STL 学习

STL概述

STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。尽管这是个简单的概念，但这种分离确实使得STL变得非常通用。例如，由于STL的sort()函数是完全通用的，你可以用它来操作几乎任何数据集合，包括链表，容器和数组。

要点

STL算法作为模板函数提供。为了和其他组件相区别，在本书中STL算法以后接一对圆括弧的方式表示，例如sort()。

STL另一个重要特性是它不是面向对象的。为了具有足够通用性，STL主要依赖于模板而不是封装，继承和虚函数（多态性）——OOP的三个要素。你在STL中找不到任何明显的类继承关系。这好像是一种倒退，但这正好是使得STL的组件具有广泛通用性的底层特征。另外，由于STL是基于模板，内联函数的使用使得生成的代码短小高效。

提示

确保在编译使用了STL的程序中至少要使用-O优化来保证内联扩展。STL提供了大量的模板类和函数，可以在OOP和常规编程中使用。所有的STL的大约50个算法都是完全通用的，而且不依赖于任何特定的数据类型。下面的小节说明了三个基本的STL组件：

1）           迭代器提供了访问容器中对象的方法。例如，可以使用一对迭代器指定list或vector中的一定范围的对象。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是，迭代器也可以是那些定义了operator*()以及其他类似于指针的操作符地方法的类对象。

2）           容器是一种数据结构，如list，vector，和deques ，以模板类的方法提供。为了访问容器中的数据，可以使用由容器类输出的迭代器。

3）           算法是用来操作容器中的数据的模板函数。例如，STL用sort()来对一个vector中的数据进行排序，用find()来搜索一个list中的对象。函数本身与他们操作的数据的结构和类型无关，因此他们可以在从简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上使用。

头文件

为了避免和其他头文件冲突， STL的头文件不再使用常规的.h扩展。为了包含标准的string类，迭代器和算法，用下面的指示符：

#include <string>

#include <iterator>

#include <algorithm>

如果你查看STL的头文件，你可以看到象iterator.h和stl_iterator.h这样的头文件。由于这些名字在各种STL实现之间都可能不同，你应该避免使用这些名字来引用这些头文件。为了确保可移植性，使用相应的没有.h后缀的文件名。表1列出了最常使用的各种容器类的头文件。该表并不完整，对于其他头文件，我将在本章和后面的两章中介绍。

表 1. STL头文件和容器类

#include

Container Class

<deque>

deque

<list>

list

<map>

map, multimap

<queue>

queue, priority_queue

<set>

set, multiset

<stack>

stack

<vector>

vector, vector<bool>

名字空间

你的编译器可能不能识别名字空间。名字空间就好像一个信封，将标志符封装在另一个名字中。标志符只在名字空间中存在，因而避免了和其他标志符冲突。例如，可能有其他库和程序模块定义了sort()函数，为了避免和STL地sort()算法冲突，STL的sort()以及其他标志符都封装在名字空间std中。STL的sort()算法编译为std::sort()，从而避免了名字冲突。

尽管你的编译器可能没有实现名字空间，你仍然可以使用他们。为了使用STL，可以将下面的指示符插入到你的源代码文件中，典型地是在所有的#include指示符的后面：

using namespace std;

迭代器

迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且定义了容器中对象的范围。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是，迭代器不仅仅是指针，因此你不能认为他们一定具有地址值。例如，一个数组索引，也可以认为是一种迭代器。

迭代器有各种不同的创建方法。程序可能把迭代器作为一个变量创建。一个STL容器类可能为了使用一个特定类型的数据而创建一个迭代器。作为指针，必须能够使用*操作符类获取数据。你还可以使用其他数学操作符如++。典型的，++操作符用来递增迭代器，以访问容器中的下一个对象。如果迭代器到达了容器中的最后一个元素的后面，则迭代器变成past-the-end值。使用一个past-the-end值得指针来访问对象是非法的，就好像使用NULL或为初始化的指针一样。

