C++语言学习之STL 的组成

 

STL有三大核心部分：容器（Container）、算法（Algorithms）、迭代器（Iterator），容器适配器（container adaptor），函数对象(functor)，除此之外还有STL其他标准组件。通俗的讲：

容器：装东西的东西，装水的杯子，装咸水的大海，装人的教室……STL里的容器是可容纳一些数据的模板类。

算法：就是往杯子里倒水，往大海里排污，从教室里撵人……STL里的算法，就是处理容器里面数据的方法、操作。

迭代器：往杯子里倒水的水壶，排污的管道，撵人的那个物业管理人员……STL里的迭代器：遍历容器中数据的对象。对存储于容器中的数据进行处理时，迭代器能从一个成员移向另一个成员。他能按预先定义的顺序在某些容器中的成员间移动。对普通的一维数组、向量、双端队列和列表来说，迭代器是一种指针。

下面让我们来看看专家是怎么说的：

容器（container）：容器是数据在内存中组织的方法，例如，数组、堆栈、队列、链表或二叉树（不过这些都不是STL标准容器）。STL中的容器是一种存储T（Template）类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身，如果数据类型T代表的是Class的话。

算法（algorithm）：算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如，有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中，算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反，它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于STL容器，而且可以用于普通的C＋＋数组或任何其他应用程序指定的容器。

迭代器(iterator)：一旦选定一种容器类型和数据行为(算法)，那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把达代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器，使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分，因为它将算法和容器连在一起。

下面我将依次介绍STL的这三个主要组件。

1.       容器

STL中的容器有队列容器和关联容器，容器适配器（congtaineradapters：stack,queue，priority queue），位集（bit_set），串包(string_package)等等。
　　在本文中，我将介绍list,vector，deque等队列容器，和set和multisets,map和multimaps等关联容器，一共7种基本容器类。
　　队列容器（顺序容器）：队列容器按照线性排列来存储T类型值的集合，队列的每个成员都有自己的特有的位置。顺序容器有向量类型、双端队列类型、列表类型三种。

u     基本容器——向量

向量（vector容器类）：＃include <vector>，vector是一种动态数组，是基本数组的类模板。其内部定义了很多基本操作。既然这是一个类，那么它就会有自己的构造函数。vector 类中定义了4中种构造函数：

·  默认构造函数，构造一个初始长度为0的空向量，如：vector<int> v1;

·  带有单个整形参数的构造函数，此参数描述了向量的初始大小。这个构造函数还有一个可选的参数，这是一个类型为T的实例，描述了各个向量种各成员的初始值；如：vector<int> v2(n,0); 如果预先定义了：n,他的成员值都被初始化为0；

·  复制构造函数，构造一个新的向量，作为已存在的向量的完全复制，如：vector<int> v3(v2);

·  带两个常量参数的构造函数，产生初始值为一个区间的向量。区间由一个半开区间[first,last) 来指定。如：vector<int> v4(first,last）

下面一个例子用的是第四种构造方法，其它的方法读者可以自己试试。

//程序：初始化演示#include <cstring> #include <vector>#include <iostream>using namespace std; int ar[10] = { 12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55 };char* str = "Hello World"; int main(){ vector <int> vec1(ar, ar+10); //first=ar,last=ar+10,不包括ar+10 vector < char > vec2(str,str+strlen(str)); //first=str,last= str+strlen(str), cout<<"vec1:"<<endl; //打印vec1和vec2，const_iterator是迭代器，后面会讲到 //当然，也可以用for (int i=0; i<vec1.size(); i++)cout << vec[i];输出 //size()是vector的一个成员函数 for(vector<int>::const_iterator p=vec1.begin();p!=vec1.end(); ++p) cout<<*p; cout<<'/n'<<"vec2:"<<endl; for(vector< char >::const_iterator p1=vec2.begin();p1!=vec2.end(); ++p1) cout<<*p1; cout<<'/n'; return 0;}  

