【STL学习笔记】一、STL体系

目录

 

1.标准库以header files形式呈现

2.namespce命名空间

3.STL与OO

4.STL六组件及其关系

5.STL组件例子

6.range-based for statement(c++11)例子

7.Cout ，long转string的例子

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c++标准库包含STL。

1.标准库以header files形式呈现

1. c++标准库 #include<vector> 不带.h

2. 新C #include<cstdio> 不带.h 前面加c

3. 旧C #include<stdio.h> 带.h 仍然可用

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2.namespce命名空间

将你写的class,function,template封装后放入一个namespace里，标准库的新headers的组件封装于std中。旧C headers内的组件不能封装在std中。

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3.STL与OO

某种程度上，STL的概念与面向对象编程的原则相背， STL数据和算法是分离的而不是结合。

OO是把数据和算法放在一个class里面。
STL将数据和算法分开。 数据存储在容器里，使用算法进行操作。迭代器是这两者之间的粘合剂，让算法与容器可以进行交互。 

 

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4.STL六组件及其关系

容器       Containers，存放数据结构。

用来管理某个特定对象的集合。每一种容器都有自己的优点和缺点，在项目中根据不同的需求，使用不同的容器。容器可以是数组、链表或者类字典。 

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算法       Algorithms，进行数据处理的模板函数

 用来处理的元素的集合。例如，可以进行搜索、排序等操作。

STL提供了一些标准算法来处理集合元素。这些算法一般提供最基本的功能，如搜索、排序、复制、修改和数值处理。

算法不是容器类的成员函数，而是全局函数。算法可以操作不同容器类型的元素，甚至可以操作用户自定义的容器类型。总之，既减少了代码量，又增强了性能。

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迭代器    Iterators，  相当一种泛化的指针。

用于遍历对象集合的元素。这些集合可以是容器或容器的子集。每一个容器类都提供了它自己的迭代器类型。

根据迭代器所支持的操作，一般分为下面5种。 

1. 前向迭代器只能利用递增运算符进行前向迭代。像unordered_set、unordered_multiset、unordered_map和unordered_multimap这些容器都“至少”是用前向迭代器（某些情况下可以提供双向迭代器）。 
2. 双向迭代器是可以用递增运算符向前迭代，或者用递减运算符向后迭代。像list、set、multiset、map和multimap的迭代器都是双向迭代器。 
3. 随机访问迭代器具有双向迭代器的所有属性。此外，他们还可以进行随机访问。这种迭代器本身支持运算操作，可以改变偏移量，也可以利用关系运算符（< 和 >）比较迭代器。像vector、deque、array和string的迭代器都是这类迭代器。 
4. 输入迭代器能够在迭代时读取或处理一些值。如Input stream iterators。 
5. 输出迭代器能够在迭代时输出一些值。如Inserters、和output stream iterators。 

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分配器    Allocators，为容器分配内存。

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适配器    Adaptors。 

1.container adaptor :LIFO stack;FIFO queue;Priority queue

容器适配器提供顺序容器的特殊接口

1. stack 堆栈适配器（LIFO） 
2. queue 改写容器来提供队列（FIFO数据结构） 
3. priority_queue 改写容器来提供优先级队列

2.iterator adaptor : move_iterator

任何操作起来像迭代器的东西都可以当作迭代器。所以可以写出像迭代器的一些类但又执行不一样的操作。C++标准库提供的一些预定义的特殊迭代器，即迭代器适配器。 
一般分为四类： 
Insert iterators也称为inserters，用来将“赋值新值”操作转换为“安插新值”操作。通过这种迭代器，算法可以执行安插（insert）行为而非覆盖（overwrite）行为。所有Insert迭代器都隶属于Output迭代器类型，所以它只提供赋值（assign）新值的能力。通常算法会将数值赋值给目的迭代器，如copy()算法 
Stream iterators是一种迭代器配接器，可以把stream当成算法的原点和终点。更明确的说，一个istream迭代器可以用来从input stream中读元素，而一个ostream迭代器可以用来对output stream写入元素。Stream迭代器的一种特殊形式是所谓的stream缓冲区迭代器，用来对stream缓冲区进行直接读取和写入操作。 
Reverse iterators重新定义递增运算和递减运算，使其行为正好倒置。 
Move iterators很像一个底层迭代器（必须至少有一个InputIterator）。如果这个迭代器被当作输入迭代器来用，要注意的是，值的操作是移动而不是复制。

