STL容器（3）

1,stack容器

1.1 基本概念

概念：stack是一种先进后出的数据结构，它只有一个出口

因此：

栈中只有顶端的元素才可以被使用，因此占不允许有遍历行为

栈中进入数据称为--入栈（push)

栈中弹出数据称为--出栈（pop)

1.2 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

stack<T> stk; //stack采用模板类实现，stack对象的默认构造形式
stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

push(elem); //向栈顶添加元素
pop(); //从栈顶移除第一个元素
top(); //返回栈顶元素

大小操作：

empty(); //判断栈堆是否为空
size(); //返回栈的大小

示例：

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

void test01()
{
	//特点：符合先进后出的数据结构
	stack<int>s;

	//入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);
	s.push(40);

	//只要栈不为空，查看栈顶，并执行出栈操作
	while (!s.empty())
	{
		//查看栈顶元素
		cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;

		//出栈
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小：" << s.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

总结：

入栈---push
出栈---pop
返回栈顶---top
判断栈是否为空---empty
返回栈大小 ---size

2 queue容器

2.1 queue基本概念

概念：queue是一种先进先出的数据结构，它有两个出口

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有对头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为--入队（push)

队列中出数据称为--出队(pop)

2..2 queue常用接口

示例：

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

//队列Queue
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};


void test01()
{
	//创建队列
	queue<Person>q;

	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 30);
	Person p3("猪八戒", 30);
	Person p4("沙僧", 30);

	//入队
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	//判断只要队列不为空，查看对头，查看队尾,出队
	while (!q.empty())
	{
		//查看对头
		cout << "队头元素---姓名：" << q.front().m_Name << "年龄：" << q.front().m_Age << endl;

		//查看对尾
		cout << "队尾元素---姓名：" << q.back().m_Name << "年龄：" << q.back().m_Age << endl;

		cout << endl;

		//出队
		q.pop();
	}
	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

3 list容器

3.1 list基本概念

功能:将数据进行链式存储

链表(list)是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成:链表由一系列结点组成

结点的组成:一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器
list的优点:

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点:

链表灵活，但是空间(指针域)和时间(遍历)额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。
总结:STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.2 list构造函数

功能描述：

创建list容器

函数原型：

list<T> lst; //list采用模板类实现，对象的默认构造形式
list(beg,end); //构造函数将[beg,end]区间中的元素拷贝给本身
list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身
list(const list &lst); //拷贝构造函数

示例：

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

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历容器
	printList(L1);

	//区间方式构造
	list<int>L2(L1.begin(), L1.end());
	printList(L2);

	//拷贝构造
	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	//n个elem
	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.3 list赋值和交换

函数原型：

assign(beg,end); //构造函数将[beg,end]区间中的元素赋值给本身
assign(n,elem); //构造函数将n个elem赋值给本身
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换

示例：

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

void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//赋值
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历容器
	printList(L1);

	//等号赋值
	list<int>L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);

	//拷贝赋值
	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	//n个elem
	list<int>L4;
	L4.assign(10, 1000);
	printList(L4);
}

//交换
void test02()
{
	//创建list容器
	list<int>L5;

	//添加数据
	L5.push_back(10);
	L5.push_back(20);
	L5.push_back(30);
	L5.push_back(40);

	//n个elem
	list<int>L6;
	L6.assign(10, 1000);

	cout << "交换前" << endl;
	printList(L5);
	printList(L6);

	L5.swap(L6);
	cout << "交换后" << endl;
	printList(L5);
	printList(L6);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;

}

3.4 list大小操作

对list容器的大小进行操作

函数原型：

size(); //返回容器中元素的个数
emgty(); //判断容器是否为空
resize(num) //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置
//如果容器变短，则未尾超出容器长度的元素被制除。
resize(num, elem);//重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置
//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

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

//对list容器大小进行操作
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历容器
	printList(L1);

	//判断容器是否为空
	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的元素个数为：" << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10, 10000);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

总结:

