C++复习 09 顺序容器

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目 录

九.顺序容器.
  001 顺序容器类型.
        vector            支持快速随机访问.
        list              支持快速插入删除.
        deque             双端队列.
      顺序容器适配器.
        stack             后进先出栈LIFO.
        queue             先进先出栈FIFO.
        priority_queue    有优先级管理的队列.
  002 顺序容器的定义,所有的容器都是模板,要定义具体的容器,必须在容器名后加一对尖括号,括号里提供容器存放元素的类型.
        #include <vector>
        #include <list>
        #include <deque>

        vector<string> svec;
        list<int> ilist;
        deque<Sales_item> items;
  003 顺序容器的构造函数
        C<T> c;      创建一个名为c的空容器
        C c(c2);     创建容器c2的副本c,c和c2必须具有相同的容器类型.
        C c(b, e);   创建容器c,其元素是迭代器b和e标示范围内的元素的副本,e标示一个停止指针,指向的内容并不复制.
        C c(n, t);   用n个t元素创建容器c,只适合顺序容器,不适合关联容器
        C c(n);      创建n个值初始化的元素的容器c.只适合顺序容器,不适合关联容器
        vector<int> ivec;
        vector<int> ivec2(ivec);   // ok.
        list<int> ilist(ivec);     // error, ivec是vector类型,而ilist是list类型.
        vector<double> dvec(ivec); // error, 容器内的元素类型不同.
  004 将一个容器复制给另一个容器时,类型必须匹配:容器类型和元素类型都必须相同.
      使用迭代器时,不要求容器类型相同,容器内的元素类型也可以不同,只要它们互相兼容,能够将要复制的元素转换为所构建的新容器所构建的元素类型.
      采用这种方式可以复制不能直接复制的容器,特别的,可以复制另外容器的一个子序列.
        list<string> slist(svec.begin(), svec.end());
        vector<string>::iterator mid = svec.begin() + svec.size()/2;
        deque<string> front(svec.begin(), mid);
        deque<string> back(mid, svec.end());
      类似的,可以通过内置数组的指针来初始化一个容器.
        char *words[] = {"stately", "plump", "buck", "mulligan"};
        size_t words_size = sizeof(words)/sizeof(char *);
        list<string> wordsList(words, words + words_size);
      初始化指定数目的元素.
        const list<int>::size_type list_size = 64;
        list<string> slist2(list_size, "heipi o");
        list<int> ilist2(list_size);
  005 容器元素的限制:必须支持赋值运算,对象必须可以复制.引用类型不可以作为容器的元素(不能赋值),标准输入输出不能作为容器的元素.
      如果类没有默认的构造函数,那么在定义容器的时候,必须定义空的容器,或者提供显式构造函数的参数.
        假设Foo只有一个需要一个int参数的构造函数,那么:
        vector<Foo> empty;      // ok
        vector<Foo> bad(2);     // error, 无法默认的创建元素,所以不行.
        vector<Foo> fine(2, 0); // ok, 通过参数0,创建两个元素.
      可以定义容器的容器.
        vector< vector<string> > lines;
        lines.push_back(svec);
  006 常用的迭代器运算.
        *iter                返回迭代器iter所指向的元素的引用.
        iter->mem            对iter解引用,获取指定元素中mem的成员,等效于(*item).mem
        ++iter/iter++/--iter/iter--
        iter1 == iter2       比较两个迭代器是否指向同一个元素 (iter1 != iter2).
      vector 和 deque容器的额外运算.
        iter +/- n
        iter +/- = n
        iter1 - iter2
        >, >=, <, <=
      注意啦:在list容器中不支持" +/- n"的操作,也不支持逻辑关系运算.
  007 使用迭代器编写程序时,必须留意那些使迭代器失效的操作,防止野指针问题.通常,要求涉及迭代器的代码尽可能短小.
