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

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

STL中容器、算法、迭代器

容器

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、数、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

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科称为算法（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

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，初次接触可以将其先理解为指针

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

STL容器

String容器

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replate，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

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：

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int main() {
	const char* c = "aaa";
	string s(c);
	cout << s << endl;	// aaa

	string s2 = "bbb";
	string s3(s2);
	cout << s3 << endl;	// bbb

	string s4(3, 'c');
    cout << s4 << endl;	// ccc

	return 0;
}

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); // 把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：

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int main() {
	string s1 = "Hello S1";
    cout << s1 << endl;		// Hello S1

	string tmp = "Hello S2";
	string s2 = tmp;
    cout << s2 << endl;		// Hello S2

    string s3;	// string s3 = 'a'; 会报错
	s3 = 'a';
    cout << s3 << endl;		// a

	string s4;
	s4.assign("Hello S4");
    cout << s4 << endl;		// Hello S4

    string s5;
	s5.assign("Hello S5 S5 S5", 8);
    cout << s5 << endl;		// Hello S5

	string str = "Hello S6";
	string s6;
    s6.assign(str);
    cout << s6 << endl;		// Hello S6

    string s7;
	s7.assign(5,'7');
    cout << s7 << endl;		// 77777

	return 0;
}

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连接到当前字符串的末尾
  • 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的末尾
  • 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个字符连接到当前字符串的末尾

示例：

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int main() {
	string s1 = "hello";
	s1 += " s1";
    cout << s1 << endl;	// hello s1

    string s2 = "hello";
	s2 += '1';
    cout << s2 << endl;	// hello1

    string s3 = "hello";
	s3.append(" s3");
    cout << s3 << endl;	// hello s3

	string s4 = "hello";
    s4.append(" s4s4s4s4", 3);
    cout << s4 << endl;	// hello s4

    string s5 = "hello";
	s5.append(s5);
    cout << s5 << endl;	// hellohello

	string s6 = "hello";
    s6.append("123s7321", 3, 2);
	cout << s6 << endl;	// hellos7

	return 0;
}

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第一次出现的位置，从pos开始查找
  • int rfind(const string& str,int pos = 0) 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(cosnt char c,int pos = 0) const; // 查早字符c最后一次出现位置，从pos开始查找
  • string& replace(int pos,int n,const string& str); // 替换从pos开始的n个字符为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

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int main() {
	string str = "hello world";


	int f1 = str.find("or");
	cout << f1 << endl;		// 7

	int f2 = str.find("d");
    cout << f2 << endl;		// 10

    int f3 = str.find("lol", 0, 2);
    cout << f3 << endl;		// 3

    int f4 = str.find('h');
	cout << f4 << endl;		// 0

	int f5 = str.rfind("l");
    cout << f5 << endl;		// 9

	int f6 = str.rfind("r", 10);
    cout << f6 << endl;		// 8

    int f7 = str.rfind("lold", 10, 2);
    cout << f7 << endl;		// 3

    int f8 = str.rfind('o', 10);
    cout << f8 << endl;		// 7

	string tmp = "s1s1";
	string s1 = str.replace(6, 2, tmp);
    cout << s1 << endl;		// hello s1s1rld

	const char* c = "s2s2";
    string s2 = str.replace(6, 2, c);
    cout << s2 << endl;		// hello s2s2s1rld	注意replace会对源数据进行修改

	return 0;
}

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
  • 从第一个字符开始依次比较每个字符的 ASCII 值，直到找到不同的字符为止
  • 长度不等 → 较长的字符串更大

比较结果：

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

  • int compare(const string& s) const;
  • int compare(const char* s) const;

示例：

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int main() {
    string str = "abc";

    int c1 = str.compare("abc");
    int c2 = str.compare("abcd");
    int c3 = str.compare("ab");
    int c4 = str.compare("aaa");
    int c5 = str.compare("ccc");

    cout << c1 << endl;
    cout << c2 << endl;
    cout << c3 << endl;
    cout << c4 << endl;
    cout << c5 << endl;

	return 0;
}

string字符存取

string中单个字符存取方式有两种：

  • char& operator[](int n); // 通过[]方式获取字符
  • char& at(int n); // 通过at方式获取字符

示例：

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int main() {
    string str = "hello world";

    char c1 = str[4];
    cout << c1 << endl; // o

    char c2 = str.at(4);
    cout << c2 << endl; // o

	return 0;
}

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：

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int main() {
    string str = "hello world";
	str.insert(str.begin(), 'a');
    cout << str << endl;	// ahello world

	str = "hello world";
	str.insert(0, "hello");
    cout << str << endl;	// hellohello world

    str = "hello world";
	str.insert(0, 3, 'a');
    cout << str << endl;	// aaahello world

    str = "hello world";
	str.erase(0,6);
    cout << str << endl;	// world

	return 0;
}

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：

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int main() {
	string str = "ABCDEFGHIJK";
	string substr = str.substr(0, 3);
    cout << substr << endl;

	return 0;
}

Vector容器

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组

存放内置数据类型并遍历

容器：vector

算法：for_each

迭代器：vector<int>::iterator

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void print(int val) {
    cout << val << " ";
}

void test01() {
    // 创建数组容器
    vector<int> v;

    // 像容器中插入数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);
    v.push_back(50);

    // 通过迭代器遍历数组
    vector<int>::iterator itBegin = v.begin();  // 起始迭代器，指向容器的第一个元素
    vector<int>::iterator itEnd = v.end();      // 结束迭代器，指向容器最后一个元素的下一个位置

    // 第一种遍历方式，迭代器++
    while (itBegin != itEnd) {
        cout << *itBegin << " ";
        itBegin++;
    }

    cout << endl;

    // 第二种遍历方式，利用for循环+迭代器
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }

    cout << endl;

    // 第三种遍历方式，利用容器提供的方法
    for_each(v.begin(), v.end(), print);    // 第三个参数是一个函数，用于实现打印逻辑的
}

int main() {
    test01();


    return 0;
}

存放自定义数据类型

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Person {
public:
    string name;
    int age;

    Person(string name, int age) {
        this->name = name;
        this->age = age;
    }
};

void test01() {
    vector<Person> v;

    // 向容器中添加数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Person p("person" + to_string(i), i);
        v.push_back(p);
    }