为了帮助理解向量的概念，这里写了一个小例子，其中用到了vector的成员函数：begin()，end()，push_back()，assign()，front()，back()，erase()，empty()，at()，size()。

 

#include <iostream>#include <vector>using namespace std; typedef vector<int> INTVECTOR;//自定义类型INTVECTOR//测试vector容器的功能 int main(){ //vec1对象初始为空 INTVECTOR vec1; //vec2对象最初有10个值为6的元素 INTVECTOR vec2(10,6); //vec3对象最初有3个值为6的元素，拷贝构造 INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3); //声明一个名为i的双向迭代器 INTVECTOR::iterator i; //从前向后显示vec1中的数据 cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<<endl; for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //从前向后显示vec2中的数据 cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<<endl; for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //从前向后显示vec3中的数据 cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<<endl; for (i =vec3.begin(); i !=vec3.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //测试添加和插入成员函数，vector不支持从前插入 vec1.push_back(2);//从后面添加一个成员 vec1.push_back(4); vec1.insert(vec1.begin()+1,5);//在vec1第一个的位置上插入成员5 //从vec1第一的位置开始插入vec3的所有成员 vec1.insert(vec1.begin()+1,vec3.begin(),vec3.end()); cout<<"after push() and insert() now the vec1 is:" <<endl; for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //测试赋值成员函数 vec2.assign(8,1); // 重新给vec2赋值，8个成员的初始值都为1 cout<<"vec2.assign(8,1):" <<endl; for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //测试引用类函数 cout<<"vec1.front()="<<vec1.front()<<endl;//vec1第零个成员 cout<<"vec1.back()="<<vec1.back()<<endl;//vec1的最后一个成员 cout<<"vec1.at(4)="<<vec1.at(4)<<endl;//vec1的第五个成员 cout<<"vec1[4]="<<vec1[4]<<endl; //测试移出和删除 vec1.pop_back();//将最后一个成员移出vec1 vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);//删除成员 cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <<endl; for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; //显示序列的状态信息 cout<<"vec1.size(): "<<vec1.size()<<endl;//打印成员个数 cout<<"vec1.empty(): "<<vec1.empty()<<endl;//清空} 

push_back()是将数据放入vector（向量）或deque（双端队列）的标准函数。Insert()是一个与之类似的函数，然而它在所有容器中都可以使用，但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一，以便让循环正确运行--它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。

在Java里面也有向量的概念。Java中的向量是对象的集合。其中，各元素可以不必同类型，元素可以增加和删除，不能直接加入原始数据类型。

 

u     双端队列（qeque容器类）：

deque（读音：deck，意即：double queue，#include<qeque>）容器类与vector类似，支持随机访问和快速插入删除，它在容器中某一位置上的操作所花费的是线性时间。与vector不同的是，deque还支持从开始端插入数据：push_front()。此外deque也不支持与vector的capacity()、reserve()类似的操作。

