• STL的使用和背后数据结构


    STL(Standard Template Library即,模板库)包括六个部分:容器(containers)、迭代器(iterators)、空间配置器(allocator)、配接器(adapters)、算法(algorithms)、仿函数(functors)

    vector

    1、vector:连续存储

    (1)头文件,#include<vector>

    (2)创建vector对象,vector<int> vec;

    (3)尾部插入元素,vec.push_back(a);

    (4)使用下标访问元素,cout<<vec[0]<<endl;

    (5)使用迭代访问元素

     1 vector<int>::iterator it;
     2 for(it=vec.begin();it!=vec.end();it++)
     3     cout<<(*it)<<endl;

    (6)插入元素,vec.insert(vec.begin()+i,a);在第i+1个元素前面插入a

    (7)删除元素,vec.erase(vec.begin()+2);删除第3个元素

             vec.erase(vec.begin()+i,vec.end()+j);删除区间[i,j-1];区间从0开始

    (8)向量大小,vec.size();

    (9)清空,vec.clear();

     vector的元素不仅仅只限于int型,int、double、string、全局结构体等都可以。

     1 #include<iostream>
     2 #include<vector>
     3 using namespace std;
     4 
     5 struct Student
     6 {
     7     int num;
     8     double score;
     9     double operator< (const Student &stu) const
    10     {
    11         if(stu.score>score)
    12             return stu.score;
    13         else
    14             return score;
    15     }
    16 };
    17 
    18 int main()
    19 {
    20     vector<Student> stu;
    21     //student 1
    22     Student stu_temp;
    23     stu_temp.num = 1;
    24     stu_temp.score =9.9;
    25     stu.push_back(stu_temp);
    26     //student 2
    27     Student stu_temp1;
    28     stu_temp1.num = 2;
    29     stu_temp1.score =8.8;
    30     stu.push_back(stu_temp1);
    31     //student 3
    32     Student stu_temp2;
    33     stu_temp2.num = 3;
    34     stu_temp2.score =7.7;
    35     stu.push_back(stu_temp2);
    36     //print all the students
    37     cout<<"the number of student:"<<stu.size()<<endl;
    38     vector<Student>::iterator it;
    39     for(it=stu.begin();it!=stu.end();it++)
    40         cout<<"number:"<<(*it).num<<" score:"<<(*it).score<<endl;
    41     //delete one student
    42     stu.erase(stu.begin()+1);
    43     cout<<endl;
    44     cout<<"the number of student:"<<stu.size()<<endl;
    45     for(it=stu.begin();it!=stu.end();it++)
    46         cout<<"number:"<<(*it).num<<" score:"<<(*it).score<<endl;
    47     //print the better score
    48     double _result = stu_temp<stu_temp1;
    49     cout<<endl;
    50     cout<<"the better score:"<<_result<<endl;
    51 
    52     return 0;
    53 }
    vector_sample

    string

    2、string

    平时最常用的一个,这里就不做过多说明了

    map

    3、map:关联容器,提供一对一的数据映射(关键字,值);数据结构为红黑树(RB-Tree)

      关键字只能在map中出现一次;另外,map内部自建一颗红黑树(一种非严格意义上的平衡二叉树),这颗树具有对数据自动排序的功能,所以在map内部所有的数据都是有序的;

    (1)头文件,#include<map>;

    (2)创建map对象,map<int,string> mapStudent;

    (3)插入数据,

    第一种:用insert函数插入pair数据

     1 mapStudent.insert(pair<int,string>(1,"Christal"));
     2 mapStudent.insert(pair<int,string>(2,"Carl"));

    第二种:用insert函数插入value_type数据

     1 mapStudent.insert(map<int,string>::value_type (1,"Christal"));
     2 mapStudent.insert(map<int,string>::value_type (2,"Carl"));

    第三种:用数组方式插入数据

     1 mapStudent[1] = "Christal";
     2 mapStudent[2] = "Carl";

    输出均为:

      如果用前两种方法插入数据,因为关键字是唯一的,所以当关键字已经存在的时候,再插入相同关键字的map是不成功的;而第三种用数组插入的方法是仍然可以的,会将原来的关键字所对应的值进行更改,相当于被覆盖掉了。

      所以要想知道前两种方法的插入是否成功,应该用一个返回值来检验。

     1 #include<iostream>
     2 #include<string>
     3 #include<map>
     4 using namespace std;
     5 int main()
     6 {
     7     map<int,string> mapStudent;
     8     pair<map<int,string>::iterator,bool> insert_pairl;
     9 
    10     //insert 1 and check
    11     insert_pairl = mapStudent.insert(pair<int,string>(1,"Christal"));
    12     if(insert_pairl.second == true)
    13         cout<<"Insert Successfully"<<endl;
    14     else
    15         cout<<"Insert Failure"<<endl;
    16 
    17     //insert 2 and check
    18     insert_pairl = mapStudent.insert(pair<int,string>(2,"Carl"));
    19     if(insert_pairl.second == true)
    20         cout<<"Insert Successfully"<<endl;
    21     else
    22         cout<<"Insert Failure"<<endl;
    23 
    24     //insert 3 and check
    25     insert_pairl = mapStudent.insert(pair<int,string>(1,"Jerry"));
    26     if(insert_pairl.second == true)
    27         cout<<"Insert Successfully"<<endl<<endl;
    28     else
    29         cout<<"Insert Failure"<<endl<<endl;
    30 
    31     //print
    32     map<int,string>::iterator it;
    33     for(it=mapStudent.begin();it!=mapStudent.end();it++)
    34         cout<<(*it).first<<" "<<(*it).second<<endl;
    35 
    36     return 0;
    37 }
    map_insert_check