    // 遍历容器
    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << "name: " << it->name << " age: " << it->age << endl;
    }
}

void test02() {
    vector<Person*> v;

    // 向容器中添加数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Person *p = new Person("person" + to_string(i), i);
        v.push_back(p);
    }

    // 遍历容器
    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << "name: " << (*it)->name << " age: " << (*it)->age << endl;
    }

    // 释放堆区内数据
    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        delete *it;
    }

    v.clear();  // 清空指针（避免野指针）
}



int main() {
    // test01();

    test02();

    return 0;
}

容器嵌套

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;


void test01() {
    vector<vector<int>> v;

    // 为内层vector赋值并添加到外层vector中
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        vector<int> v1;
        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            v1.push_back(j);
        }
        v.push_back(v1);
    }

    for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << "第" << it - v.begin() << "行：" << endl;
        for (vector<int>::iterator it2 = it->begin(); it2 != it->end(); it2++) {
            cout << *it2 << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}

int main() {
    test01();

    /*
        第0行：
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
        第1行：
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
        第2行：
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
        ...
    */
    return 0;
}

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数据，释放原空间
clip_image002
  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;


// 打印Vector容器元素模板函数
template <class T>
void printVec(vector<T> &v) {
    for (class vector<T>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01() { 
    vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}

	// 通过第二种方式创建vector
    vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
    printVec(v2);
}

void test02() {
	// 通过第三种方式创建vector
	vector<int> v1(10, 100);
	cout << "v1：";
    printVec(v1);

	// 拷贝构造函数创建vector
	vector<int> v2(v1);
	cout << "v2：";
    printVec(v2);
}

int main() {
	
	// test01();

	test02();
	return 0;
}

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

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印Vector容器元素模板函数
template <typename T>
void printVec(vector<T>& vec) {
	for (typename vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

    cout << endl;
}

void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	// 第一种方式赋值
	vector<int> v2 = v1;
    printVec(v2);
}

void test02() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	// 第二种方式赋值
	vector<int> v2;
	v2.assign(v1.begin(), v1.end());
    printVec(v2);
}

void test03() { 
	// 第三种方式赋值
	vector<int> v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	v1.assign(10, 100);
    printVec(v1);
}

int main() {
	cout << "------test01------" << endl;
	test01();
	cout << "------test02------" << endl;
    test02();
	cout << "------test03------" << endl;
    test03();

	return 0;
}

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，若容器变长，则以默认值填充新位置
    // 若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
  • reize(int num, elem); // 重新指定容器的长度，若容器变长，则以elem值填充新位置
    // 若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印Vector容器元素模板函数
template <typename T>
void printVec(vector<T>& vec) {
	for (typename vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

    cout << endl;
}

void test01() {
	vector<int> v1;
	v1.empty() ? cout << "v1为空" << endl : cout << "v1不为空" << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}

	cout << "v1的容量为：" << v1.capacity() << endl;
    cout << "v1的大小为：" << v1.size() << endl;
	cout << "原始v1内容为： ";
    printVec(v1);

	// 改变大小，并以默认值填充
	cout << "改变大小为15，并填充默认值：" << endl;
    v1.resize(15);
    printVec(v1);

	// 改变大小，并以指定值填充
    cout << "改变大小为20，并填充100：" << endl;
	v1.resize(20, 100);
	printVec(v1);

	// 改变大小，并删除过长元素
	cout << "改变大小为5：";
	v1.resize(5);
	printVec(v1);
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

注意：这里v1的容量根据不同的编译器显示不同结果，但是都会比size的大小大一些，是因为编译器会自动为vector扩容（动态扩容机制）

扩容过程示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印Vector容器元素模板函数
template <typename T>
void printVec(vector<T>& vec) {
	for (typename vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

    cout << endl;
}

void test01() {
	vector<int> v1;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		cout << "size: " << v1.size() << " capacity: " << v1.capacity() << endl;
	}

	/*
		size: 1 capacity: 1
		size: 2 capacity: 2
		size: 3 capacity: 3
		size: 4 capacity: 4
		size: 5 capacity: 6
		size: 6 capacity: 6
		size: 7 capacity: 9
		size: 8 capacity: 9
		size: 9 capacity: 9
		size: 10 capacity: 13
	*/
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

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前插入元素ele
  • insert(const_iterator pos, int count, ele); // 迭代器指向位置pos前插入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); // 删除迭代器区间[start, end)的元素
  • clear(); // 清空Vector容器

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印Vector容器元素模板函数
template <typename T>
void printVec(vector<T>& vec) {
	for (typename vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

    cout << endl;
}

void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 11; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
    printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
	
	v1.pop_back();
    printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

	vector<int>::iterator it = v1.begin();
	v1.insert(it + 5, 100);
    printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,100,5,6,7,8,9]

	v1.insert(it + 9, 2, 200);
    printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,100,5,6,7,200,200,8,9]

	v1.erase(it + 5);
    printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,5,6,7,200,200,8,9]

    v1.erase(it + 8, it + 10);
	printVec(v1);	// [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

    v1.clear();
    v1.empty() ? cout << "空" << endl : cout << "非空" << endl;	// 空
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

注意：erase方法和clear方法不能释放堆区内存，如果在vector容器中开辟了堆区的数据，一定要通过循环+delete的方式清除，否则会造成内存泄漏

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;


void test01() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i + 10);
	}

	cout << v.at(2) << endl;	// 12
	cout << v[3] << endl;		// 13
    cout << v.front() << endl;	// 10
    cout << v.back() << endl;	// 19

	v[3] = 100;
    cout << v[3] << endl;

	v.at(5) = 200;
    cout << v.at(5) << endl;
}




int main() {
	test01();

	return 0;
}

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与本身的元素交换

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印Vector容器元素模板函数
template <typename T>
void printVec(vector<T>& vec) {
	for (typename vector<T>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

	cout << endl;
}


void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i != 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}

	cout << "v1：" << endl;		
    printVec(v1);				// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    cout << "v2：" << endl;		
    printVec(v2);				// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

	v1.swap(v2);
	cout << "v1和v2交换后：" << endl;

    cout << "v1：" << endl;		
    printVec(v1);				// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

    cout << "v2：" << endl;
    printVec(v2);				// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
}