  008 容器定义的类型.
        size_type
        iterator
        const_iterator
        reverse_iterator
        const_reverse_iterator
        difference_type
        value_type                元素的类型.
        reference                 元素的引用类型 value_type&
        const_reference           元素的常量左值类型.
  009 容器的begin和end操作,每个操作还和容器是否为const有关.
        c.begin() / c.end()
        c.rbegin() / c.rend()
  010 容器中添加元素的操作
        c.push_back(t)        在末尾加t,返回void.
        c.push_front(t)       只适用于list和deque容器类型,返回void.
        c.insert(p, t)        在p的前边插入t,返回指向新添加元素的迭代器.
        c.insert(p, n, t)     在p的前边插入n个t,返回void.
        c.insert(p, b, e)     在p的前边插入迭代器b和e之间的元素,返回void.
      添加单个元素.
        vector<string> svec;
        list<string> slist;
        string spouse("Beth");
        // 等同于slist.push_front(spouse).
        slist.insert(slist.begin(),spouse);
        // vector没有push_front,但是可以采用在begin前插入的方式实现该功能.
        // 要注意,对于vector容器,在前部或中间插入元素,是非常耗费资源的一个行为.
        svec.insert(svec.begin(),spouse);
        // 借用insert(p,t)的返回值,循环向容器的头部添加元素.
        list<string>::iterator iter = slist.begin();
        while(cin >> spouse){
          iter = ilist.insert(iter, spouse);
        }
      插入一段元素.
        svec.insert(svec.end(), ilist.begin(), ilist.end());
        string sarr[4] = {"wangyi", "aichao", "master", "huawei"};
        svec.insert(svec.begin(), sarr, sarr + 4);
      要注意,添加元素可能造成迭代器失效.比如在vector中添加元素,可能会导致整个容器的重新加载,迭代器自然也就无效了.
      因此不要保存begin()或end()操作的返回值,而是每次使用时都要执行一次该函数.
        vector<int>::iterator first = v.begin();
        while(first != v.end()){
          first = v.insert(first, 42);
          ++first;
        }
  011 关系操作符.容器的比较是基于容器内元素的比较,如果元素不支持某种类型的比较,容器也就不能做这种比较运算.
        如果两个容器具有相同的长度而且所有元素相等,那么两个元素就相等.
        如果两个容器的长度不相同,但较短的容器中所有元素都等于较长容器中对应的元素,则称较短的容器小于另一个容器.
        如果两个容器都不是对方的初始子序列,则它们的比较结果取决于所比较的第一个不相等的元素.
        /*
          ivec1: 1 3 5 7 9 12
          ivec2: 0 2 4 6 8 10 12
          ivec3: 1 3 9
          ivec4: 1 3 5 7
          ivec5: 1 3 5 7 9 12
        */
        ivec2 < ivec1
        ivec1 < ivec3
        ivec4 < ivec1
        ivec1 == ivec5
  012 容器大小的操作.
        c.size()
        c.max_size()       返回类型是c::size_type.
        c.empty()
        c.resize(n)        如果n<c.size(),则删除多出来的元素,否则,添加初始值给新添加的元素.
        c.resize(n,t)      新添加的元素,都用t来初始化.resize操作可能会使迭代器失效.
  013 访问元素.如果容器非空,那么容器的front()和back()成员将返回容器内第一个和最后一个元素的"引用".
      注意:返回的是引用,begin()和end()返回的是指针.
        if (!list.empty()){
          list<int>::reference val1 = *ilist.begin();
          list<int>::reference val2 = ilist.front();