#include <iostream>#include <deque>using namespace std; typedef deque<int> INTDEQUE;//有些人很讨厌这种定义法，呵呵 //从前向后显示deque队列的全部元素void put_deque(INTDEQUE deque, char *name){ INTDEQUE::iterator pdeque;//仍然使用迭代器输出 cout << "The contents of " << name << " : "; for(pdeque = deque.begin(); pdeque != deque.end(); pdeque++) cout << *pdeque << " ";//注意有 "*"号哦，没有"*"号的话会报错 cout<<endl;} //测试deqtor容器的功能int main(){ //deq1对象初始为空 INTDEQUE deq1; //deq2对象最初有10个值为6的元素 INTDEQUE deq2(10,6); //声明一个名为i的双向迭代器变量 INTDEQUE::iterator i; //从前向后显示deq1中的数据 put_deque(deq1,"deq1"); //从前向后显示deq2中的数据 put_deque(deq2,"deq2"); //从deq1序列后面添加两个元素 deq1.push_back(2); deq1.push_back(4); cout<<"deq1.push_back(2) and deq1.push_back(4):"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //从deq1序列前面添加两个元素 deq1.push_front(5); deq1.push_front(7); cout<<"deq1.push_front(5) and deq1.push_front(7):"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //在deq1序列中间插入数据 deq1.insert(deq1.begin()+1,3,9); cout<<"deq1.insert(deq1.begin()+1,3,9):"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //测试引用类函数 cout<<"deq1.at(4)="<<deq1.at(4)<<endl; cout<<"deq1[4]="<<deq1[4]<<endl; deq1.at(1)=10; deq1[2]=12; cout<<"deq1.at(1)=10 and deq1[2]=12 :"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //从deq1序列的前后各移去一个元素 deq1.pop_front(); deq1.pop_back(); cout<<"deq1.pop_front() and deq1.pop_back():"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //清除deq1中的第2个元素 deq1.erase(deq1.begin()+1); cout<<"deq1.erase(deq1.begin()+1):"<<endl; put_deque(deq1,"deq1"); //对deq2赋值并显示 deq2.assign(8,1); cout<<"deq2.assign(8,1):"<<endl; put_deque(deq2,"deq2");} 

上面我们演示了deque如何进行插入删除等操作，像erase(),assign()是大多数容器都有的操作。关于deque的其他操作请参阅其他书籍。

u     表（List容器类）

　List（#include<list>）又叫链表，是一种双线性列表，只能顺序访问（从前向后或者从后向前），图2是list的数据组织形式。与前面两种容器类有一个明显的区别就是：它不支持随机访问。要访问表中某个下标处的项需要从表头或表尾处（接近该下标的一端）开始循环。而且缺少下标预算符：operator[]。

 

图2
　　同时，list仍然包涵了erase(),begin(),end(),insert(),push_back(),push_front()这些基本函数，下面我们来演示一下list的其他函数功能。merge()：合并两个排序列表；splice()：拼接两个列表；sort()：列表的排序。

#include <iostream>#include <string>#include <list>using namespace std; void PrintIt(list<int> n){ for(list<int>::iterator iter=n.begin(); iter!=n.end(); ++iter) cout<<*iter<<" ";//用迭代器进行输出循环} int main(){ list<int> listn1,listn2; //给listn1,listn2初始化 listn1.push_back(123); listn1.push_back(0); listn1.push_back(34); listn1.push_back(1123); //now listn1:123,0,34,1123 listn2.push_back(100); listn2.push_back(12); //now listn2:12,100 listn1.sort(); listn2.sort(); //给listn1和listn2排序 //now listn1:0,34,123,1123 listn2:12,100 PrintIt(listn1); cout<<endl; PrintIt(listn2); listn1.merge(listn2); //合并两个排序列表后,listn1:0，12，34，100，123，1123 cout<<endl; PrintIt(listn1);} 

上面并没有演示splice()函数的用法，这是一个拗口的函数。用起来有点麻烦。图3所示是splice函数的功能。将一个列表插入到另一个列表当中。list容器类定义了splice()函数的3个版本：

splice(position,list_value);

splice(position,list_value,ptr);

splice(position,list_value,first,last);

list_value是一个已存在的列表，它将被插入到源列表中，position是一个迭代参数，他当前指向的是要进行拼接的列表中的特定位置。

                                  图3

listn1:123,0,34,1123  listn2:12,100

执行listn1.splice(find(listn1.begin(),listn1.end(),0),listn2);之后，listn1将变为：123，12，100，34，1123。即把listn2插入到listn1的0这个元素之前。其中，find()函数找到0这个元素在listn1中的位置。值得注意的是，在执行splice之后，list_value将不复存在了。这个例子中是listn2将不再存在。
　　第二个版本当中的ptr是一个迭代器参数，执行的结果是把ptr所指向的值直接插入到position当前指向的位置之前.这将只向源列表中插入一个元素。
　　第三个版本的first和last也是迭代器参数，并不等于list_value.begin(),list_value.end()。First指的是要插入的列的第一个元素，last指的是要插入的列的最后一个元素。