int main() {
	test01();

	return 0;
}

vector预留空间

功能描述：

  • 较少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

  • reserve(int len); // 容量预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01() {
	vector<int> v1;
	v1.reserve(2000);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i + 1);
	}

	cout << "size：" << v1.size() << " capacity：" << v1.capacity() << endl;	// size：10 capacity：2000

	for (int i = 10; i < 2100; i++)
	{
		v1.push_back(i + 1);
	}

    cout << "size：" << v1.size() << " capacity：" << v1.capacity() << endl;	// size：2100 capacity：3000（这里的3000容量是通过动态扩容机制实现的）
}




int main() {
	test01();

	return 0;
}

预留空间的作用是为了避免编译器多次的使用动态扩容。

动态扩容：每当数据超过容器的容量时，就会执行一次扩容（一般为1.5倍或2倍，主要依据编译器的区别），所以数据量变大时，就会频繁的扩容，影响性能。

deque容器

deque容器基本概念

功能：

  • 双端数组，可以对头端进行插入和删除

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会比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

clip_image002-1547547642923

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

clip_image002-1547547896341

  • deque容器的迭代器也是支持随机访问的

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deque
  • 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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印deque容器模板函数
template <typename T>
void PrintDeque(const deque<T>& deq) {
	// deque遍历与vector一样
	for (typename deque<T>::const_iterator it = deq.begin(); it != deq.end(); it++) {	// const_iterator是为了与形参匹配
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	// deque<T> deqT
	deque<int> deqInt1;
	for (int i = 1; i < 11; i++)
	{
		deqInt1.push_back(i);
	}

	
    PrintDeque(deqInt1);

	// deque(beg, end)
	deque<int> deqInt2(deqInt1.begin(), deqInt1.end());
    PrintDeque(deqInt2);

	// deque(n, elem)
    deque<int> deqInt3(10,101);
    PrintDeque(deqInt3);

    // deque(const deque deque&)
    deque<int> deqInt4(deqInt3);
    PrintDeque(deqInt4);
}

int main() {
	test01();

	return 0;
}

deque赋值操作

功能描述：

  • 给deque容器进行操作

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

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintDeque(const deque<T> deq) {
	for (typename deque<T>::const_iterator it = deq.begin(); it != deq.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
    cout << endl;
}

void test01() {
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		d1.push_back(i);
	}

	// deque& operator=(const deque& deq);
	deque<int> d2 = d1;
    cout << "d2： ";
	PrintDeque(d2);

	// assign(beg, end);
	deque<int> d3;
	d3.assign(d2.begin(), d2.end());
	cout << "d3： ";
    PrintDeque(d3);

	// assign(n, elem);
	deque<int> d4;
    d4.assign(10, 100);
    cout << "d4： ";
    PrintDeque(d4);
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

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。

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintDeque(const deque<T> deq) {
	for (typename deque<T>::const_iterator it = deq.begin(); it != deq.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
    cout << endl;
}

void test01() {
	deque<int> deq1;

	deq1.empty() ? cout << "deq1 is empty" << endl : cout << "deq1 is not empty" << endl;	// deq1 is empty

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		deq1.push_back(i+1);
	}

	cout << "deq1 size ：" << deq1.size() << endl;	// deq1 size ：10

	deq1.resize(5);
    cout << "deq1 size ：" << deq1.size() << endl;	// deq1 size ：5
    PrintDeque(deq1);	// 1 2 3 4 5

	deq1.resize(15,404);
    cout << "deq1 size ：" << deq1.size() << endl;	// deq1 size ：15
    PrintDeque(deq1);	// 1 2 3 4 5 404 404 404 404 404 404 404 404 404 404
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

值得注意的是，deque相较于vector少了一个capacity()方法

capacity() 的设计初衷是反映连续内存的可用空间，而 deque 的内存结构无法用单一数值准确描述

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintDeque(const deque<T> deq) {
	for (typename deque<T>::const_iterator it = deq.begin(); it != deq.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
    cout << endl;
}

void test01() {
	deque<int> d1;
	d1.push_back(10);
	d1.push_front(20);
    PrintDeque(d1);	// 20 10
}


void test02() {
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}

	PrintDeque(d1);					// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	cout << "pop_back" << endl;		// 0 1 2 3 4 5 6 7 8
	d1.pop_back();
    PrintDeque(d1);

	cout << "pop_front" << endl;	// 1 2 3 4 5 6 7 8
    d1.pop_front();
    PrintDeque(d1);
}

void test03() { 
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	PrintDeque(d1);						// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	deque<int>::iterator it = d1.insert(d1.begin() + 5, 101);
    PrintDeque(d1);
    cout << "it = " << *it << endl;

	d1.insert(d1.end(), 5, 404);
    PrintDeque(d1);						// 0 1 2 3 4 101 5 6 7 8 9 404 404 404 404 404

	d1.insert(d1.begin(), d1.begin(), d1.end());
    PrintDeque(d1);						// 结果等于源数据+源数据
	

	deque<int>::iterator ite = d1.erase(d1.begin(), d1.end() - 10);
    PrintDeque(d1);						// 5 6 7 8 9 404 404 404 404 404
    cout << "ite = " << *ite << endl;	// 5

    deque<int>::iterator iter = d1.erase(d1.begin());
    PrintDeque(d1);						// 6 7 8 9 404 404 404 404 404
    cout << "iter = " << *iter << endl;	// iter = 6

	d1.clear();
	d1.empty() ? cout << "d1 is empty" << endl : cout << "d1 is not empty" << endl;		// d1 is empty
}

int main() {
	cout << "_________ test01 _________" << endl;
	test01();
	cout << "_________ test02 _________" << endl;
    test02();
	cout << "_________ test03 _________" << endl;
	test03();

	return 0;
}

deque数据存取

功能描述：

  • 对deque中的数据存取操作

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01() {
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		d1.push_back(i);
	}

	cout << "deque.at(5)：" << d1.at(5) << endl;		// deque.at(5)：5
	cout << "deque[6]：" << d1[6] << endl;				// deque[6]：6
    cout << "deque.front()：" << d1.front() << endl;	// deque.front()：0
    cout << "deque.back()：" << d1.back() << endl;		// deque.back()：9
}

int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <deque>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印deque函数
void PrintDeque(deque<int> &d) {
	for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		int random_01 = rand() % 10 + 1;
		d1.push_back(random_01);
	}