提示

STL不保证可以从另一个迭代器来抵达一个迭代器。例如，当对一个集合中的对象排序时，如果你在不同的结构中指定了两个迭代器，第二个迭代器无法从第一个迭代器抵达，此时程序注定要失败。这是STL灵活性的一个代价。STL不保证检测毫无道理的错误。

迭代器的类型

对于STL数据结构和算法，你可以使用五种迭代器。下面简要说明了这五种类型：

·        Input iterators 提供对数据的只读访问。

·        Output iterators 提供对数据的只写访问

·        Forward iterators 提供读写操作，并能向前推进迭代器。

·        Bidirectional iterators提供读写操作，并能向前和向后操作。

·        Random access iterators提供读写操作，并能在数据中随机移动。

尽管各种不同的STL实现细节方面有所不同，还是可以将上面的迭代器想象为一种类继承关系。从这个意义上说，下面的迭代器继承自上面的迭代器。由于这种继承关系，你可以将一个Forward迭代器作为一个output或input迭代器使用。同样，如果一个算法要求是一个bidirectional 迭代器，那么只能使用该种类型和随机访问迭代器。

转载学习 一下 各个函数怎么用的~_~

//STL_study.cpp#include "stdafx.h" #include <iostream.h> #include <algorithm> #include <vector>  using namespace std;

指针迭代器

 #define SIZE 100 int iarray[SIZE];   int main() {   iarray[20] = 50;   int* ip = find(iarray, iarray + SIZE, 50);   if (ip == iarray + SIZE)   cout << "50 not found in array" << endl;   else   cout << *ip << " found in array" << endl;   return 0; }

容器迭代器

vector<int> intVector(100);  int main() { intVector[20] = 50; vector<int>::iterator intIter = find(intVector.begin(), intVector.end(),50); if (intIter != intVector.end()) { cout<<"Vector contains value"<<*intIter <<endl; } else cout<<"Vector does not contain 50"; return 0; }

常量迭代器

 vector<int> intVector(100); vector<int>::iterator first = intVector.begin();  int main() { *first = 50; first = find(intVector.begin(), intVector.end(),50); if (first != intVector.end()) { cout<<"Vector contains value"<<*first <<endl; } else cout<<"Vector does not contain 50"; return 0; }

输入迭代器

 template <class InputIterator, class T> InputIterator find(find模板定义    InputIterator first, InputIterator last, const T& value) {     while (first != last && *first != value) ++first;     return first;   }

输出迭代器

 double darray[10] =  {1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9}; vector<double> vdouble(10);  int main() { vector<double>::iterator outputIterator = vdouble.begin(); copy(darray,darray+10,outputIterator); while(outputIterator != vdouble.end()) { cout<<*outputIterator<<endl; outputIterator++; } return 0; }

前推迭代器

 template <class ForwardIterator, class T>
 void replace (ForwardIterator first,
               ForwardIterator last,
               const T& old_value,
               const T& new_value);
 使用replace()将[first,last]范围内的所有值为old_value的对象替换为new_value。:
双向迭代器
 template <class BidirectionalIterator>
 void reverse (BidirectionalIterator first,
               BidirectionalIterator last);
 使用reverse()函数来对容器进行逆向排序:
reverse(vdouble.begin(), vdouble.end());
随机访问迭代器
 random_shuffle() 函数随机打乱原先的顺序。申明为：
 
 template <class RandomAccessIterator>
 void random_shuffle (RandomAccessIterator first,
                      RandomAccessIterator last);
 使用方法：
 random_shuffle(vdouble.begin(), vdouble.end());