如果listn1:123,0,34,1123 listn2:12,43，87，100 执行完以下函数之后

listn1.splice(find(listn1.begin(),listn1.end(),0),++listn2.begin(),--listn2.end());

listn1:123,43,87,0,34,1123  listn2:12,100

以上，我们学习了vector,deque,list三种基本顺序容器，其他的顺序容器还有：slist,bit_vector等等。

u     集和多集（set 和multiset 容器类）：

一个集合（#include<set>）是一个容器，它其中所包含的元素的值是唯一的。这在收集一个数据的具体值的时候是有用的。集合中的元素按一定的顺序排列，并被作为集合中的实例。如果你需要一个键/值对（pair）来存储数据，map（也是一个关联容器，后面将马上要讲到）是一个更好的选择。一个集合通过一个链表来组织，在插入操作和删除操作上比向量（vector）快，但查找或添加末尾的元素时会有些慢。

在集中，所有的成员都是排列好的。如果先后往一个集中插入：12，2，3，123，5，65 　　则输出该集时为：2，3，5，12，65，123

集和多集的区别是：set支持唯一键值，set中的值都是特定的，而且只出现一次；而multiset中可以出现副本键，同一值可以出现多次。

Set和multiset的模板参数：

template<class key, class compare, classAllocator=allocator>

第一个参数key是所存储的键的类型，第二个参数是为排序值而定义的比较函数的类型，第三个参数是被实现的存储分配符的类型。在有些编译器的具体实现中，第三个参数可以省略。第二个参数使用了合适形式的迭代器为键定义了特定的关系操作符，并用来在容器中遍历值时建立顺序。集的迭代器是双向，同时也是常量的，所以迭代器在使用的时候不能修改元素的值。

Set定义了三个构造函数：
默认构造函数：

explicit set(const Compare&=compare());

如：set<int,less<int> > set1;

less<int>是一个标准类，用于形成降序排列函数对象。升序排列是用greater<int>。通过指定某一预先定义的区间来初始化set对象的构造函数：

template<class InputIterator> set(InputIterator,InputIterator,/ const Compare&=compare());

如：set<int ,less<int>>set2(vector1.begin(),vector1.end());

复制构造函数：

set（const set<Key,Compare&>）;

如：set<int ,less<int> >set3(set2);

下面我们来看一个简单的集和多集的插入例程：

#include <iostream>#include <set>using namespace std; int main(){ set<int> set1; for(int i=0; i<10; ++i) set1.insert(i); for(set<int>::iterator p=set1.begin();p!=set1.end();++p) cout<<*p<<""; if(set1.insert(3).second)//把3插入到set1中//插入成功则set1.insert(3).second返回1，否则返回0//此例中，集中已经有3这个元素了，所以插入将失败 cout<<"set insert success"; else cout<<"set insert failed"; int a[] = {4, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 5, 1, 0}; multiset<int> A; A.insert(set1.begin(),set1.end()); A.insert(a,a+10); cout<<endl; for(multiset<int>::iterator p=A.begin();p!=A.end();++p) cout<<*p<<" "; return 0;} 

u     映射和多重映射（map 和multimap）

映射和多重映射(#include<map>)基于某一类型Key的键集的存在，提供对T类型的数据进行快速和高效的检索。对map而言，键只是指存储在容器中的某一成员。Map不支持副本键，multimap支持副本键。Map和multimap对象包涵了键和各个键有关的值，键和值的数据类型是不相同的，这与set不同。set中的key和value是Key类型的，而map中的key和value是一个pair结构中的两个分量。Map支持下表运算符operator[],用访问普通数组的方式访问map，不过下标为map的键。在multimap中一个键可以对应多个不同的值。