    PrintDeque(d1);				// 假设结果：2 8 5 1 10 5 9 9 3 5

    sort(d1.begin(), d1.end());
    PrintDeque(d1);				// 那么最终结果为：1 2 3 5 5 5 8 9 9 10

	sort(d1.begin(), d1.end(), greater<int>());	// 倒序排序
    PrintDeque(d1);			   // 10 9 9 8 5 5 5 3 2 1
}

int main() {
	test01();

	return 0;
}

stack容器

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

clip_image002-1547604555425

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

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <stack>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01() {
	stack<int> stk1;

	stack<int> stk2(stk1);	// 拷贝构造

	stack<int> stk3 = stk1;	// 重载等号操作符
}

void test02() { 
	stack<int> stk;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		stk.push(i);	// 向栈中压入数据
	}

    cout << "栈的大小为：" << stk.size() << endl;	// 10
    cout << "栈顶元素为：" << stk.top() << endl;	// 9
    stk.pop();			// 弹出栈顶元素
    cout << "栈顶元素为：" << stk.top() << endl;	// 8
    cout << "栈的大小为：" << stk.size() << endl;	// 9
	cout << "栈是否为空：";
	stk.empty() ? cout << "是" << endl : cout << "否" << endl;	// 否
}

int main() {
	test01();

	test02();

	return 0;
}

queue容器

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

clip_image002-1547606475892

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

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <queue>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01() {
	queue<int> q1;

	queue<int> q2(q1);	// 拷贝构造函数
	queue<int> q3 = q1;	// 重载等号运算符
}

void test02() { 
	queue<int> q1;
	
	q1.push(10);
	q1.push(20);
	q1.push(30);

	cout << "队列第一个元素：" << q1.front() << endl;								// 10
    cout << "队列最后一个元素：" << q1.back() << endl;								// 30

    q1.pop();
	cout << "移除队列头部第一个元素后，队列第一个元素：" << q1.front() << endl;		// 20

    cout << "队列大小：" << q1.size() << endl;										// 2
    cout << "队列是否为空：";
	q1.empty() ? cout << "是" << endl : cout << "否" << endl;						// 否
}

int main() {
	test01();

	test02();

	return 0;
}

list容器

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（下图有误，实际上第一个元素的prev指向的是链表中的最后一个元素，最后一个元素的next指向的是链表中的第一个元素）

clip_image002-1547608564071

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

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。

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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;
	lst01.push_back(10);
	lst01.push_back(20);
	lst01.push_back(30);

	PrintList(lst01);		// 10 20 30

	// list<int> lst02(lst01.begin() + 1, lst01.end());	// 报错，因为双向迭代器不支持随机访问操作
	
	// 获取迭代器
	list<int>::iterator it = lst01.begin();
	// 将迭代器移动到第二个元素（值为20）
	advance(it, 1);
	// 区间在 [20, 30]
	list<int> lst02(it, lst01.end());
	PrintList(lst02);		// 20 30

	list<int> lst03(5, 10);
	PrintList(lst03);		// 10 10 10 10 10

	list<int> lst04(lst03);
	PrintList(lst04);		// 10 10 10 10 10
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

注意以上代码指出了，list容器由于是双向迭代器，所以不支持随机访问（如iterator + number）

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。
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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;
	lst01.push_back(1);
	lst01.push_back(2);
	lst01.push_back(3);
	lst01.push_back(4);
	lst01.push_back(5);

	list<int> lst02;
	list<int>::iterator it = lst01.begin();
	advance(it, 3);
	lst02.assign(it, lst01.end());
	PrintList(lst02);	// 4 5

	list<int> lst03;
	lst03.assign(5, 1);
	PrintList(lst03);	// 1 1 1 1 1

	list<int> lst04 = lst03;
	PrintList(lst04);

	lst01.swap(lst04);
	PrintList(lst01);	// 1 1 1 1 1
	PrintList(lst04);	// 1 2 3 4 5
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

list大小操作

功能描述：

  • 对list容器的大小进行操作

函数原型：

  • size(); //返回容器中元素的个数

  • empty(); //判断容器是否为空

  • resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

    ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

  • resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

    ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;
	lst01.push_back(1);
	lst01.push_back(2);
	lst01.push_back(3);
	lst01.push_back(4);
	lst01.push_back(5);

	cout << "size：" << lst01.size() << endl;										// size：5

	lst01.empty() ? cout << "链表为空" << endl : cout << "链表不为空" << endl;		// 链表不为空

	lst01.resize(3);																// 1 2 3
	PrintList(lst01);

	lst01.resize(10, 404);
	PrintList(lst01);																// 1 2 3 404 404 404 404 404 404 404
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;
	for (int i = 1; i <= 10; i++)
	{
		lst01.push_back(i);
	}

	cout << "源数据： ";
	PrintList(lst01);

	cout << "After pop_back()： ";
	lst01.pop_back();
	PrintList(lst01);

	cout << "After push_front(5)： ";
	lst01.push_front(5);
	PrintList(lst01);

	cout << "After pop_front()： ";
	lst01.pop_front();
	PrintList(lst01);

	cout << "After insert((iterator)3,101)： ";
	list<int>::iterator it = lst01.begin();
	advance(it, 3);
	list<int>::iterator ist = lst01.insert(it, 101);
	PrintList(lst01);
	cout << "insert返回值： " << *ist << endl;

	cout << "After insert(lst01.end(),5, 100)： ";
	lst01.insert(lst01.end(), 5, 100);
	PrintList(lst01);

	cout << "After insert(pos,beg,end)： ";
	lst01.insert(lst01.end(), lst01.begin(), lst01.end());
	PrintList(lst01);

	cout << "After clear()： ";
	lst01.clear();
	if (!lst01.empty()) { PrintList(lst01); }
	else { cout << "lst01 链表为空" << endl; }

	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		lst01.push_back(i);		// 1 2 3 4 5
	}

	cout << "After erase(beg, end)： ";
	it = lst01.end();
	advance(it, -2);
	list<int>::iterator era = lst01.erase(lst01.begin(), it);
	PrintList(lst01);
	cout << "erase返回值：" << *era << endl;

	cout << "After erase(pos)： ";
	lst01.clear();
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		lst01.push_back(i);
		lst01.push_back(i + 1);		// 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6
	}
	lst01.remove(3);
	PrintList(lst01);
}


int main() {
	test01();