流和迭代器

#include <iostream> #include <stdlib.h>     Need random(), srandom() #include <time.h>       Need time() #include <algorithm>    Need sort(), copy() #include <vector>       Need vector  using namespace std;  void Display(vector<int>& v, const char* s); bool UDgreater ( int elem1, int elem2 ) { return elem1 > elem2; }  int main() {  Seed the random number generator srand( time(NULL) );   Construct vector and fill with random integer values vector<int> collection(10); for (int i = 0; i < 10; i++) collection[i] = rand() % 10000;;   Display, sort, and redisplay Display(collection, "Before sorting"); sort(collection.begin(), collection.end(),UDgreater); Display(collection, "After sorting"); return 0; }   Display label s and contents of integer vector v void Display(vector<int>& v, const char* s) { cout << endl << s << endl; copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\t"));The delimiter that is inserted into the output stream between values. cout << endl; }

插入迭代器

 三种插入迭代器如下：
 
 ·        普通插入器 将对象插入到容器任何对象的前面。
 象插入到数据集的前面——例
 ·        Front inserters 将对如，链表表头。
 
 ·        Back inserters 将对象插入到集合的尾部——例如，矢量的尾部，导致矢量容器扩展。
 

#include <iostream> #include <algorithm> #include <list>  using namespace std;  int iArray[5] = {1,2,3,4,5};  void Display(list<int>& v, const char* s); int main() { list<int> iList,iList2;  Copy iArray backwards into iList copy(iArray, iArray + 5, front_inserter(iList)); Display(iList, "1 Before find and copy");  copy(iArray, iArray + 5, back_inserter(iList2)); Display(iList2, "2 Before find and copy"); `  Locate value 3 in iList list<int>::iterator p = find(iList.begin(), iList.end(), 3);  Copy first two iArray values to iList ahead of p copy(iArray, iArray + 2, inserter(iList, p)); Display(iList, "After find and copy"); return 0; }  void Display(list<int>& a, const char* s) { cout << s << endl; copy( a.begin(), a.end(),ostream_iterator<int>(cout, " ") ); cout << endl; }

混合迭代器函数

 advance() 按指定的数目增减迭代器。
 distance() 返回到达一个迭代器所需（递增）操作的数目。

#include <iterator> #include <list> #include <iostream>  int main( ) {    using namespace std;    int i;     list<int> L;    for ( i = -1 ; i < 9 ; ++i )     {       L.push_back ( 2 * i );    }    list <int>::iterator L_Iter, LPOS = L.begin ( );     cout << "The list L is: ( ";    for ( L_Iter = L.begin( ) ; L_Iter != L.end( ); L_Iter++ )       cout << *L_Iter << " ";    cout << ")." << endl;        cout << "The iterator LPOS initially points to the first element: "    << *LPOS << "." << endl;        advance ( LPOS , 7 );寻找距离参数2的值    cout << "LPOS is advanced 7 steps forward to point "    << " to the eighth element: "    << *LPOS << "." << endl;        list<int>::difference_type Ldiff ;    Ldiff = distance ( L.begin ( ) , LPOS );距离    cout << "The distance from L.begin( ) to LPOS is: "    << Ldiff << "." << endl; } The list L is: ( -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 ). The iterator LPOS initially points to the first element: -2. LPOS is advanced 7 steps forward to point  to the eighth element: 12. The distance from L.begin( ) to LPOS is: 7.

函数和函数对象 24个数 计算有多少负数

#include <iostream> #include <stdlib.h>      Need random(), srandom() #include <time.h>        Need time() #include <vector>        Need vector #include <algorithm>     Need for_each()  using namespace std; #define VSIZE 24         Size of vector vector<long> v(VSIZE);   Vector object   Set ri to a signed integer value void initialize(long &ri) { ri = ( rand() - (RAND_MAX / 2) );   ri = random(); }  Display value of ri void show(const long &ri) { cout << ri << "  "; printf("0x%x ",ri); }  Returns true if ri is less than 0 bool isMinus(const long &ri) { return (ri < 0); }  int main() { srand( time(NULL) );   Seed random generator for_each(v.begin(), v.end(), initialize);调用普通函数 cout << "Vector of signed long integers" << endl; for_each(v.begin(), v.end(), show); cout << endl;   Use predicate function to count negative values  int count = 0; vector<long>::iterator p; p = find_if(v.begin(), v.end(), isMinus);调用断言函数 while (p != v.end()) { count++; p = find_if(p + 1, v.end(), isMinus); } cout << "Number of values: " << VSIZE << endl; cout << "Negative values : " << count << endl;  return 0; }

