本类型（包括STL容器）。

例如：

字符串-->页码。

头文件

#include<map>

4.1 map的定义

map<typename1,typename2> mp;

map<key,value> mp;

map<int,int> mp 相当于普通的int型数组。

如果是字符串到整型的映射，必须用string，不能用char数组。

map<string,int>  mp;

map的键和值也可以是STL容器。

例如:

map<set<int>,string> mp;

4.2 map容器内元素的访问

1.通过下标访问

与访问普通数组一样，例如

map<char,int> mp;

mp[‘c’]来访问它对应的整数。

mp[‘c’]=20;

注：map的键值是唯一的。

2.通过迭代器访问

map<typename1,typename2>::iterator it;

用it->first访问键

用it->second访问值

map<char,int>mp;

mp[‘m’]=20;

mp[‘r’]=30;

mp[‘a’]=40;

for(auto it=mp.begin();it!=mp.end();it++)

printf(“%c %d\n”,it->first,it->second);

map会按键值从小到大自动排序。

4.3 map常用函数

（1）find()

find(key)返回键值为key的映射的迭代器。

auto it = mp.find(‘c’);

（2）erase()

1.删除单个元素。

mp.erase(it);  it为迭代器。

mp.erase(key); key为欲删除的映射的键。

2.删除一个区间内的所有元素。

map.erase(first，last)  [first,last) 删除迭代器区间，左闭右开。

（3）size()

返回map中映射的对数。

（4）clear()

清空map中所有的元素。

5.queue

队列，一个先进先出的容器。

头文件

#include<queue>

5.1 queue的定义

queue<typename> name;

5.2 queue 容器内元素的访问

queue是一种先进先出的限制访问的数据结构。

只能front()访问队首元素，back()访问队尾元素。

queue<int> q;

q.front();

q.back();

//

5.3 queue 常用函数

（1）push()

q.push(x)将x进行入队

（2）front() / back()

访问队首和队尾元素。

（3）pop()

q.pop()令队首元素出队。

（4）empty()

检测queue是否为空，返回true为空，返回false则非空。

（5）size()

返回queue内元素的个数。

5.4 queue常见用途

例如广度优先搜索。

6.priority_queue

优先队列，底层用堆来实现。在优先队列中，队首元素是当前队列中优先级最高的一个。

头文件

#include<queue>

6.1 priority_queue的定义

priority_queue<typename> name;

6.2 priority_queue 容器内元素的访问

只能用q.top()函数访问。

6.3 priority_queue 常用函数

（1）push()

q.push(x)将x入队。

（2）top()

q.top()可以获得队首元素。

（3）pop()

令队首元素（堆顶元素）出队。

q.pop();

（4）empty()

检测优先队列是否为空，为空则返回true，返回false为空。

（5）size()

返回优先队列内元素的个数。

6.4 priority_queue内元素优先级的设置

1.基本数据类型的优先级设置

基本数据类型指int、double、char型等数据类型。

下面两种优先队列的定义是等价的。

priority_queue<int> q;

priority_queue<int,vector<int>,less<int> > q;

vector<int> 是来承载底层数据结构堆（heap）的容器，而less<int>是比较类。

less<int> 表示数字大的优先级越大，而greater<int>表示数字小的优先级越大。char类型按字典序。

2.结构体的优先级设置

需要重载比较符号。

例如：

struct fruit{

string name;

int price;

friend bool operator<(fruit f1,fruit f2){

return f1.price<f2.price;
}

};

判断f1==f2,则相当于!(f1<f2)&&!(f2<f1)。

所以 priority_queue<fruit> q; 内部以价格高的水果优先级高。

同理，如果想以价格低的水果为优先级高，那么把<改成>。

struct fruit{

string name;

int price;

friend bool operator<(fruit f1,fruit f2){

return f1.price>f2.price;
}

};

注：只能重载<,重载>会编译错误。

不用greater<typename>,不重载<,不用friend函数

用cmp。

#include<iostream>

#include<queue>

#include<string>

using namespace std;

struct fruit{

string name;

int price;

}f1,f2,f3;

struct cmp{

bool operator () (fruit f1,fruit f2){

return f1.price>f2.price;

}

};

int main()

{

priority_queue<fruit,vector<fruit>,cmp> q;

f1.name="a";

f1.price=3;

f2.name="b";

f2.price=2;

f3.name="c";

f3.price=1;

q.push(f1);

q.push(f2);

q.push(f3);

cout<<q.top().name<<" "<<q.top().price;

return 0;