	/*
	源数据：							1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
	After pop_back()：					1 2 3 4 5 6 7 8 9
	After push_front(5)：				5 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	After pop_front()：					1 2 3 4 5 6 7 8 9
	After insert((iterator)3,101)：		1 2 3 101 4 5 6 7 8 9
	insert返回值：						101
	After insert(lst01.end(),5, 100)：	1 2 3 101 4 5 6 7 8 9 100 100 100 100 100
	After insert(pos,beg,end)：			1 2 3 101 4 5 6 7 8 9 100 100 100 100 100 1 2 3 101 4 5 6 7 8 9 100 100 100 100 100
	After clear()：						lst01 链表为空
	After erase(beg, end)：				4 5
	erase返回值：						4
	After erase(pos)：					1 2 2 4 4 5 5 6
	
	*/

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		lst01.push_back(i);
	}

	cout << "lst01：";
	PrintList(lst01);

	cout << "lst01.front()： " << lst01.front() << endl;
	cout << "lst01.back()： " << lst01.back() << endl;
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 打印list函数模板
template<typename T>
void PrintList(const list<T>& t) {
	for (typename list<T>::const_iterator cit = t.begin(); cit != t.end();cit++)
	{
		cout << *cit << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	list<int> lst01;

	for (int i = 1; i <= 10 ; i++)
	{
		int random_01 = rand() % 100;
		lst01.push_back(random_01);
	}
	PrintList(lst01);	// 41 67 34 0 69 24 78 58 62 64

	lst01.sort();
	PrintList(lst01);	// 0 24 34 41 58 62 64 67 69 78

	lst01.reverse();
	PrintList(lst01);	// 78 69 67 64 62 58 41 34 24 0
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

set / multiset容器

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，底层架构是二叉树实现

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

注意：

  • 默认情况下，不能存放自定义数据，这是因为编译器并不知道该如何排序
  • 如果想要存放自定义数据，那么就需要通过伪函数指定排序规则

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {
	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {
	set<int> st1;

	set<int> st2(st1);

	set<int> st3 = st2;

	st1.insert(10);
	st1.insert(20);
	st1.insert(30);

	PrintSet(st1);	// 10 20 30

	st2.insert(3);
	st2.insert(2);
	st2.insert(5);
	st2.insert(1);
	st2.insert(4);
	PrintSet(st2);	// 1 2 3 4 5

	st2.insert(5);	// 插入重复的数会被过滤
	PrintSet(st2);	// 1 2 3 4 5

	return 0;
}

set插入数据需要使用insert(elem)

set插入的数据会自动排序

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {
	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	set<int> st1;
	cout << "size：" << st1.size() << endl;
	st1.empty() ? cout << "set为空" << endl : cout << "set不为空" << endl;

	set<int> st2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		st1.insert(i + 1);
		st2.insert(i + 11);
	}

	cout << "st1 和 st2 交换前：" << endl;
	cout << "st1： ";
	PrintSet(st1);		// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
	cout << "st2： ";
	PrintSet(st2);		// 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

	
	cout << "st1 和 st2 交换后：" << endl;
	st1.swap(st2);
	cout << "st1： ";
	PrintSet(st1);		// 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
	cout << "st2： ";
	PrintSet(st2);		// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
}

int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {
	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	set<int> st1;

	st1.insert(1);
	st1.insert(2);
	st1.insert(3);

	st1.clear();
	cout << "size：" << st1.size() << endl;

	for (int i = 0; i < 20; i++)
	{
		int random = rand() % 20;
		st1.insert(random);
	}

	cout << "\n__________第一次擦除erase(pos)__________" << endl;
	PrintSet(st1);										// 0 1 2 4 5 7 9 11 14 15 16 18
	set<int>::iterator beg = st1.begin();
	advance(beg, 4);
	set<int>::iterator era01 = st1.erase(beg);
	cout << "删除后下个元素是： " << *era01 << endl;
	PrintSet(st1);										// 0 1 2 4 7 9 11 14 15 16 18


	cout << "\n__________第二次擦除erase(beg,end)__________" << endl;
	beg = st1.begin();
	advance(beg, 3);  
	set<int>::iterator end = st1.end();
	// 安全获取倒数第三个元素的位置
	set<int>::iterator del_end = prev(end, 3);  
	set<int>::iterator era02 = st1.erase(beg, del_end);
	cout << "删除后下个元素是： " << *era02 << endl;	// 15
	PrintSet(st1);										// 0 1 2 15 16 18

	cout << "\n__________第三次擦除erase(elem)__________" << endl;
	st1.erase(0);
	PrintSet(st1);										// 1 2 15 16 18
}

int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {
	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	// find
	set<int> st1;
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		st1.insert(i * 10);
	}

	set<int>::iterator it1 = st1.find(30);
	cout << *it1 << endl;											// 30

	st1.erase(it1);
	PrintSet(st1);													// 10 20 40 50

	set<int>::iterator it2 = st1.find(100);
	set<int>::iterator end = st1.end();						

	it2 == end ? cout << "等于" << endl : cout << "不等于" << endl;	// 等于
}

void test02() {
	// count
	set<int> st1;
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		st1.insert(i * 10);
	}

	cout << "set中有 " << st1.count(10) << "个10" << endl;	// set中有 1个10
	cout << "set中有 " << st1.count(60) << "个60" << endl;	// set中有 0个60
}

int main() {
	test01();
	test02();
	return 0;
}

实质上，普通的set容器并不需要count方法，而将设计到set容器中是为了与 multiset、map 等共享方法，同一套逻辑可以兼容 set 和 multiset

set和multiset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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

template <typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {
	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

template <typename T>
void PrintSet(const multiset<T>& st) {
	for (typename multiset<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	set<int> st1;
	pair<set<int>::iterator,bool> result_01 = st1.insert(10);
	if (result_01.second) {
		cout << "插入数据成功" << endl;		// 第一次插入执行成功
	}
	else {
		cout << "插入数据失败" << endl;
	}

	pair<set<int>::iterator, bool> result_02 = st1.insert(10);
	if (result_02.second) {
		cout << "插入数据成功" << endl;
	}
	else {
		cout << "插入数据失败" << endl;		// 第二次执行插入失败
	}
}

void test02() {
	multiset<int> mst;
	mst.insert(10);
	mst.insert(10);
	mst.insert(11);
	mst.insert(11);
	PrintSet(mst);	// 10 10 11 11
}

int main() {
	test01();
	test02();
	return 0;
}

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

两个创建方式：

  • pair<type, type> p (value, value);
  • pair<type, type> p = make_pair(value1, value2);

