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C++模板库STL介绍——浅显理解-创新互联

1. vector的常见用法详解 1.1定义

变长数组,还可以以邻接表的方式存储图.

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#includeusing namespace std;
vectorname;

例子

vectorname;
vectorname;
//二维数组
vector>name;
vectorvi[100];
1.2 vector容器内元素的访问
  1. 普通访问,通过下标访问即可

  2. 通过迭代器访问

    iterator 类似指针,可以实现++it和it++.

    vector::iterator it;
    //我们有了迭代器it,可以用*it来访问vector里面的元素
    vectorvi;
    vector::iterator it =vi.begin();
    //这里  *(it+i)=vi[i]

    除了begin还有end,取的是末尾元素地址的下一位

1.3 常用函数
  1. vi.push_back(i) 在vector后面添加一个元素i,O(1)
  2. vi.pop_back(i) 删除vector的尾元素 O(1)
  3. vi.size() 返回的是vi的长度 O(1)
  4. vi.clear() 清空vi的所有元素,O(n)
  5. vi.insert(it,x) 在迭代器it处插入一个元素x,O(n)
  6. vi.erase(it) 删除it处的元素,vi.erase(first,last) 删除[first,last)内的所有元素,注意左开右闭
1.4 常见用途
  1. vector本身可以作为数组使用,而且在一些元素个数不确定的场合可以很好地节省空间
  2. 有些场合需要根据一些条件把部分数据输出在同一行,数据中间用空格隔开。由于输出数据的个数是不确定的,为了更方便地处理最后一个满足条件的数据后面不输出额外的空格,可以先用 vector记录所有需要输出的数据,然后一次性输出。
2. set的常见用法详解 2.1 set的定义

set翻译为集合,是一个内部自动有序且不含重复元素的容器

setname;
seta[100];
2.2 set容器内元素访问

set只能通过迭代器(iterator)访问,由于除开 vector和 string之外的STL容器都不支持*(it+i)的访问方式,因此只能按如下方式枚举:

#include;
using namespase std;
setst;
set.insert(3);
for(set:: iterator it=st.begin();it!=st.end();it++){printf("%d",*it);
}
2.3 set常用函数
  1. st.insert(x),可将x插入set容器中,并自动递增排序和去重,时间复杂度O(log n)

  2. st.find(value),回set中对应值为value的迭代器,间复杂度O(log n)

    set :: iterator it=st.find(3);

  3. st.erase(it)删除it处的元素,it为迭代器,st.erase(value),也可以传入某个值进行删除. st.erase(first,last) 删除[first,last)内的所有元素,注意左开右闭.

  4. st.size() 返回的是st的长度 O(1)

  5. st.clear() 清空st的所有元素,O(n)

set最主要的作用是自动去重并按升序排序,因此碰到需要去重但是却不方便直接开数组的情况,可以尝试用set解决。

3. string 的常见用法详解 3.1 定义

用之前记得#include using namespace std

tips

C++要兼容C的标准库,而C的标准库里碰巧也已经有一个名字叫做“string.h”的头文件,包含一些常用的C字符串处理函数,比如strcmp。 这个头文件跟C++的string类半点关系也没有,所以并非的“升级版本”,他们是毫无关系的两个头文件。

#include
#include
usingnamespace std;

是旧的C 头文件,对应的是基于char*的字符串处理函数;是包装了std 的C++头文件,对应的是新的string 类

3.2 访问

1.通过下标访问

如果要读入和输出整个字符串,则只能用cin和cout,也可用 c_str()将 string类型转换为字符数组进行printf输出

2.通过迭代器访问

string::iterator it =str.begin();使用*it访问

3.3 常用函数
  1. 将两个string直接拼接起来:+ eg: str1=str2+str3;

  2. 比较大小可以直接用==, != ,< ,<= ,>,>= 按照字典序排列

  3. 返回长度 length()或者size() O(1)

  4. insert() O(N)

    • insert(pos,string) 在pos位置插入string
    • insert(it, it2,it3) it为原字符串欲插入位置,it2和it3为待插入字符串的收尾迭代器,用来表示串[it2,it3)将插在it的位置上
  5. erase()

    • 删除单个元素erase(it) it为迭代器
    • 删除一个区间的 erase(pos,length) pos为起始位置,length为字符个数
  6. clear() 清空 O(1)

