C++常用STL汇总（以容器为主）

很多大学里的算法竞赛参与者（ACMER）甚至工作中的程序员在本身已经熟悉了几本的数据结构之后如果每次写一段代码还要去写个栈（入栈操作，出栈操作，插入。。。。）就会很费时间，而我们可爱的创造C++的大佬们经过长时间的改进与完善，它的模版库已经非常强大了，需要的常用的各种基本数据结构，对字符串的操作。。。已经囊括进去了，接下来我总结几个常用的模版库。

先看看头文件包含的：

#include <set>//集合容器

#include <list>//表

#include <map>//映射

#include <vector>//动态数组

#include <queue>//队列

#include <stack>//栈

#include <algorithm>//常用的算法集合

1.set

实现了红黑树的平衡二叉检索树的数据结构，插入元素时，它会自动调整二叉树的排列，把元素放到适当的位置，以保证每个子树根节点键值大于左子树所有节点的键值，小于右子树所有节点的键值；另外，还得保证根节点左子树的高度与右子树高度相等。
平衡二叉检索树使用中序遍历算法，检索效率高于vector、deque和list等容器，另外使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。
构造set集合主要目的是为了快速检索，不可直接去修改键值。

常用操作：
1.元素插入：insert()
2.中序遍历：类似vector遍历（用迭代器）
3.反向遍历：利用反向迭代器reverse_iterator。
    例：
    set<int> s;
    ......
    set<int>::reverse_iterator rit;
    for(rit=s.rbegin();rit!=s.rend();rit++)
4.元素删除：与插入一样，可以高效的删除，并自动调整使红黑树平衡。
            set<int> s;
            s.erase(2);        //删除键值为2的元素
            s.clear();
5.元素检索：find()，若找到，返回该键值迭代器的位置，否则，返回最后一个元素后面一个位置。
            set<int> s;
            set<int>::iterator it;
            it=s.find(5);    //查找键值为5的元素
            if(it!=s.end())    //找到
                cout<<*it<<endl;
            else            //未找到
                cout<<"未找到";

2.list

 list就是数据结构中的双向链表(根据sgi stl源代码)，因此它的内存空间是不连续的，通过指针来进行数据的访问，这个特点使得它的随即存取变的非常没有效率，因此它没有提供[]操作符的重载。但由于链表的特点，它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入

2.1list中的构造函数：

list() 声明一个空列表；

list(n) 声明一个有n个元素的列表，每个元素都是由其默认构造函数T()构造出来的

list(n,val) 声明一个由n个元素的列表，每个元素都是由其复制构造函数T(val)得来的

list(n,val) 声明一个和上面一样的列表

list(first,last) 声明一个列表，其元素的初始值来源于由区间所指定的序列中的元素

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2.2 begin()和end()：通过调用list容器的成员函数begin()得到一个指向容器起始位置的iterator，可以调用list容器的 end() 函数来得到list末端下一位置，相当于：int a[n]中的第n+1个位置a[n]，实际上是不存在的，不能访问，经常作为循环结束判断结束条件使用。

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2.3 push_back() 和push_front()：使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中。其中push_back()从list的末端插入，而 push_front()实现的从list的头部插入。

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2.4 empty()：利用empty() 判断list是否为空。

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2.5 resize()： 如果调用resize(n)将list的长度改为只容纳n个元素，超出的元素将被删除，如果需要扩展那么调用默认构造函数T()将元素加到list末端。如果调用resize(n,val)，则扩展元素要调用构造函数T(val)函数进行元素构造，其余部分相同。

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2.6 clear()： 清空list中的所有元素。

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2.7 front()和back()： 通过front()可以获得list容器中的头部元素，通过back()可以获得list容器的最后一个元素。但是有一点要注意，就是list中元素是空的时候，这时候调用front()和back()会发生什么呢？实际上会发生不能正常读取数据的情况，但是这并不报错，那我们编程序时就要注意了，个人觉得在使用之前最好先调用empty()函数判断list是否为空。

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2.8 pop_back和pop_front()：通过删除最后一个元素，通过pop_front()删除第一个元素；序列必须不为空，如果当list为空的时候调用pop_back()和pop_front()会使程序崩掉。

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2.9 assign()：具体和vector中的操作类似，也是有两种情况，第一种是：l1.assign(n,val)将 l1中元素变为n个T(val）。第二种情况是：l1.assign(l2.begin(),l2.end())将l2中的从l2.begin()到l2.end()之间的数值赋值给l1。

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2.10 swap()：交换两个链表(两个重载)，一个是l1.swap(l2); 另外一个是swap(l1,l2)，都可能完成连个链表的交换。

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2.11 reverse()：通过reverse()完成list的逆置。

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2.12 merge()：合并两个链表并使之默认升序(也可改)，l1.merge(l2，greater<int>()); 调用结束后l2变为空，l1中元素包含原来l1 和 l2中的元素，并且排好序，升序。其实默认是升序，greater<int>()可以省略，另外greater<int>()是可以变的，也可以不按升序排列。

3.map

3.1、map简介

map是一类关联式容器。它的特点是增加和删除节点对迭代器的影响很小，除了那个操作节点，对其他的节点都没有什么影响。对于迭代器来说，可以修改实值，而不能修改key。

3.2、map的功能

自动建立Key － value的对应。key 和 value可以是任意你需要的类型。 
根据key值快速查找记录，查找的复杂度基本是Log(N)，如果有1000个记录，最多查找10次，1,000,000个记录，最多查找20次。 
快速插入Key - Value 记录。 
快速删除记录 
根据Key 修改value记录。 
遍历所有记录。 
3.3、使用map

使用map得包含map类所在的头文件

#include <map> //注意，STL头文件没有扩展名.h

map对象是模板类，需要关键字和存储对象两个模板参数：

std:map<int, string> personnel;

这样就定义了一个用int作为索引,并拥有相关联的指向string的指针.