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Person {
public:
	string name;
	int age;

	Person(string name, int age) {
		this->age = age;
		this->name = name;
	}

	Person() : name("无名"), age(-1) {};
};

void test01() {
	pair<int, string> p1(10, "hello");
	cout << "p1的第一个数据：" << p1.first << endl;						// 10
	cout << "p1的第二个数据：" << p1.second << endl;						// hello

	Person zs("张三", 18);
	pair<Person, bool> p2 = make_pair(zs, false);
	
	cout << "p1的第一个数据：" << p2.first.name << p2.first.age << endl;	// 张三18
	cout << "p1的第二个数据：" << p2.second << endl;						// 0
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

set排序

主要技术点：

set容器默认情况下的排序规则为从小到大，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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

class MyCompare {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) const {		// 仿函数一定要限制为const才行（C++11后的规定）
		return v1 > v2;
	}
};

template<typename T>
void PrintSet(const set<T>& st) {

	for (typename set<T>::const_iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

template<typename T1,typename T2>
void PrintSet(set<T1,T2>& st) {

	for (typename set<T1,T2>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01() {
	set<int> st1;
	st1.insert(10);
	st1.insert(30);
	st1.insert(50);
	st1.insert(20);
	st1.insert(40);
	PrintSet(st1);	// 10 20 30 40 50

	// 利用仿函数修改排序规则
	set<int, MyCompare> st2;
	st2.insert(10);
	st2.insert(30);
	st2.insert(50);
	st2.insert(20);
	st2.insert(40);
	PrintSet(st2);	// 50 40 30 20 10
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

示例二

set存放自定义数据类型：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Person {
public:
	string name;
	int age;

	Person() : name("无名"), age(-1) {};

	Person(string name, int age) {
		this->name = name;
		this->age = age;
	}
};

class MyCompare {
public:
	bool operator()(const Person& v1,const Person& v2) const {		
		return v1.age > v2.age;		// 年龄倒序排序
	}
};

void test01() {
	Person p1("张三", 19);
	Person p2("李四", 20);
	Person p3("王五", 18);
	Person p4("赵六", 21);

	set<Person, MyCompare> st1;
	st1.insert(p1);
	st1.insert(p2);
	st1.insert(p3);
	st1.insert(p4);

	for (set<Person,MyCompare>::iterator it = st1.begin(); it != st1.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << it->name << "，年龄：" << it->age << endl;
	}

	/*
		姓名：赵六，年龄：21
		姓名：李四，年龄：20
		姓名：张三，年龄：19
		姓名：王五，年龄：18
	*/
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

map / multimap容器

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

map的特性：

map 的 operator[] 是独立于迭代器的机制，其核心依赖红黑树的查找逻辑，也就说可以通过map[key]来访问数据

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01() {
	map<int, int> m1;

	map<int, int> m2(m1);

	map<int, int> m3 = m2;

	m3.insert(pair<int, int>(1, 11));
	m3.insert(pair<int, int>(4, 44));
    m3.insert(pair<int, int>(4, 44));
	m3.insert(pair<int, int>(2, 22));
	m3.insert(pair<int, int>(5, 55));
	m3.insert(pair<int, int>(3, 33));
    m3.insert(pair<int, int>(3, 33));

	for (map<int,int>::iterator it = m3.begin(); it != m3.end(); it++)
	{
		cout << "Key" << it->first << "，Value：" << it->second << endl;
	}
}



int main() {
	test01();

	/*
		自动排序，不存在重复key
		Key1，Value：11
		Key2，Value：22
		Key3，Value：33
		Key4，Value：44
		Key5，Value：55
	*/

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <algorithm>

using namespace std;

template<typename T1,typename T2>
void PrintMap(map<T1, T2>& mp) {
	for (typename map<T1,T2>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
	{
		cout << "Key：" << it->first << "，Value：" << it->second << endl;
	}
}

void test01() {
	map<int, int> m1;
	map<int, int> m2;

	m1.empty() ? cout << "map容器为空" << endl : cout << "map容器不为空" << endl;	// map容器为空

	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		m1.insert({ i, rand() % 10 });
		m2.insert({ i + 10, rand() % 10 });
	}

	cout << "map容器大小为：" << m1.size() << endl;									// map容器大小为：5

	cout << "Map1：" << endl;
	PrintMap(m1);
	cout << endl;
	cout << "Map2：" << endl;
	PrintMap(m2);
	/*
		Map1：
		Key：0，Value：1
		Key：1，Value：4
		Key：2，Value：9
		Key：3，Value：8
		Key：4，Value：2
		
		Map2：
		Key：10，Value：7
		Key：11，Value：0
		Key：12，Value：4
		Key：13，Value：8
		Key：14，Value：4
	*/

	cout << "After Swap：" << endl;
	m1.swap(m2);
	cout << "Map1：" << endl;
	PrintMap(m1);
	cout << endl;
	cout << "Map2：" << endl;
	PrintMap(m2);
	/*
		Map1：
		Key：10，Value：7
		Key：11，Value：0
		Key：12，Value：4
		Key：13，Value：8
		Key：14，Value：4
		
		Map2：
		Key：0，Value：1
		Key：1，Value：4
		Key：2，Value：9
		Key：3，Value：8
		Key：4，Value：2
	*/
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <algorithm>

using namespace std;

template<typename T1,typename T2>
void PrintMap(map<T1, T2>& mp) {
	for (typename map<T1,T2>::iterator it = mp.begin(); it != mp.end(); it++)
	{
		cout << "Key：" << it->first << "，Value：" << it->second << endl;
	}
}

void test01() {
	map<int, int> m1;
	
	m1.insert(pair<int, int>(1, 100));
	m1.insert({ 2, 101 });
	m1.insert(make_pair(3, 102));
	m1.insert(map<int,int>::value_type(4, 103));
	m1[5] = 104;

	cout << "原始数据：" << endl;
	PrintMap(m1);
	cout << "第一次擦除：" << endl;
	m1.erase(m1.begin());
	PrintMap(m1);

	cout << "第二次擦除：" << endl;
	map<int, int>::iterator beg = m1.begin();
	advance(beg, 2);
	map<int, int>::iterator end = prev(m1.end(), 1);
	m1.erase(beg, end);