  7. substr(pos, len) 返回从pos号位开始,长度为len的子串

  8. string::npos 是一个常数,本身的值为-1,用来作为find函数失败的返回值

  9. str.find(str2) 当str2是str的子串时,返回其在str中第一次出现的位置.如果str2不是,则返回-1 str.find(str2,pos) 从pos开始匹配

  10. str.replace(pos, len,str2) 把str从pos号位开始,长度为len的子串替换成str2. str.replace(it1,it2,str2) 把str[it1,it2)的子串替换成str2

    习题 A1060 转换成科学记数法

4. map的常用用法详解 4.1 定义

map可以将任何基本类型(包括STL容器)映射到任何基本类型(包括STL容器),也就可以建立 string型到int型的映射。

第一个键的类型,第二个是值得类型,字符串到整型的映射必须使用string而不是char数组.

mapmp;
4.2 容器内元素的访问

1.通过下标访问

和访问普通的数组是一样的,例如对一个定义为mapmp的map来说,就可以直接使用mp[‘c’]的方式来访问它对应的整数。于是,当建立映射时,就可以直接使用mp[‘c’]=[20]这样和普通数组一样的方式。但是要注意的是,map中的键是唯一的

2.通过迭代器访问

for(map::iterator it = mp . begin() ; it ! = mp.end();it++){printf("%c %d\n",it->first,it->second);
}

map迭代器的使用方式和其他STL容器的迭代器不同,因为map的每一对映射都有两个typename,这决定了必须能通过一个it来同时访问键和值。事实上,map可以使用it->first来访问键,使用it->second来访问值。

map会以键从小到大的顺序自动排序,这是由于map内部是使用红黑树实现的(set也是),在建立映射的过程中会自动实现从小到大的排序功能。

4.3 常用函数

1.find(key) 返回键为key的映射迭代器,时间复杂度为O(logN)

2.erase()

  • 删除单个元素 mp.erase(it) ,it为需要删除的元素的迭代器,时间复杂度O(1),或者mp.erase(key) ,key为欲删除的映射的键,复杂度为O(logN)
  • 删除区间内的元素 mp.erase(first,last)删除的是[first,last).

3.size()用来获取映射的对数.O(1)

4.clear() 清空元素 O(N)

4.4 常见用途

①需要建立字符(或字符串)与整数之间映射的题目,使用map可以减少代码
②判断大整数或者其他类型数据是否存在的题目,可以把map当bool数组用。
③字符串和字符串的映射也有可能会遇到。

延伸:map的键和值是唯一的,而如果一个键需要对应多个值,就只能用 multimap另外,C++11标准中还增加了 unordered_map,以散列代替map内部的红黑树实现,使其可以用来处理只映射而不按key排序的需求,速度比map要快得多

5. queue的常见用法详解 5.1 定义

先进先出 的队列

#include

using namespace std;

queue name;

5.2 queue容器内元素访问

由于队列(queue)本身就是一种先进先出的限制性数据结构,因此在STL中只能通过front()来访问队首元素,或是通过 back()来访问队尾元素。

5.3 常用函数

1.push(x),将x进入队列,时间复杂度O(1)

2.front()来访问队首元素,或是通过 back()来访问队尾元素 O(1)

3.pop() 令队首元素出队,O(1)

4.empty() 检测queue是否为空,返回true则为空,false则非空,O(1)

5.size() 返回个数O(1)

5.4 用途

当需要实现广度优先搜索时,可以不用自己手动实现一个队列,而是用 queue作为代替以提高程序的准确性。
另外有一点注意的是,使用 front()和pop()函数前,必须用 empty判断队列是否为空,否则可能因为队空而出现错误。

6 优先队列priority_queue 常见用法详解 6.1 定义

priority_queue又称为优先队列,其底层是用堆来进行实现的。在优先队列中,队首元素定是当前队列中优先级最高的那一个。当然,可以在任何时候往优先队列里面加入(push)元素,而优先队列底层的数据结构堆(heap)会随时调整结构,使得每次的队首元素都是优先级大的

#include

using namespace std;

priority_queue name;

6.2 容器内元素访问

和队列不一样的是,优先队列没有front()函数与 back0函数,而只能通过top()函数来访问队首元素(也可以称为堆顶元素),也就是优先级最高的元素。

6.3 常用函数解析

1.push(x),x入队,O(logN)

2.top(),获得队首元素.(堆顶元素),O(1)

