C++中的STL简单介绍
一,STL基础概念STL(Standard Template Library,标准模板库),是惠普实验室开发的一系列软件的 统 称。现在主要出现在 c++中,但是在引入 c++之前该技术已经存在很长时间 了。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
一,STL基础概念
STL(Standard Template Library,标准模板库),是惠普实验室开发的一系列软件的 统 称。现在主要出现在 c++中,但是在引入 c++之前该技术已经存在很长时间 了。
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,这相比传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。 STL(Standard Template Library)标准模板库,在我们 c++标准程序库中隶属于 STL 的占到了 80%以上。关于模板类和模板函数可查以下链接
模板函数
模板类
二,STL中的六大组件
STL 提供了六大组件,彼此之间可以组合套用,这六大组件分别是:容器、算法、 迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器。
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容器:各种数据结构,如 vector、list、deque、set、map 等,用来存放数据,从实现角度来看,STL 容器是 一种
class template(类模板)。 -
算法:各种常用的算法,如 sort(排序)、find(查找)、copy(拷贝)、for_each(遍历)。 从实现的角度来看,STL
算法是一种 function tempalte(函数模板); -
迭代器(本质还是指针):扮演了容器与算 法之间的胶合剂,共有五种类型,从实现角度来看,迭代器是一种将 operator* , operator-> , operator++,operator–等指针相关操作予以重载的 class template. 所有 STL容器都附带有自己专属的迭代器,只有容器的设计者才知道如何遍历自己的元 素。原生指针(native pointer)也是一种迭代器。
原生指针概念:
cpp 就是最普通的指针,定义类似: 类型 *变量名; 与之对比的是使用上有类似指针的功能 实际并不是指针。比如:迭代器 [一个类重载 *和->操作符 那么可以像指针一样使用 但是这种并不是原生的]
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仿函数:行为类似函数,可作为 算法的某种策略。从实现角度来看,仿函数是一种重载了 operator()的 class 或者 class template。
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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。
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空间配置器:负责空间的配置与管理。从实现角度看,配置器是一个实现了动态空间 配置、空间管理、空间释放的 class tempalte.
STL 六大组件的交互关系:
容器通过空间配置器取得数据存储空间,算法通过迭代 器存储容器中的内容,仿函数可以协助算法完成不同的策略的变化,适配器可以修 饰仿函数。
三,STL中的容器简单描述
几乎可以说,任何特定的数据结构都是为了实现 某种特定的算法。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(array),链表(list),tree(树),栈(stack),队列(queue),集合(set),映射 表(map),根据数据在容器中的排列特性,这些数据分为序列式容器
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,除非 用删除或插入的操作改变这个位置。Vector 容器、Deque 容器、List 容器等。
关 联式容器:是非线性的树结构,更准确的说是二叉树
结构。各元素之间没有严格的物 理上的顺序关系,也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。
关联式容器另一个显著特点是:在值中选择一个值作为关键字 key,这个关键字对 值起到索引的作用,方便查找。Set/multiset 容器 Map/multimap 容器 容器可以嵌套容器!
容器的简单定义:
存储值类型为整型:
/*定义一个vector容器*/
vector<int> v;
/*尾追一个数据*/
v.push_back(1);
存储值类型为自定义类型:
class Person
{
public:
Person(int age)
{
this->age = age;
}
int age;
};
vector<Person> v1;
Person p(10);
v1.push_back(p);
存储值类型也为容器:
vector<vector<int>> v;
vector<int> v1;
v.push_back(v1);
注:使用vector需要添加头文件#include <vector>
四,STL中的算法简单描述
以有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms). 广义而言,我们所编写的每个程序都是一个算法,其中的每个函数也都是一个算 法,毕竟它们都是用来解决或大或小的逻辑问题或数学问题。
STL 收录的算法经过了数学上的效能分析与证明,是极具复用价值的,包括常用的排序,查找等等。特 定的算法往往搭配特定的数据结构,算法与数据结构相辅相成。
算法分为:质变算法
和非质变算法
。
质变算法
:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等
非质变算法
:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍 历、寻找极值等等
STL中算法的简单使用:算法配合迭代器访问容器简单使用
五,STL中的迭代器简单描述
迭代器(iterator)是一种抽象的设计概念,现实程序语言中并没有直接对应于这个 概念的实物。 iterator 模式定 义如下: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。
迭代器的种类
种类 | 数据访问权限 |
---|---|
输入迭代器 | 提供对数据的只读访问只读,支持++、==、!= |
输出迭代器 | 提供对数据的只写访问 只写,支持++ |
前向迭代器 | 提供读写操作,并能向前推进迭代器 读写,支持++、==、!= |
双向迭代器 | 提供读写操作,并能向前和向后操作 读写,支持++、–, |
随机迭代器 | 提供读写操作,并能以跳跃的方式访问容 器的任意数据,是功能最强的迭代器 读写,支持++、–、[n]、- n、<、<=、>、>= |
关于STL中迭代器的详细举例:
STL中的迭代器
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