	PrintMap(m1);

	cout << "第三次擦除：" << endl;
	m1.erase(2);
	PrintMap(m1);

	m1.clear();
	cout << m1.empty() << endl;
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

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：

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#include <map>

//查找和统计
void test01()
{
	map<int, int>m; 
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	//查找
	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);

	if (pos != m.end())
	{
		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

map容器排序

同set容器排序，都是利用仿函数技术

示例：

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#include <map>

class MyCompare {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2;
	}
};

void test01() 
{
	//默认从小到大排序
	//利用仿函数实现从大到小排序
	map<int, int, MyCompare> m;

	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	m.insert(make_pair(5, 50));

	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
		cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
	}
}
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

函数对象

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()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

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <algorithm>

using namespace std;

class MyADD {
public:
	int operator()(int a, int b) {
		return a + b;
	}
};

class MyPrint {
public:
	int count = 0;

	void operator()(string s) {
		cout << s << endl;
		count++;
	}
};

// 将仿函数作为参数
void doPrint(MyPrint& mp, string s) {
	mp(s);
}

void test01() {
	// 基本使用
	MyADD myAdd;

	cout << myAdd(10, 20) << endl;

	// 记录状态
	MyPrint myPrint;
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");

	cout << "打印次数为：" << myPrint.count << endl;	// 4


	// 仿函数做参数调用
	doPrint(myPrint, "Hello C++");
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

谓词

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

一元谓词

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class BiggerThanFive {
public:
	// 一元谓词
	bool operator()(int a) {
		return a > 5;
	}
};

void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 1; i <= 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v1.begin(), v1.end(), BiggerThanFive());
	if (it != v1.end()) {
		cout << "比5大的数字为：" << *it << endl;	// 比5大的数字为：6
	}
	else {
		cout << "未找到比5大的数字" << endl;
	}
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

二元谓词

示例：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class MyCompare {
public:
	// 一元谓词
	bool operator()(int a,int b) {
		return a > b;
	}
};

void test01() {
	vector<int> v1;
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(5);
	v1.push_back(4);

	sort(v1.begin(), v1.end());
	for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";		// 1 2 3 4 5
	}
	cout << endl;

	cout << "------降序排序------" << endl;
	sort(v1.begin(), v1.end(), MyCompare());
	for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";		// 5 4 3 2 1
	}
	cout << endl;
}



int main() {
	test01();

	return 0;
}

内建函数对象

内建函数对象意义

概念：

  • STL内建了一些函数对象

分类：

  • 算数仿函数
  • 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>

算数仿函数

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;



void test01() {
	// negate 一元仿函数 取反仿函数
	negate<int>a;
	cout << "10取反为： " << a(10) << endl;		// 10取反为： -10
}

void test02() {
	// plus   二元仿函数 加法仿函数
	plus<int>a;
	cout << "10 + 11 = " << a(10, 11) << endl;	// 10 + 11 = 21
}



int main() {
	test01();

	test02();

	return 0;
}

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;



void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(rand() % 100);
	}

	sort(v1.begin(), v1.end(), greater<>());	// 可以直接利用greate<>()仿函数实现倒序

	for (auto it = v1.begin(); it != v1.end() ; it++)
	{
		cout << *it << " ";						// 78 69 67 64 62 58 41 34 24 0
	}
	cout << endl;
}




int main() {
	test01();


	return 0;
}

自定义数据排序需要重载>操作符或<操作符

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：

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;



void test01() {
	vector<bool> v1;
	v1.push_back(false);
	v1.push_back(true);
	v1.push_back(false);
	v1.push_back(true);

	// v1：0 1 0 1
	logical_not<bool> ln;
	vector<bool> v2;
	for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); it++)
	{
		v2.push_back(ln(*it));		// 将v1容器取反赋值给v2
	}

	for (auto it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";		// v2：1 0 1 0
	}
	cout << endl;
}




int main() {
	test01();


	return 0;
}

常用算法

概述：

  • 算法主要是由头文件<algorithm>、functinal、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

常用遍历算法

算法简介：

  • for_each // 遍历容器

  • transform // 搬运容器到另一个容器中

for_each

功能描述：

  • 实现遍历容器

函数原型：

  • for_each(iterator beg,iterator end, _func);
    • beg：开始迭代器
    • end：结束迭代器
    • _func：普通函数或者函数对象

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;

// 普通函数
void Print01(int val) { cout << val << " "; }

// 仿函数
class Print02 {
public:
	void operator() (int val) {
		cout << val << " ";
	}
};

void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(rand() % 100);
	}

	for_each(v1.begin(), v1.end(), Print01);		// 普通函数打印遍历数据
	cout << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), Print02());		// 仿函数打印遍历数据
}

int main() {
	test01();


	return 0;
}

注意普通函数和仿函数作为参数的区别

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：普通函数或者仿函数

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#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;


void test01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		v1.push_back(i);	// v1 ： 0 1 2 3 4
	}

	vector<int> v2;
	v2.resize(v1.size());

	transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), [](int x) { return x + 10; });	// lambda表达式

	for (auto it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";	// v2 ： 10 11 12 13 14
	}
	cout << endl;
}


int main() {
	test01();

	return 0;
}

常用查找算法

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

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

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#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}
	//查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}
}

class Person {
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	//重载==
	bool operator==(const Person& p) 
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) 
		{
			return true;
		}
		return false;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

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）

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#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
	}
}

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class Greater20
{
public:
	bool operator()(Person &p)
	{
		return p.m_Age > 20;
	}

};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

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

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	//查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (it == v.end()) {
		cout << "找不到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
	}
}

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

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	bool operator==(const Person & p)
	{
		if (this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
    
    Person p("诸葛亮",35);

	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 4;
	}
};

