参考教程:黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难_哔哩哔哩_bilibili
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。
一.STL基本概念
STL(Standard Template Library,标准模板库),通俗地来讲就是一套与数据结构和算法有关的标准库。
【1】vector,list,deque等库定义了数据结构模板类供我们使用。
【2】algorithm和numeric库定义了操作数据结构的相关算法
【3】functional库中定义了操作数据结构的内置仿函数
注:STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数
二.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。
STL容器就是将运用广泛的数据结构实现类。主要运用到面向对象和模板等知识。
常用的数据结构:数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等C++都提供了对应的实现类。
【2】算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
【3】迭代器:类似于指针,可以依序寻访某个容器所含的各个元素,算法的底层实现依赖于迭代器。因此也被称为容器和算法之间粘合剂,容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
【4】仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
一般常用的就是前面这四个。
【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。
上面搞不懂没关系,用多了回来看就懂了。
三.STL常见容器
数组--vector 字符串--string 链表--list 双端数组--deque
栈--stack 堆--queue 优先队列--priority_queue
集合--set/multiset【set不允许容器有重复的元素,multiset允许容器中有重复的元素】
键值对--map/multimap【map不允许容器有重复的元素,multimap允许容器中有重复的元素】
总结:
vector,list,deque等库定义了数据结构模板类供我们使用,由于这些类是其对应数据结构(或者说是抽象数据类型)的映射,所以这些类提供了该抽象类型的相关运算对应的方法供我们调用。
同时这些类底层实现也使用了适合其抽象类型的存储、组织数据的方式,从而使得这些类的相关运算非常高效。
四.STL常用算法
容器中只提供了抽象数据类型所具有的运算,但是很多时候我们还需要进行该容器运算之外的操作,比如对vector元素的排序我们可以使用sort算法,对队列之类的遍历我们可以使用for_each算法。
algorithm和numeric
算法库提供了这类操作所对应的函数,这些函数一般传入迭代器(可以当成指针)作为参数。
<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
常见算法函数:
for_each--遍历
sort--排序
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
五.STL迭代器
迭代器可以当成指针。当成指针使用即可。
我们最常使用的就是使用迭代器来进行遍历
// 使用迭代器进行遍历
for (vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
cout << *it << " ";
}
容器中的begin()方法返回的是指向第一个元素的迭代器,end()方法是指向最后一个元素的迭代器。
C++11引入了智能指针,可以自动识别指针类型,所以上面的遍历可以用一种更简便的方法书写。
// 使用迭代器进行遍历
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
cout << *it << " ";
}
六.STL函数对象与仿函数
函数对象一般用在算法上。我们使用算法的时候有个问题,最常见的比如说排序,有时候我们要从小到大排序,有时候要从大到小排序。那我们怎么自定义规则呢?这时候就使用仿函数。
1.概念
重载函数调用操作符的类,其对象常称为函数对象
函数对象使用重载的()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
谓词:
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
2.特点
(1)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
(2)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
(3)函数对象可以作为参数传递
3.内建函数对象
概念:STL内建了一些函数对象在<functional>库中。里面定义了一些模板类,用以声明函数对象。
这些内建函数分为:
【1】算术仿函数--实现四则运算
【2】关系仿函数--实现关系对比
【3】逻辑仿函数--实现逻辑运算