3.functor Adaptor

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仿函数    Functors。 

算法函数的参数不一定非要是函数。可以是行为类似函数的对象，称为函数对象，或仿函数。

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六组件的关系

分配器支撑容器，算法通过迭代器控制容器中的数据并处理，仿函数支撑算法。 

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5.STL组件例子

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int ia[6] = { 27,210,13,56,109,83 };
	vector<int, allocator<int>> vi(ia, ia + 6);
	cout << count_if(vi.begin(), vi.end(), not1(bind2nd(less<int>(),40)));//输出4
	getchar();
	return 0;
}

vector<int, allocator<int>> vi(ia, ia + 6);

    1.allocator<int> 每次分配一个int。2.不写第二个模板参数会默认调用分配器
    3.vi对象设初值 头跟尾 vi(ia,ia+6) 第二参数指向数组元素的下一个地址。前闭后开的区间。

cout << count_if(vi.begin(), vi.end(), not1(bind2nd(less<int>(),40)));

    1.count_if : algorithm
    2.not1 : function adapter(negator) 取反
    3.bind2nd : function adapter(binder) 绑定 第一个参数是运算符 第二个参数绑定在运算符右边的数
    4.less<int>() : function object 函数
    5.not1(bind2nd(less<int>(),40)) : predicate 判断式

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6.range-based for statement(c++11)例子

语法：

for ( declaration :  collection ){
statement
}

例子：

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

	for (int i : {1,2,3})
	{
		cout << i << endl;
	}


	double ib[2] = { 2.6 , 7.5 };
	vector<double> vec(ib,ib+2);
	for (auto elem : vec) {
		cout << elem << endl;
	}
	for ( auto& elem : vec) {
		elem *= 3;
		cout << elem << endl;
	}
	getchar();
	return 0;
}

输出结果：

1
2
3
2.6
7.5
7.8
22.5

 解读

1.  for (auto elem : vec) 

auto在这里是  double

有时候会是container<T>::iterator 很长，就用auto自动推导。

2.    for ( auto& elem : vec) 

auto&是引用，是代表，假象，这里面做的操作就是直接对对象的真实地址进行操作。

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7.Cout ，long转string的例子

#include "stdafx.h"
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>

using namespace std;

namespace container_test {
	long get_a_target_long()
	{
		long target = 0;
		cout << "long(0~" << RAND_MAX << "):" << endl;
		cin >> target;
		//cout << target << endl;
		return target;
	}


	string get_a_target_string()
	{
		long target = 0;
		char buf[10];
		cout << "string (0~" << RAND_MAX << "):" << endl;
		cin >> target;
		snprintf(buf, 10, "%d", target);//将格式化的数据写入字符串/参数：输出的存储位置，可存储的最多字符数，格式化字符串
		//cout << buf << endl;
		return string(buf);
	}

	int compareLongs(const void* a, const void* b)
	{
		cout << "comparelongs:" << endl;
		return (*(long*)a - *(long*)b);
	}

	int compareStrings(const void* a, const void* b)
	{
		cout << "comparestring:" << endl;
		if (*(string*)a > *(string*)b)
			return 1;
		else if (*(string*)a < *(string*)b)
			return -1;
		else
			return 0;
	}
}
using namespace  container_test;

int main()
{
    long a = get_a_target_long();
	long b = get_a_target_long();
	string sa = get_a_target_string();
	getchar();
	string sb = get_a_target_string();

	cout << compareLongs(&a, &b) << endl << compareStrings(&sa, &sb) << endl;

	return 0;
}

输出结果：

long(0~32767):
12
long(0~32767):
13
string (0~32767):
13
string (0~32767):
14
comparestring:
comparelongs:
-1
-1 

解读：

1.cout : 调用是从右往左，输出是从左往右（stack)  

2.如果向long型变量输入字符串，变量只会接受 第一个字符之前的数字。cin>>target ;输入0a,target=0