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLess35
{
public:
	bool operator()(const Person &p)
	{
		return p.m_Age < 35;
	}
};
void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}


int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：按值统计用count，按条件统计用count_if

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

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	//sort默认从小到大排序
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	//从大到小排序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

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

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#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	vector<int> v;
	for(int i = 0 ; i < 10;i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10 ; i++) 
    {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vtarget;
	//目标容器需要提前开辟空间
	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
	//合并  需要两个有序序列
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：merge合并的两个容器必须的有序序列

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

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	cout << "反转前： " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	cout << "反转后： " << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

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

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：

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
	}
	vector<int> v2;
	v2.resize(v1.size());
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

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：

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//将容器中的20 替换成 2000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：replace会替换区间内满足条件的元素

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：

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

class ReplaceGreater30
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 30;
	}

};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//将容器中大于等于的30 替换成 3000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

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：

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#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+100);
	}

	cout << "交换前： " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;

	cout << "交换后： " << endl;
	swap(v1, v2);
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

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

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：

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#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i <= 100; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);

	cout << "total = " << total << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

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

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：

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#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{

	vector<int> v;
	v.resize(10);
	//填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值

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

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：

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#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

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

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：

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#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个容器的和给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

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

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：

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#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;


	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

  • 求差集的两个集合必须的有序序列
  • 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
  • set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

STL常用算法汇总

STL（标准模板库）提供了大量通用算法，适用于所有容器（如 vector、deque、list、map 等）。以下是常见的通用方法及其使用场景：

类别 常用函数 功能描述 时间复杂度 适用容器
非修改序列操作 std::find, std::count, std::search, std::equal 遍历容器元素，不修改内容（如查找、统计、比较）。 O(n) 所有序列容器（vector/list等）
修改序列操作 std::transform, std::replace, std::copy, std::fill, std::swap 修改容器元素值或位置（如替换、复制、填充、交换）。 O(n) 所有序列容器
排序与重排 std::sort, std::stable_sort, std::partial_sort 对序列排序（全排序、稳定排序、部分排序）。 O(n log n) vector, deque
二分法相关 std::binary_search, std::lower_bound, std::upper_bound 在有序序列中高效查找元素位置。 O(log n) 已排序的vector/deque
合并与分割 std::merge, std::inplace_merge, std::partition 合并两个有序序列或按条件分割元素。 O(n) vector, deque
最小/最大操作 std::min_element, std::max_element, std::minmax_element 查找最小、最大或极值元素。 O(n) 所有序列容器
数值运算 std::accumulate, std::inner_product, std::adjacent_difference 执行数值计算（求和、内积、相邻差值）。 O(n) vector, array
排列组合 std::next_permutation, std::prev_permutation 生成下一个/前一个排列组合（常用于全排列问题）。 O(n) vector, string
集合操作（有序） std::set_union, std::set_intersection, std::set_difference 对两个有序序列执行集合运算（并集、交集、差集）。 O(n + m) 已排序的vector/deque
堆操作 std::make_heap, std::push_heap, std::pop_heap 构建和维护堆结构（用于优先队列）。 O(n) 建堆, O(log n) 操作 vector

🔍 查找类算法

std::find

  • 用途：查找容器中是否存在某个元素。

  • 时间复杂度：O(n)

  • 示例：

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    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
    auto it = std::find(v.begin(), v.end(), 3);
    if (it != v.end()) {
        std::cout << "找到元素: " << *it << std::endl;
    }

std::find_if

  • 用途：查找满足特定条件的元素（通过 lambda 表达式定义条件）。

  • 示例：

    1
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    3
    4
    auto it = std::find_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; });
    if (it != v.end()) {
        std::cout << "找到偶数: " << *it << std::endl;
    }

std::count / std::count_if

  • 用途：统计容器中某个元素或满足条件的元素个数。

  • 示例：

    1
    2
    int cnt = std::count(v.begin(), v.end(), 2); // 统计值为2的元素个数
    int even_cnt = std::count_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; });

  • 用途：查找子序列是否存在。

  • 示例：

    1
    2
    3
    4
    5
    std::vector<int> sub = {2, 3};
    auto it = std::search(v.begin(), v.end(), sub.begin(), sub.end());
    if (it != v.end()) {
        std::cout << "找到子序列，起始位置索引: " << std::distance(v.begin(), it) << std::endl;
    }

🧮 数值计算类算法

std::accumulate

  • 用途：计算容器元素的总和（或自定义运算）。

  • 示例：

    1
    2
    3
    #include <numeric>
    int sum = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0); // 初始值为0
    int product = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 1, std::multiplies<>());

std::inner_product

  • 用途：计算两个容器的内积（逐元素相乘后求和）。

  • 示例：

    1
    2
    3
    std::vector<int> a = {1, 2, 3}, b = {4, 5, 6};
    int result = std::inner_product(a.begin(), a.end(), b.begin(), 0);
    // 结果: 1*4 + 2*5 + 3*6 = 32

🔄 修改类算法

std::transform

  • 用途：对容器元素进行转换（如加法、乘法等）。

  • 示例：

    1
    2
    std::vector<int> result(v.size());
    std::transform(v.begin(), v.end(), result.begin(), [](int x) { return x * 2; });

std::replace / std::replace_if

  • 用途：替换容器中的特定元素或满足条件的元素。

  • 示例：

    1
    2
    std::replace(v.begin(), v.end(), 2, 99); // 将所有2替换为99
    std::replace_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x > 3; }, 0); // 替换大于3的元素为0

⏱️ 排序与搜索类算法

std::sort

  • 用途：对容器元素排序。

  • 时间复杂度：O(n log n)

  • 示例：

    1
    2
    std::sort(v.begin(), v.end()); // 升序排序
    std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater<>()); // 降序排序

  • 用途：在有序容器中二分查找元素。

  • 前提：容器必须已排序。

  • 时间复杂度：O(log n)

  • 示例：

    1
    bool found = std::binary_search(v.begin(), v.end(), 3);

std::lower_bound / std::upper_bound

  • 用途：查找有序容器中第一个不小于/大于目标值的元素位置。

  • 示例：

    1
    2
    auto low = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), 3); // 找到第一个≥3的位置
    auto up = std::upper_bound(v.begin(), v.end(), 3);  // 找到第一个>3的位置