为了使用方便，可以对模板类进行一下类型定义，

typedef map<int, CString> UDT_MAP_INT_CSTRING;

UDT_MAP_INT_CSTRING enumMap;

3.4、在map中插入元素

改变map中的条目非常简单，因为map类已经对[]操作符进行了重载

enumMap[1] = "One";

enumMap[2] = "Two";

.....

这样非常直观，但存在一个性能的问题。插入2时,先在enumMap中查找主键为2的项，没发现，然后将一个新的对象插入enumMap，键是2，值是一个空字符串，插入完成后，将字符串赋为"Two"; 该方法会将每个值都赋为缺省值，然后再赋为显示的值，如果元素是类对象，则开销比较大。我们可以用以下方法来避免开销：

enumMap.insert(map<int, CString> :: value_type(2, "Two"))

3.5、查找并获取map中的元素

下标操作符给出了获得一个值的最简单方法：

CString tmp = enumMap[2];

但是,只有当map中有这个键的实例时才对，否则会自动插入一个实例，值为初始化值。

我们可以使用Find()和Count()方法来发现一个键是否存在。

查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法，传入的参数是要查找的key，在这里需要提到的是begin()和end()两个成员，分别代表map对象中第一个条目和最后一个条目，这两个数据的类型是iterator.

int nFindKey = 2; //要查找的Key

//定义一个条目变量(实际是指针)

UDT_MAP_INT_CSTRING::iterator it= enumMap.find(nFindKey);

if(it == enumMap.end()) {

//没找到

}

else {

//找到

}

通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象，包括两个数据 iterator->first 和 iterator->second 分别代表关键字和存储的数据

3.6、从map中删除元素

移除某个map中某个条目用erase()

该成员方法的定义如下

iterator erase(iterator it); //通过一个条目对象删除 
iterator erase(iterator first, iterator last); //删除一个范围 
size_type erase(const Key& key); //通过关键字删除 
clear()就相当于 enumMap.erase(enumMap.begin(), enumMap.end());

3.7、map的基本操作函数：
      C++ Maps是一种关联式容器，包含“关键字/值”对
      begin()          返回指向map头部的迭代器
      clear(）         删除所有元素
      count()          返回指定元素出现的次数
      empty()          如果map为空则返回true
      end()            返回指向map末尾的迭代器
      equal_range()    返回特殊条目的迭代器对
      erase()          删除一个元素
      find()           查找一个元素
      get_allocator()  返回map的配置器
      insert()         插入元素
      key_comp()       返回比较元素key的函数
      lower_bound()    返回键值>=给定元素的第一个位置
      max_size()       返回可以容纳的最大元素个数
      rbegin()         返回一个指向map尾部的逆向迭代器
      rend()           返回一个指向map头部的逆向迭代器
      size()           返回map中元素的个数
      swap()            交换两个map
      upper_bound()     返回键值>给定元素的第一个位置
      value_comp()      返回比较元素value的函数

4.vector

4.1介绍

1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。

4.2基本操作

(1). 容量

• 向量大小： vec.size();
• 向量最大容量： vec.max_size();
• 更改向量大小： vec.resize();
• 向量真实大小： vec.capacity();
• 向量判空： vec.empty();
• 减少向量大小到满足元素所占存储空间的大小： vec.shrink_to_fit(); //shrink_to_fit

(2). 修改

• 多个元素赋值： vec.assign(); //类似于初始化时用数组进行赋值
• 末尾添加元素： vec.push_back();
• 末尾删除元素： vec.pop_back();
• 任意位置插入元素： vec.insert();
• 任意位置删除元素： vec.erase();
• 交换两个向量的元素： vec.swap();
• 清空向量元素： vec.clear();

(3)迭代器

• 开始指针：vec.begin();
• 末尾指针：vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
• 指向常量的开始指针： vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
• 指向常量的末尾指针： vec.cend();

(4)元素的访问

• 下标访问： vec[1]; //并不会检查是否越界
• at方法访问： vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界，是则抛出out of range异常
• 访问第一个元素： vec.front();
• 访问最后一个元素： vec.back();
• 返回一个指针： int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组，所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。

(4)算法

• 遍历元素

vector<int>::iterator it;for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)    cout << *it << endl;//或者for (size_t i = 0; i < vec.size(); i++) {    cout << vec.at(i) << endl;}

• 元素翻转

#include <algorithm>reverse(vec.begin(), vec.end());

• 元素排序

#include <algorithm>sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序//如果想从大到小排序，可以采用上面反转函数，也可以采用下面方法:bool Comp(const int& a, const int& b) {    return a > b;}sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

5.queue

queue 模板类的定义在<queue>头文件中。
与stack 模板类很相似，queue 模板类也需要两个模板参数，一个是元素类型，一个容器类
型，元素类型是必要的，容器类型是可选的，默认为deque 类型。
定义queue 对象的示例代码如下：
queue<int> q1;
queue<double> q2;

queue 的基本操作有：
入队，如例：q.push(x); 将x 接到队列的末端。
出队，如例：q.pop(); 弹出队列的第一个元素，注意，并不会返回被弹出元素的值。
访问队首元素，如例：q.front()，即最早被压入队列的元素。
访问队尾元素，如例：q.back()，即最后被压入队列的元素。
判断队列空，如例：q.empty()，当队列空时，返回true。
访问队列中的元素个数，如例：q.size()

6.stack

empty()堆栈为空则返回真

pop()移除栈顶元素

push()在栈顶增加元素

size()返回栈中元素数目

top()返回栈顶元素

7.algorithm

http://blog.csdn.net/tianshuai1111/article/details/7674327