C++ 提高编程 STL初始

## 2 STL初识

### 2.1 STL的诞生



* 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西

* C++的**面向对象**和**泛型编程**思想，目的就是**复用性的提升**

* 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作

* 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了**STL**

  ​


### 2.2 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





### 2.3 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。





### 2.4  STL中容器、算法、迭代器



**容器：**置物之所也

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,树, 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：**问题之解法也

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)

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



**迭代器：**容器和算法之间粘合剂

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，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针



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

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>//标准算法头文件
//Vector  容器存放内置数据类型


void myPrint(int val) {

    cout << val << endl;
}

void test01() {
    //创建了一个vector容器，数组
    vector<int> v;
    //向容器中插入数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);

    //通过迭代器访问容器中的数据
    //vector<int>::iterator itBegin = v.begin();//其实迭代器  指向容器中第一个元素
    //vector<int>::iterator itEnd = v.end();//  指向容器中最后一个元素的下一个位置


    ////第一种遍历方式
    //while (itBegin != itBegin) {
    //
    //    cout << *itBegin << endl;
    //    itBegin++;
    //
    //}

    ////第二种遍历方式
    //for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end();it++)
    //{
    //    cout << *it << endl;
    //
    //}
    //第三种遍历方式 利用STL提供的遍历算法
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);

}

int main() {

    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

#### 2.5.2 Vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出 

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#include<vector>
//vector容器中存放自定义 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;
};

//vector容器中存放自定义 数据类型
void test01() 
{
    vector<Person>v;

    Person p1("aaa",10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 40);


    //向容器中添加数据
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

    //遍历容器中的数据

    for (vector<Person>::iterator itBegin = v.begin(); itBegin != v.end();itBegin++)
    {
        cout << "姓名" << (*itBegin).m_Name << "年龄" << (*itBegin).m_Age << endl;
    }
}
//存放自定义数据类型的指针
void test02() 
{
    vector<Person*>v;


    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 50);


    //向容器中添加数据
    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    v.push_back(&p5);

    //遍历容器中的数据

    for (vector<Person*>::iterator itBegin = v.begin(); itBegin != v.end(); itBegin++)
    {
        cout << "::姓名" << (*itBegin)->m_Name << "::年龄" << (*itBegin)->m_Age << endl;
    }

}

int main() {

    //test01();
    test02();

    system("pause");
    return 0;

}

#### 2.5.3 Vector容器嵌套容器
学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//容器嵌套容器
void test01() {
    vector<vector<int>>v;

    //创建小容器
    vector<int>v1;
    vector<int>v2;
    vector<int>v3;
    vector<int>v4;

    for (int i = 1; i < 4;i++) {
        v1.push_back(i+1);
        v2.push_back(i + 2);
        v3.push_back(i + 3);
        v4.push_back(i + 4);    
    }

    //将小容器插入到大容器中
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    v.push_back(v4);
    //通过大容器，把所有数据遍历一遍
    for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it!= v.end();it++) 
    {
        //(*it)是容器vector<int>
        for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
        {
            cout << *vit << " ";        
        }
        cout << endl;
    }

}
int main() {

    test01();
    system("pause");
    return 0;
}