下面的例程说明了map中键与值的关系。

#include <iostream>

#include <map>

using namespace std;

 

int main()

{

   map<char,int,less<char> > map1;

   map<char,int,less<char> >::iterator mapIter;

    //char 是键的类型，int是值的类型

    //下面是初始化，与数组类似

    //也可以用map1.insert(map<char,int,less<char>>::value_type(''c'',3));

    map1['c']=3;

    map1['d']=4;

    map1['a']=1;

    map1['b']=2;

   for(mapIter=map1.begin();mapIter!=map1.end();++mapIter)

       cout<<" "<<(*mapIter).first<<":"<<(*mapIter).second;

    //first对应定义中的char键，second对应定义中的int值  

    //检索对应于d键的值是这样做的：

   map<char,int,less<char> >::const_iterator ptr;

   ptr=map1.find('d');

   cout<<'/n'<<" "<<(*ptr).first<<" 键对应于值："<<(*ptr).second;

    return 0;

}

　　从以上例程中，我们可以看到map对象的行为和一般数组的行为类似。Map允许两个或多个值使用比较操作符。下面我们再看看multimap:

#include <iostream>#include <map>#include <string>using namespace std; int main(){ multimap<string,string,less<string> >mulmap; multimap<string,string,less<string> >::iterator p; //初始化多重映射mulmap: typedef multimap<string,string,less<string> >::value_type vt; typedef string s; mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a student"))); mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a boy"))); mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a bad boy of blue!"))); mulmap.insert(vt(s("Jerry "),s("is a student"))); mulmap.insert(vt(s("Jerry "),s("is a beatutiful girl"))); mulmap.insert(vt(s("DJ "),s("is a student"))); //输出初始化以后的多重映射mulmap: for(p=mulmap.begin();p!=mulmap.end();++p) cout<<(*p).first<<(*p).second<<endl; //检索并输出Jerry键所对应的所有的值 cout<<"find Jerry :"<<endl; p=mulmap.find(s("Jerry ")); while((*p).first=="Jerry ") { cout<<(*p).first<<(*p).second<<endl; ++p; } return 0;}  

在map中是不允许一个键对应多个值的，在multimap中，不支持operator[],也就是说不支持map中允许的下标操作。

2.       算法（algorithm）：

#inlcude <algorithm>

STL中算法的大部分都不作为某些特定容器类的成员函数，他们是泛型的，每个算法都有处理大量不同容器类中数据的使用。值得注意的是，STL中的算法大多有多种版本，用户可以依照具体的情况选择合适版本。中在STL的泛型算法中有4类基本的算法：

变序型队列算法：可以改变容器内的数据；

非变序型队列算法：处理容器内的数据而不改变他们；

排序值算法：包涵对容器中的值进行排序和合并的算法，还有二叉搜索算法、通用数值算法。（注：STL的算法并不只是针对STL容器，对一般容器也是适用的。）

变序型队列算法：又叫可修改的序列算法。这类算法有复制（copy）算法、交换（swap）算法、替代（replace）算法、删除（clear）算法，移动（remove）算法、翻转（reverse）算法等等。这些算法可以改变容器中的数据（数据值和值在容器中的位置）。

下面介绍2个比较常用的算法reverse()和copy()。

#include <iostream>#include <algorithm>#include <iterator>//下面用到了输出迭代器ostream_iteratorusing namespace std; int main(){ int arr[6]={1,12,3,2,1215,90}; int arr1[7]; int arr2[6]={2,5,6,9,0,-56}; copy(arr,(arr+6),arr1);//将数组aar复制到arr1 cout<<"arr[6] copy to arr1[7],now arr1: "<<endl; for(int i=0;i<7;i++) cout<<" "<<arr1[i]; reverse(arr,arr+6);//将排好序的arr翻转 cout<<'/n'<<"arr reversed ,now arr:"<<endl; copy(arr,arr+6,ostream_iterator<int>(cout, " "));//复制到输出迭代器 swap_ranges(arr,arr+6,arr2);//交换arr和arr2序列 cout<<'/n'<<"arr swaped to arr2,now arr:"<<endl; copy(arr,arr+6,ostream_iterator<int>(cout, " ")); cout<<'/n'<<"arr2:"<<endl; copy(arr2,arr2+6,ostream_iterator<int>(cout, " ")); return 0;} 

