《C++ Primer 第四版》笔记（2）

第二部分 容器和算法

 [第9章  顺序容器]   

    三种顺序容器：vector、list、deque。三种顺序容器适配器：stack、queue、priority_queue。

     容器容纳特定类型对象的集合，所有容器都是类模板。容器只定义了少量操作，大多数额外操作都由算法库提供。

    顺序容器的元素排列顺序与元素值无关，而由元素添加到容器中的顺序决定。

    容器元素类型必须满足两个要求：元素类型支持赋值运算、元素类型的对象可复制。

    除了引用类型外，所有内置或复合类型都可以用做容器的元素类型。没有元素是引用类型的容器。除输入输出IO标准库类型（以及auto_ptr）之外，所有其他标准库类型都是有效的容器元素类型。可以定义元素类型本身就是容器的容器。

    C++用一对迭代器来标记容器内元素的一个范围，这个范围用左闭合区间表示，第一个迭代器指向范围第一个元素，第二个迭代器指向范围最后一个元素的下一个元素。如果两个迭代器相等，则这个范围内元素个数为0。

    所有容器的迭代器都支持的操作：*解引用、->、++、--、==、！=。vector和deque的元素在内存中是连续存放的，因此可以快速随机地访问其元素。vector和list的迭代器还支持算术运算和更多的关系元素，包括iter+n、iter+=n、iter-n、iter-=n、iter1-iter2、>、>=、<、<=。

    使用迭代器时，要注意防止因为容器内元素的改变导致迭代器失效，使用无效的迭代器将会引起严重的运行时错误。

    顺序容器的操作：

        （1）构造函数：C<T> c; C c(c2); C c(b, e); C c(n, t); C c(n)。

        （2）添加元素：c.push_back(t)、c.push_front(t)、c.insert(p, t)、c.insert(p, n, t)、c.insert(p, b, e)。向容器中添加元素时，系统是将元素值复制到容器中，复制完成后，容器中的值和被赋值的变量不再关联。

        （3）容器的比较：如果两个容器类型完全相同，则可以对这两个容器直接进行比较。容器的比较是基于容器内元素的比较进行的，规则类似于string类型的比较。如果容器元素类型不支持某种比较操作符，则容器不能用于这种比较。

        （4）容器大小操作：c.size()、c.max_size()、c.empty()、c.resize(n)、c.resize(n, t)、c.capacity()、c.reserve()。

        （5）访问元素：c.front()、c.back()、c[n]、c.at(n)。

        （6）删除元素：c.erase(p)、c.erase(b, e)、c.clear()、c.pop_back()、c.pop_front()。

        （7）赋值与swap：c1=c2、c1.swap(c2)、c.assign(b, e)、c.assign(n, t)。

    c.push_front(t)、c.pop_front(t)不能用于vector。

    利用容器的复制构造函数C c1(c2);以及对容器赋值c1=c2;两种操作都要求c1和c2类型及元素类型完全相同，否则不能进行这两种操作。

    vector和deque的元素在物理上都是连续存放的，随机访问快，但要在中间删除或插入元素效率低。vector支持pop_back()、push_back()操作，不支持pop_front()、push_front()操作。deque同时支持pop_back()、push_back()、pop_front()、push_front()操作。

    list逻辑上类似于一个双向队列，相邻元素通过指针联系，在物理上不连续存放。list随机访问操作效率低，但插入删除元素效率高。

    适配器是使一事物的行为类似于另一事物的行为的一种机制。标准库提供的适配器包括容器适配器、迭代器适配器、函数适配器。

    顺序容器适配器有三种：queue、priority_queue、stack。

    stack和queue默认基于deque容器实现，priority_queue默认基于vector容器实现。在创建适配器时，可以指定适配器的基础容器类型，比如stack<string, vector<string> > str_stk; 指定str_stk的基础实现容器是vector<string>类型。

    stack适配器可关联任一种顺序容器类型作为基础实现容器；queue适配器要求基础容器类型提供push_front操作，因此queue只能关联list和deque；priority_queue适配器要求基础容器类型提供随机访问功能，因此只能关联vector或deque。

    

[第10章  关联容器] 

    关联容器和顺序容器的本质区别在于：关联容器通过键存储和读取元素，而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。

    关联容器包括map、set、multimap、multiset。map和set中的key是唯一的，multimap和multiset中的key不唯一。关联容器不提供front、push_front、pop_front、back、push_back、pop_back操作。

    默认情况下，标准库使用键类型定义的小于操作<来实现键的比较，因此关联容器的键应该定义<比较操作，其他的关系或相等运算不作要求。

    map定义了几个相关类型，map<K,V>::key_type是键的类型，map<K,V>::mapped_value是值的类型，map<K,V>::value_type是pair类型，其first元素类型是const map<K,V>::key_type，second元素类型是map<K,V>::mapped_type。

    对map迭代器解引用将产生pair类型的对象，其first成员是const类型的，不能更改。

    把键作为下标方式访问map，将产生一个mapped_type类型的左值。如果下标对应的键在map中不存在，则map中将插入这个键的一条记录，值将采用默认初始化的方式进行初始化。

    set不能通过下标方式访问。set没有定义mapped_type类型，其value_type类型和key_type类型相同。set存储的键不能修改。

    multimap不支持下标操作。

    由于键可以重复，multimap和multiset的insert操作总会插入一个新的元素。而map和set中如果存在键则insert操作将失败。

    multimap和multiset如果某个键存在多个实例，则这些实例在容器中将相邻存放。

    要在multimap或multiset中查找元素，可以用三种方式：

        1）先用m.count(K)得到这个key出现的次数n，然后用m.find(K)返回K第一次出现的迭代器，然后顺序往后访问n次；

        2）用m.lower_bound(K)返回K第一次出现的迭代器，用m.upper_bound(K)返回K最后一次出现的下一个位置的迭代器，这两个迭代器定义的范围就是K出现的范围；

        3）用m.equal_range(K)返回存储一对迭代器的pair对象，pair中存储了K出现的范围。        

[第11章  泛型算法] 

    泛型算法基于迭代器及其操作实现，不直接操作容器，可以作用在多种容器上。泛型算法可能会改变容器元素的值，但不会直接添加或删除元素致使容器的元素数量改变。

    容器除了提供常见的普通迭代器外，还提供插入迭代器（包括back_inserter、front_inserter、inserter）、流迭代器（包括istream_iterator、ostream_iterator）、反向迭代器（reverse_iterator）、const迭代器（const_iterator）。

    根据算法对迭代器的要求，可以把迭代器分为五类：输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器。