判断是否为空---empty
返回元素个数---size
重新指定个数--- resize

3.5 list插入和删除

功能描述:

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型:

push_back(elem); //在容器尾部加入一个元素
pop_back(); //删除容器中最后一个元素
push front(elem); //在容器开头插入一个元素
pop_front(); //从容器开头移除第一个元素
insert(pos,elem); //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置
insert(pos,n.elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值
clear(); //移除容器的所有数据
erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置
erase(pos); //删除poS位置的数据，返回下一个数据的位置
remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

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

//对list容器大小进行操作
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//尾插
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	
	//头插
	L1.push_front(100);
	L1.push_front(200);
	L1.push_front(300);

	//300 200 100 10 20 30 
	printList(L1);

	//尾删
	L1.pop_back();
	300 200 100 10 20 
	printList(L1);

	//头删
	L1.pop_front();
	//200 100 10 20 
	printList(L1);

	//insert插入
	L1.insert(L1.begin(), 1000);
	//1000 200 100 10 20 
	printList(L1);

	//插入
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	L1.insert(++it, 1000);
	//1000 1000 200 100 10 20 
	printList(L1);

	//删除
	it = L1.begin();
	L1.erase(++it);
	//1000 200 100 10 20 
	printList(L1);

	//移除
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	L1.push_back(10000);
	printList(L1);

	L1.remove(10000);
	printList(L1);

	//清空
	L1.clear();
	printList(L1);
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

3.6 list数据存取

函数原型：

front(); //返回第一个元素
back(); //返回最后一个元素

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

void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//L1[0] 不可以用[]访问list容器中的元素

	//L1.at(0) 不可以用at方式访问list容器中的元素

	//原因是list本身链表，不是用连续性空间存储数据，迭代器也是不支持随机访问的

	cout << "第一个元素为：" << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << L1.back() << endl;

	//验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	it++;//支持双向
	it--;
	//it=it+1//不支持随机访问
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;

}

总结：

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
返回第一个元素---front
返回最后一个元素---back

3.7 list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，以及容器中的数据进行排序

函数原型：

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//list 反转和排序
void printList(const list<int>& L)
{
	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//反转
void test01()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//遍历容器
	cout << "反转前:" << endl;
	printList(L1);

	//反转
	L1.reverse();
	cout << "反转后:" << endl;
	printList(L1);

}

bool myCompare(int v1, int v2)
{
	//降序 就让第一个数 > 第二个数
	return v1 > v2;
}

//排序
void test02()
{
	//创建list容器
	list<int>L1;

	//添加数据
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(50);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	cout << "排序前:" << endl;
	printList(L1);

	//排序
	//sort(L1.begin (),L1.end ());
	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一些算法

	L1.sort(myCompare);
	cout << "排序后:" << endl;
	printList(L1);
}
int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;

}

3.8 list排序案例

案例描述:

将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则:按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#include<list>

//list容器 排序案例 对于自定义数据类型 做排序

//按照年龄进行升序 如果年龄相同则按照身高进行降序

class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int hight)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
		this->m_Hight = hight;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
	int m_Hight;
};

bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
	//按照年龄 升序
	if (p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		//年龄相同，就按照升高降序
		return p1.m_Hight > p2.m_Hight;
	}
	return p1.m_Age < p2.m_Age;
}

void test01()
{
	list<Person>L;//创建容器

	//准备数据
	Person p1("刘备", 35, 175);
	Person p2("曹操", 45, 180);
	Person p3("孙权", 40, 170);
	Person p4("赵云", 25, 195);
	Person p5("张飞", 35, 160);
	Person p6("关羽", 35, 200);

	//插入数据
	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "\t" << "年龄：" << (*it).m_Age << "身高：" << "\t" << (*it).m_Hight << endl;
	}

	//排序
	cout << "----------------------------------" << endl;
	cout << "排序后" << endl;

	L.sort(myCompare);
	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name <<"\t" << "年龄：" << (*it).m_Age << "\t" << "身高：" << (*it).m_Hight << endl;
	}

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}