revese()的功能是将一个容器内的数据顺序翻转过来，它的原型是：

template<class Bidirectional>

void reverse(Bidirectional first, Bidirectional last);

将first和last之间的元素翻转过来，上例中你也可以只将arr中的一部分进行翻转：

reverse(arr+3,arr+6); 这也是有效的。First和last需要指定一个操作区间。

Copy()是要将一个容器内的数据复制到另一个容器内，它的原型是：

  Template<class InputIterator ，class OutputIterator>

  OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last, OutputIteratorresult);

它把[first,last－1]内的队列成员复制到区间[result,result+(last-first)-1]中。泛型交换算法：

 

Swap()操作的是单值交换，它的原型是：

template<class T>

void swap(T& a,T& b);

 

swap_ranges()操作的是两个相等大小区间中的值，它的原型是：

  template<class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>

 ForwardIterator2swap_ranges(ForwardIterator1 first1,ForwardIterator1last1, ForwardIterator1 first2);

交换区间[first1,last1-1]和[first2, first2+(last1-first1)-1]之间的值，并假设这两个区间是不重叠的。

非变序型队列算法，又叫不可修改的序列算法。这一类算法操作不影响其操作的容器的内容，包括搜索队列成员算法，等价性检查算法，计算队列成员个数的算法。我将用下面的例子介绍其中的find(),search(),count()：

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>using namespace std; int main(){ int a[10]={12,31,5,2,23,121,0,89,34,66}; vector<int> v1(a,a+10); vector<int>::iterator result1,result2;//result1和result2是随机访问迭代器 result1=find(v1.begin(),v1.end(),2); //在v1中找到2，result1指向v1中的2 result2=find(v1.begin(),v1.end(),8); //在v1中没有找到8，result2指向的是v1.end() cout<<result1-v1.begin()<<endl; //3－0＝3或4－1＝3，屏幕结果是3 cout<<result2-v1.end()<<endl; int b[9]={5,2,23,54,5,5,5,2,2}; vector<int> v2(a+2,a+8); vector<int> v3(b,b+4); result1=search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end()); cout<<*result1<<endl; //在v1中找到了序列v2，result1指向v2在v1中开始的位置 result1=search(v1.begin(),v1.end(),v3.begin(),v3.end()); cout<<*(result1-1)<<endl; //在v1中没有找到序列v3，result指向v1.end(),屏幕打印出v1的最后一个元素66 vector<int> v4(b,b+9); int i=count(v4.begin(),v4.end(),5); int j=count(v4.begin(),v4.end(),2); cout<<"there are "<<i<<" members in v4 equel to 5"<<endl; cout<<"there are "<<j<<" members in v4 equel to 2"<<endl; //计算v4中有多少个成员等于 5,2 return 0; } 

find()的原型是：

template<class InputIterator，class EqualityComparable>

InputIterator find(InputIterator first, InputIteratorlast, const EqualityComparable& value);

其功能是在序列[first,last-1]中查找value值，如果找到，就返回一个指向value在序列中第一次出现的迭代，如果没有找到，就返回一个指向last的迭代（last并不属于序列）。

search()的原型是：

template <class ForwardIterator1, classForwardIterator2>

ForwardIterator1 search(ForwardIterator1 first1,ForwardIterator1 last1,                       ForwardIterator2 first2, ForwardIterator2 last2);