函数对象 10个数相加 相乘

#include <iostream> #include <numeric>       Need accumulate() #include <vector>        Need vector #include <functional>    Need multiplies() (or times()) #include <algorithm>  using namespace std; #define MAX 10 vector<long> v(MAX);     Vector object  void show(const long &ri) { printf("%d ",ri); } int main() {  Fill vector using conventional loop  for (int i = 0; i < MAX; i++) v[i] = i + 1; for_each(v.begin(),v.end(),show);  Accumulate the sum of contained values long sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);该函数计算容器中所有值的总和 cout << "\nSum of values == " << sum << endl;55   Accumulate the product of contained values long product = accumulate(v.begin(), v.end(), 1, multiplies<long>());注意这行 multiplies(1,v)计算乘积 cout << "Product of values == " << product << endl;3628800  return 0; } 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sum of values == 55 Product of values == 3628800

发生器函数对象 随机输出10个数

#include <iostream> #include <stdlib.h>     Need random(), srandom() #include <time.h>       Need time() #include <algorithm>    Need random_shuffle() #include <vector>       Need vector #include <functional>   Need ptr_fun()   using namespace std;     Data to randomize int iarray[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; vector<int> v(iarray, iarray + 10);     Display contents of vector vr void Display(vector<int>& vr, const char *s) { cout << endl << s << endl; copy(vr.begin(), vr.end(), ostream_iterator<int>(cout, " ")); cout << endl; }  Return next random value in sequence modulo n unsigned int RandInt(unsigned int n) { return rand() % n; return n; } int main() {   srand( time(NULL) );   Seed random generator   Display(v, "Before shuffle:");      pointer_to_unary_function<unsigned int, unsigned int> ptr_RandInt = ptr_fun(RandInt);   Pointer to RandInt() 注意这行   random_shuffle(v.begin(), v.end(), ptr_RandInt);    Display(v, "After shuffle:");   return 0; }

发生器函数类对象 随机输出10个数

 #include <iostream> #include <algorithm>    Need random_shuffle() #include <vector>       Need vector #include <functional>   Need unary_function  using namespace std;   Data to randomize int iarray[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; vector<int> v(iarray, iarray + 10);   Display contents of vector vr void Display(vector<int>& vr, const char *s) { cout << endl << s << endl; copy(vr.begin(), vr.end(), ostream_iterator<int>(cout, " ")); cout << endl; }  The FiboRand template function-object class template <class Arg> class FiboRand : public unary_function<Arg, Arg> { int i, j; Arg sequence[18]; public: FiboRand(); Arg operator()(const Arg& arg); };   FiboRand class constructor template<class Arg> FiboRand<Arg>::FiboRand() { sequence[17] = 1; sequence[16] = 2; for (int n = 15; n > 0; n--) sequence[n] = sequence[n + 1] + sequence[n + 2]; i = 17; j = 5; }   FiboRand class function operator template<class Arg> Arg FiboRand<Arg>::operator()(const Arg& arg) { Arg k = sequence[i] + sequence[j]; sequence[i] = k; i--; j--; if (i == 0)  i = 17; if (j == 0)  j = 17; return k % arg; } void main() { FiboRand<int> fibogen;   Construct generator object cout << "Fibonacci random number generator" << endl; cout << "using random_shuffle and a function object" << endl; Display(v, "Before shuffle:"); random_shuffle(v.begin(), v.end(), fibogen); Display(v, "After shuffle:"); }