STL 库初识

1. STL 库

1.1 STL 库的案例

类似学习了模板的概念。C++STL (标准模板库) 是一套功能强大的 C++ 模板类，提供了通用的模板类和函数，这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构，如：向量、链表、队列、栈。

1.2 C++ 标准模板库的三个组件

C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件：

组件	描述
容器 (Containers)	容器是用来管理某一类对象的集合。C++提供了各种不同类型的容器，比如 deque、list、vector、map 等。
算法 (Algorithms)	算法用于容器。它们提供了执行各种操作的方式，包括对容器执行初始化、排序、搜索和转换等操作。
迭代器 (itreators)	迭代器用于遍历对象集合的元素。这些元素可能是容器，也可能是容器的子集。

1.3 案例展示

代码案例

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    /*
    得到了一个要求存储类型为 int 类型的 vector 容量
    底层实现方式为数组形式，可以从数组角度分析，完成增删改查操作
    */
    vector<int> v1 = vector<int>();

    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 0
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 0

    /*
    vector 容器提供的插入数据的方法
    */
    v1.push_back(1);
    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 1
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 1

    v1.push_back(2);
    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 2 
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 2

    v1.push_back(3);
    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 3
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 4

    v1.push_back(4);
    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 4
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 4

    v1.push_back(5);
    cout << "size : " << v1.size() << endl; // 5
    cout << "capacity : " << v1.capacity() << endl; // 8
    cout << "\n";

    // 1 2 3 4 5
    cout << "v1[2] : " << v1[2] << endl; // 3

    /*
    at(int idx); 
    返回索引 idx 所指的数据，如果 idx 越界，抛出 out_of_range 异常
    */
    cout << "v1.at(2) : " << v1.at(2) << endl; // 3

    /*
    front();
    返回容器中第一个数据元素
    */
    cout << "v1.front() : " << v1.front() << endl; // 1

    /*
    back();
    返回容器中最后一个数据元素
    */
    cout << "v1.back() : " << v1.back() << endl; // 5

    /*
    删除最后一个元素
    */
    v1.pop_back();

    cout << "v1.back() : " << v1.back() << endl; // 4

    return 0;
}

2. 迭代器

1.1 概述和分类

C++ STL　库中的迭代器和其分类：

迭代器类型	描述
输入迭代器 (Input Iterator)	用于读取数据序列的元素，只能使用前向迭代操作
输出迭代器 (Output Iterator)	用于向数据序列写入元素，只能使用前向迭代操作
前向迭代器 (Forward Iterator)	用于读写数据序列的元素，支持前向迭代操作
双向迭代器 (Bidirectional Iterator)	用于读写数据序列的元素，支持前向和后向迭代操作
随机访问迭代器 (Random Access Iterator)	用于读写数据序列的元素，支持随机访问操作和常数时间复杂度的元素访问
连续内存迭代器 (Contiguous Iterator)	特殊形式的随机访问迭代器，用于在连续内存中移动
反向迭代器 (Reverse Iterator)	反向封装其他迭代器，实现反向遍历操作

2.2 代码案例

利用 STL 库中使用频率较高的 vector 来演示迭代器

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 得到一个要求存储类型为 int 类型的 vector 容量
    vector<int> v1;

    // 将数据放入 v1 里
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(4);
    v1.push_back(5);

    vector<int>::iterator it = v1.begin();

    /*
    iterator 是一个针对于当前 vector 容器的迭代器
    是访问数据内容的一个【指针】，如果想要提取 vector 中
    存储的数据内容，需要通过 *it 获取
    */
    cout << "*it : " << *it << endl; // 1
    it++;
    cout << "*it : " << *it << endl; // 2

    cout << "--------------------------" << endl;

    // 利用 for 循环展示整个数据情况
    for (vector<int>::iterator it2 = v1.begin();
            it2 != v1.end();
            it2++)
    {
        cout << "*it2 : " << *it2 << endl;
    }

    return 0;
}