其功能是在源序列[first1,last1-1]查找目标序列[first2，last2-1]如果查找成功，就返回一个指向源序列中目标序列出现的首位置的迭代。查找失败则返回一个指向last的迭代。

Count()的原型是：

template <class InputIterator, classEqualityComparable>

iterator_traits<InputIterator>::difference_typecount(InputIterator first,

InputIterator last, const EqualityComparable& value);

其功能是在序列[first,last-1]中查找出等于value的成员，返回等于value得成员的个数。

排序算法（sort algorithm）：这一类算法很多，功能强大同时也相对复杂一些。这些算法依赖的是关系运算。在这里我只介绍其中比较简单的几种排序算法：sort(),merge(),includes()

#include <iostream>#include <algorithm>using namespace std; int main(){ int a[10]={12,0,5,3,6,8,9,34,32,18}; int b[5]={5,3,6,8,9}; int d[15]; sort(a,a+10); for(int i=0;i<10;i++) cout<<" "<<a[i]; sort(b,b+5); if(includes(a,a+10,b,b+5)) cout<<'/n'<<"sorted b members are included in a."<<endl; else cout<<"sorted a dosn`t contain sorted b!"; merge(a,a+10,b,b+5,d); for(int j=0;j<15;j++) cout<<" "<<d[j]; return 0;} 

sort()的原型是：

template <class RandomAccessIterator>

void sort(RandomAccessIterator first,RandomAccessIterator last);

功能是对[first,last-1]区间内的元素进行排序操作。与之类似的操作还有：partial_sort(), stable_sort()，partial_sort_copy()等等。

merge()的原型是：

template <class InputIterator1, class InputIterator2,class OutputIterator>

OutputIterator merge(InputIterator1 first1,InputIterator1 last1,InputIterator2 first2, InputIterator2 st2,OutputIterator result);

将有序区间[first1,last1-1]和[first2,last2-1]合并到[result, result + (last1 - first1) + (last2 - first2)-1]区间内。

Includes()的原型是：

template <class InputIterator1, classInputIterator2>

bool includes(InputIterator1 first1, InputIterator1last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2);

其功能是检查有序区间[first2,last2-1]内元素是否都在[first1,last1-1]区间内，返回一个bool值。

通用数值算法（generalized numeric algorithms）：这一类算法还不多，涉及到专业领域中有用的算术操作，独立包涵于头文件<numeric>中。
　　STL中的算法大都有多种版本，常见的版本有以下4中：

默认版本，假设给出了特定操作符；

一般版本，使用了成员提供的操作符；

复制版本，对原队列的副本进行操作，常带有 _copy 后缀；

谓词版本，只应用于满足给定谓词的队列成员，常带有 _if 后缀；

 

以上我们学习了STL容器和算法的概念，以及一些简单的STL容器和算法。在使用算法处理容器内的数据时，需要从一个数据成员移向另一个数据成员，迭代器恰好实现了这一功能。下面我们来学习STL迭代器 。

3.       迭代器（itertor）：

#include<iterator>

迭代器实际上是一种泛化指针，如果一个迭代器指向了容器中的某一成员，那么迭代器将可以通过自增自减来遍历容器中的所有成员。迭代器是联系容器和算法的媒介，是算法操作容器的接口。在运用算法操作容器的时候，我们常常在不知不觉中已经使用了迭代器。
STL中定义了6种迭代器：