          list<int>::reference last1 = *--ilist.end();
          list<int>::reference last2 = ilist.back();
        }
      其他操作.
        c[n]       这两个操作,只适用于vector和deque容器.
        c.at(n)    如果给出的下标无效,at函数会抛出out_of_range异常,所以推荐使用,最好还是用迭代器.
      如果容器为空,那么所有访问容器的操作都是没有定义的(也就是说只有鬼才知道会返回点什东西),导致程序出现严重的错误.
  014 删除元素.
        c.erase(p)       删除迭代器p指向的元素,返回被删除元素后边元素的迭代器.
        c.erase(b, e)    删除迭代器b和e范围内的元素,返回被删除段后面元素的迭代器.
        c.clear()        删除容内全部的元素,返回void.
        c.pop_back()     删除容器c的最后一个元素,返回void,c不能为空.
        c.pop_front()    删除容器c的第一个元素,返回void,c不能为空,只适用于list或deque.
      删除第一个或者最后一个元素,注意,pop_back()和pop_front()都是不返回值的.
        while(!ilist.empty()){
          // process(ilist.front());
          ilist.pop_front();
        }
      删除容器内的一个元素,要注意,erase是不检查迭代器参数是否有效的.
        string searchValue("Quasimodo");
        list<string>::iterator iter = find(slist.begin(), silist.end(), searchValue);
        if(iter != slist.end())
          slist.erase(iter);
      删除容器内的所有元素.
        slist.clear();
        slist.erase(slist.begin(), slist.end());
  015 赋值与swap.除swap外,所有的操作,都可以用earse和insert取代.
        c1 = c2
        c1.swap(c2)     用c2容器的元素取代c1容器的元素.
        c.assign(b, e)  c中原来的元素清空,将迭代器b和e标记范围内的所有元素复制到c中.
        c.assign(n, t)
      带有一对迭代器的assin函数,允许我们将一个容器的元素赋给另一个不同类型的容器.
  016 容器的capacity和reserve成员.
      为了使vector容器实现快速的内存分配,其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些.vector容器预留了这些额外的存储区,用于存放新添加的元素.
      于是,不必为每个新元素重新分配空间,所以,比起list和deque容器,vector的增长效率要高一些.
        vector<int> ivec;
        cout<< "ivec::size " << ivec.size() << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
        for(vector<int>::size_type ix = 0; ix != 24; ++ix)
          ivec.push_back(ix);
        cout<< "ivec::size " << ivec.size() << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
        ivec.reserve(50);
        cout<< "ivec::size " << ivec.size() << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
        while(ivec.size() != ivec.capacity())
          ivec.push_back(0);
        cout<< "ivec::size " << ivec.size() << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
        ivec.push_back(50);
        cout<< "ivec::size " << ivec.size() << "capacity: " << ivec.capacity() << endl;
  017 容器的选用.
        如果无法确定应该采用哪种容器,则编写代码时尝试只使用vector和list容器都提供的操作(使用迭代器,而不是下标),并且避免随机访问元素.
        这样编写代码,在必要时,可很方便的将程序从使用vector容器修改为使用list容器.
  018 容器适配器.
        #include <stack>
        #include <queue>
        默认的stack和queue都是基于deque容器实现的,而priority_queue则是在vector容器上实现,如果要改变默认类型:
          stack< string, vector<string> > str_stack;
          priority_queue< int, list<int> >ipr_queue;
  019 适配器的通用类型和操作.
        size_type
        value_type
        container_type
        A a;
        A a(c);
        关系操作
  020 栈适配器的操作.
        s.empty()
        s.size()
        s.pop()        // 删除栈顶元素,但不返回其值.
        s.top()        // 返回斩定元素,但不删除其值.
        s.push(item)   // 将item压如栈顶.

        // 09020.cpp
        #include <stack>
        #include <iostream>
        using std::stack;
        using std::cout;
        using std::cerr;
        using std::endl;

        int main()...{
        const stack<int>::size_type stk_size = 10;
        stack<int> intStack;
        int ix = 0;

          while(intStack.size() != stk_size)...{
            intStack.push(ix++);
          }

        int error_cnt = 0;
          while(!intStack.empty())...{
            int value = intStack.top();
            if (value != --ix)...{
              cerr << "oops! expected " << ix << " received " << value << endl;
              ++error_cnt;
            }
            cout << value << " ";
            intStack.pop();
          }

          cout << endl;
          cout << "Our program ran with " << error_cnt << " errors!" << endl;

          return 0;
        }

  021 队列和优先级队列支持的操作.
        q.empty()
        q.size()
        q.pop()
        q.front()         返回队首元素,但不删除该元素,只适用于队列.
        q.back()          返回队尾元素,但不删除该元素,只适用于队列.
        q.top()           返回具有最高优先级的元素,但不删除该元素,只适合优先级队列.
        q.push(item)      对于队列,在队尾压如一个新元素,对于优先级队列,在适当的位置插入新元素.