      正如上面所说,当要插入的关键字已经存在,是插入失败的,所以输出结果为:

      而采用数组插入方式会直接覆盖

    1 mapStudent[1] = "Christal";
    2 mapStudent[2] = "Carl";
    3 mapStudent[1] = "Jerry";

      输出结果为:

    (4)数据的遍历,当然分为用迭代器遍历的方式和用数组遍历的方式,其中以迭代器遍历中又分为正向遍历和反向遍历,正向遍历就是我们所熟知的迭代器遍历方式,反向遍历如下:

     1 map<int,string>::iterator it; //print
     2 for(it=mapStudent.begin();it!=mapStudent.end();it++)
     3     cout<<(*it).first<<" "<<(*it).second<<endl;
    4 5 map<int,string>::reverse_iterator rit; //reverse print 6 for(rit=mapStudent.rbegin();rit!=mapStudent.rend();rit++) 7 cout<<(*rit).first<<" "<<(*rit).second<<endl;

    输出结果为:

    (5)查找数据,一是用count()函数查找,存在返回1,否者返回0;二是用find()函数来定位数据出现的位置;

      find()函数返回一个迭代器,如果找到数据,则返回数据所在位置的迭代器;如果不存在,则返回值与end()函数的返回值相同;

     1 map<int,string>::iterator _iter;
     2 _iter = mapStudent.find(1);
     3 if(_iter != mapStudent.end())
     4     cout<<"Find Successfully"<<endl;
     5 else
     6     cout<<"Find Failure"<<endl;

    (6)删除数据,clear()和erase()

      清空map中的所有数据用clear()函数,判定map中是否有数据用empty()函数,为空返回true。

      选择性的删除用erase()函数,可以实现三种方式的删除,

    用迭代器删除:

    1 map<int,string>::iterator _iter;
    2 _iter = mapStudent.find(1);
    3  mapStudent.erase(_iter);

    用关键字删除:

    1 int n = mapStudent.erase(1);
    2if(n == 1)
    3     cout<<"Erase Successfully"<<endl;
    4else
    5     cout<<"Erase Failure"<<endl;

    用迭代器成片删除,删除区间是一个前闭后开[ )的集合:

     1 mapStudent.erase(mapStudent.begin(),mapStudent.end());

    set

    4、set:用来存储同一数据类型的数据,内部每个元素都是唯一的,且自动排序;数据结构为红黑树(RB-Tree)

    (1)构造函数,set<int> c;

    (2)查找函数,find()函数和count()函数;

    (3)数据访问函数,begin()、end()、rbegin()、rend();

    (4)插入数据,insert(element)、insert(position,element)、insert(begin,end);

    (5)删除数据,erase(position)、erase(element)、erase(begin,end);

    hash_map&hash_set

    5、hash_map和hash_set:底层数据结构是哈希表

      hash_map与map用法类似,只是内部数据结构不同,hash_map提供内部数据随机、更快的访问;hash_set同理。

    总结

    6、总结:

    (1)vector封装数组,list封装链表,map和set封装了二叉树;

    (2)对于这些STL,应当掌握基本的插入、删除、排序、查找等操作;

    (3)对于结构体类型的vector、map、set、hash_map、hash_set等,需要对运算符 ‘ < ’ 进行重载。

      例如在map中引入结构体,对 ‘ < ’ 运算符进行重载:

     1 #include<iostream>
     2 #include<string>
     3 #include<map>
     4 using namespace std;
     5 
     6 struct Student
     7 {
     8     int num;
     9     string name;
    10     Student(int nu,string na) //constructor
    11     {
    12         name = na;
    13         num = nu;
    14     }
    15 public:
    16     bool operator< (const Student& stu) const //operator the <
    17     {
    18         return stu.num<num;
    19     }
    20 };
    21 
    22 int main()
    23 {
    24     map<Student,double> mapStudent;
    25     //student information
    26     Student stu1(1,"Christal");
    27     Student stu2(2,"Carl");
    28     Student stu3(3,"Jerry");
    29     //insert
    30     mapStudent.insert(pair<Student,double>(stu1,9.9));
    31     mapStudent.insert(pair<Student,double>(stu2,8.8));
    32     mapStudent.insert(pair<Student,double>(stu3,7.7));
    33     //print
    34     map<Student,double>::iterator it;
    35     for(it=mapStudent.begin();it!=mapStudent.end();it++)
    36         cout<<(*it).first.num<<" "<<(*it).first.name<<" "<<(*it).second<<endl;
    37 
    38     return 0;
    39 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Christal-R/p/7193699.html
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