3.pop(),令队首元素(堆顶元素)出队,O(logN)

4.empty() 检测queue是否为空,返回true则为空,false则非空,O(1)

5.size() 返回个数O(1)

6.4元素优先级设置

1.基本数据类型的优先级设置

此处指的基本数据类型就是int型、 double型、char型等可以直接使用的数据类型,优先队列对它们的优先级设置一般是数字大的优先级越高,因此队首元素就是优先队列内元素大的那个(如果char型,则是字典序大的)。对基本数据类型来说,下面两种优先队列的定义是等价的(以int型为例,注意最后两个>之间有一个空格)

大顶堆

priority_queueq;
priority_queue, less>q;

可以发现,第二种定义方式的尖括号内多出了两个参数:一个是 vector,另一个是less。其中 vector(也就是第二个参数)填写的是来承载底层数据结构堆(heap)的容器,如果第一个参数是 double型或char型,则此处只需要填写 vector< double>或 vector;而第三个参数 less则是对第一个参数的比较类, less表示数字大的优先级越大,而greater表示数字小的优先级越大.

让最小的元素放在队首

小顶堆

priority_queue, greater>q;

2.结构体的优先设置

希望按水果的价格高优先级高,需要重载小于号<.

优先队列的这个函数与sort中的cmp函数的效果是相反的。

struct fruit{string name;
   int price;
   friend bool operator< (fruit &f1, fruit &f2){//建议引用
       return f1.priceq;

定义在外面也可以

6.5 用途

可以解决贪心问题,也可以对dijkstra进行优化.

7. stack 的常见用法详解 7.1 定义

#include

using namespace std;

stack name;

7.2 元素访问

只能通过top()来访问栈顶元素.因为他是先进后出的数据结构

7.3 常用函数解析

1.push(x)入栈 O(1)

2.pop() 出栈 O(1)

3.top()获得栈顶元素,O(1)

4.empty() 检测stack是否为空,返回true则为空,false则非空,O(1)

5.size() 返回元素个数 O(1)

7.4 常见用途

stack用来模拟实现一些递归,防止程序对栈内存的限制而导致程序运行出错。

8.pair的常见用法详解 8.1 定义

pair,当想要将两个元素绑在一起作为一个合成元素、又不想此定义结构体时,使用pair可以很方便地作为一个代替品。也就是说,par实际上可以看作一个内部有两个元素的结构体,且这两个元素的类型是可以指定的,如下面的短代码所示

struct pair{typename1 first;
    typename2 second;
};
#includeusing namespace std;
pairp;
pairp;
pairp("haha",5);

pair("haha",5);
make_pair("haha",5);
8.2 元素访问

用p.first和p.second访问

8.3 常用函数解析

比较操作数

两个pai类型数据可以直接使用=、!=、<、<、>>比较大小,比较规则是先以frst的大小作为标准,只有当frst相等时才去判别 second的大小

8.4 常见用途

①用来代替二元结构体及其构造函数,可以节省编码时间
②作为map的键值对来进行插入

mp.insert(make_pair("haha",5));
9. algorithm 头文件下的常用函数
  1. max(),min(),abs()

max(x,y)和min(x,y)分别返回x和y中的大值和最小值,且参数必须是两个(可以是浮点数)。如果想要返回三个数x、y、z的大值,可以使用max(x,max(y,z)的写法。
abs(x)返回x的绝对值。注意:x必须是整数,浮点型的绝对值请用math头文件下的fabs.

  1. swap() 交换两个数

  2. reverse(): reverse(it, it2)可以将数组指针在**[it,it2)**之间的元素或容器的迭代器在[it,i2)范围内的元素进行反转。

    int a[10]={10,11,12,13,14,15};
    reverse(a,a+4);
    //输出 13 12 11 10 14 1
  3. next_permutation() 给出一个序列在全排列中的下一个序列。

  4. fill() fill()可以把数组或容器中的某一段区间赋为某个相同的值。和 memset不同,这里的赋值可以是数组类型对应范围中的任意值。

  5. sort() 排序 前面讲过了

  6. lower_bound() 和upper_bound()

    lower_bound( first, last,val)用来寻找在数组或容器的[first,last)范围内第一个值大于等于val的元素的位置,如果是数组,则返回该位置的指针;如果是容器,则返回该位置的迭代器。upper_bound() 返回第一个大于val.如果没找到,则返回可以插入该元素的位置的指针或迭代器.

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