输入迭代器，在容器的连续区间内向前移动，可以读取容器内任意值；

输出迭代器，把值写进它所指向的队列成员中；

前向迭代器，读取队列中的值，并可以向前移动到下一位置（++p,p++）；

双向迭代器，读取队列中的值，并可以向前向后遍历容器；

随机访问迭代器, vector<T>::iterator，list<T>::iterator等都是这种迭代器 ；

流迭代器，可以直接输出、输入流中的值；

实际上，在前面的例子中，我们不停的在用迭代器。下面我们用几个例子来帮助理解这些迭代器的用法。
下面的例子用到了输入输出迭代器：

#include <iostream>#include <fstream>#include <iterator>#include <vector>#include <string>using namespace std; int main(){ vector<string> v1; ifstream file("Text1.txt"); if(file.fail()) { cout<<"open file Text1.txt failed"<<endl; return 1; } copy(istream_iterator<string>(file),istream_iterator<string>(),inserter(v1,v1.begin())); copy(v1.begin(),v1.end(),ostream_iterator<string>(cout," ")); cout<<endl; return 0;} 

这里用到了输入迭代器istream_iterator，输出迭代器ostream_iterator。程序完成了将一个文件输出到屏幕的功能，先将文件读入，然后通过输入迭代器把文件内容复制到类型为字符串的向量容器内，最后由输出迭代器输出。Inserter是一个输入迭代器的一个函数(迭代器适配器)，它的使用方法是：

inserter (container ,pos);

container是将要用来存入数据的容器，pos是容器存入数据的开始位置。上例中，是把文件内容存入（copy()）到向量v1中。

4.       STL的其他标准组件

函数对象（functor或者funtion objects）

#include<functional>

函数对象又称之为仿函数。函数对象将函数封装在一个对象中，使得它可作为参数传递给合适的STL算法，从而使算法的功能得以扩展。可以把它当作函数来使用。用户也可以定义自己的函数对象。下面让我们来定义一个自己的函数对象.

#include <iostream>using namespace std; struct int_max{int operator()(int x,int y){return x>y?x:y; }};//operator() 重载了"（）"， (int x,int y)是参数列表 int main(){ cout<<int_max()(3,4)<<endl; return 0;} 

这里的int_max（）就是一个函数对象，struct关键字也可以用class来代替，只不过struct默认情况下是公有访问权限，而class定义的是默认私有访问权限。下面我们来定义一个STL风格的函数对象：

#include <iostream>#include <vector>using namespace std; struct adder : public unary_function<double, void>{ adder() : sum(0) {} double sum; void operator()(double x) { sum += x; }}; int main(){ double a[5]={0.5644,1.1,6.6,8.8,9.9}; vector<double> V(a,a+5); adder result = for_each(V.begin(), V.end(), adder()); cout << "The sum is " << result.sum << endl; return 0;} 

在这里，我们定义了一个函数对象adder()，这也是一个类，它的基类是unary_function函数对象。unary_function是一个空基类，不包涵任何操作或变量。只是一种格式说明，它有两个参数，第一个参数是函数对象的使用数据类型，第二个参数是它的返回类型。基于它所定义的函数对象是一元函数对象。（注：用关键字struct或者class定义的类型实际上都是"类"）

STL内定义了各种函数对象，否定器、约束器、一元谓词、二元谓词都是常用的函数对象。函数对象对于编程来说很重要，因为他如同对象类型的抽象一样作用于操作。

适配器（adapter）

适配器是用来修改其他组件接口的STL组件，是带有一个参数的类模板（这个参数是操作的值的数据类型）。STL定义了3种形式的适配器：容器适配器，迭代器适配器，函数适配器。

容器适配器：包括栈（stack）、队列(queue)、优先(priority_queue)。使用容器适配器，stack就可以被实现为基本容器类型（vector,dequeue,list）的适配。可以把stack看作是某种特殊的vctor、deque或者list容器，只是其操作仍然受到stack本身属性的限制。queue和priority_queue与之类似。容器适配器的接口更为简单，只是受限比一般容器要多；

迭代器适配器：修改为某些基本容器定义的迭代器的接口的一种STL组件。反向迭代器和插入迭代器都属于迭代器适配器，迭代器适配器扩展了迭代器的功能；

函数适配器：通过转换或者修改其他函数对象使其功能得到扩展。这一类适配器有否定器（相当于"非"操作）、帮定器、函数指针适配器。