}

结果： c  1

即便是基本数据类型或其他STL容器（如set），也可以用同样的方式定义优先级。如果结构体内数据较庞大，前面加const & 引用来提高效率。

friend bool operator<(const & fruit f1,const & fruit f2){

return f1.price>f2.price;

}

struct cmp{

bool operator () (const & fruit f1,const & fruit f2){

return f1.price>f2.price;

}

};

priority_queue的本质是堆。

7.stack

栈，一个后进先出的容器。

头文件

#include<stack>

7.1stack的定义

stack<typename> name;

7.2stack容器内元素的访问

由于栈是一种后进先出的数据结构，所以只能用top()来访问栈顶元素。

st.top();

7.3 stack常用函数

（1）push()

st.push(x)将x入栈

（2）top()

st.top()访问栈顶元素。

（3）pop()

st.pop()删除栈顶元素。

（4）empty()

st.empty()检测是否为空，为空返回true，否则返回false。

（5）size()

st.size()返回栈中元素的个数。

8.pair

当想要将两个元素绑在一起作为一个合成元素，又不想定义结构体时，可以使用pair。

头文件

#include<utility>

map实现用了pair，所以#include<map>包含#include<utility>，用map不需要再包含utility头文件。

pair 相当于

struct pair{

typeName1 first;

typeName2 second;

};

8.1 pair的定义

pair<typeName1,typeName2> name;

例如：

pair<string ,int> p;

初始化：

pair<string ,int> p(“haha”,5);

pair<string,int> p=make_pair(“haha”,5);

8.2 pair中元素的访问

用p.first和p.second访问。

8.3 pair常用函数

（1）比较操作数，pair可以直接使用==,!=,<,<=,>,>=比较大 小。

比较规则是先以first的大小作为标准，只有当first相等时才 去比较second的大小。

8.4 pair常见用途

例如：

#include<iostream>

#include<map>

using namespace std;

int main(){

map<string,int>mp;

mp.insert(make_pair("heihei",5));

mp.insert(pair<string,int>("haha",10));

//auto it ==map<string,int>::iterator it

for(auto it = mp.begin();it!=mp.end();it++)

cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl;

return 0;

}

9.algorithm头文件

（1）max() /min()/abs()

max和min返回两个数x、y中的最大最小值。abs(x)中x必须为整数，浮点数用math头文件下的fabs()。

（2）swap()

swap(x,y)交换x和y的值。

（3）reverse()

reverse(it,it2)可以将数组指针在[it1,it2)之间的元素或容器的迭代器[it1,it2)范围内的元素进行反转。

例如：

int a[10]={10,11,12,13,14,15};

reverse(a,a+4); //将a[0]~a[3} 4个元素反转。

13 12 11 10 14 15

string str =“abcdefghi”

reverse(str.begin()+2,str.begin()+6);

abfedcghi

（4）next_permutation()

next_permutation()给出一个序列在全排列中的下一个序列。

例如：

n=3的全排列为

123 132 213 231 312 321

231的下一个序列为312。

int a[10]={1,2,3};

do{

cout<<a[0]<<a[1]<<a[2]<<” ”;

}while(next_permutation(a,a+3));

输出：123 132 213 231 312 321

（5）fill()

fill()可以把数组或某容器的某一段区间赋为某个相同的值，与memset不同，这里的赋值可以是数组类型对应范围中的任意值。

int a[5];

fill(a,a+5,233);

（6）sort()

sort(a,a+4); //默认递增排序

cmp函数

bool cmp(int a,int b){
return a>b; //从大到小排序 与priority_queue相反。

}

结构体

struct node{

int x;

int y;

}

bool cmp(node a,node b){

if(a.x!=b.x)
return a.x>b.x; //按x从大到小排序 与priority_queue相反。

else

return a.y<b.y; //若x相等，则按y从小到大排序。

}

STL中，只有vector，string，deque是可以用sort的，像set、map容器是用红黑树实现的，元素本身有序，不允许用sort排序。

（7）lower_bound()/upper_bound()

lower_bound(first,last,val)用来寻找在数组或容器中的[first,last)范围内第一个值大于等于val的元素的位置，如果是数组，返回该位置指针；如果是容器，返回该位置的迭代器。

upper_bound(first,last,val)用来寻找数组或容器的[first，last)范围第一个值大于val的元素的位置，如果是数组，返回该位置指针；如果是容器，返回该位置的迭代器。

如果数组或容器中没有寻找到该元素，则lower_bound()和upper_bound()返回可以插入该元素的位置的指针或迭代器。