C++基础知识【C++ STL 教程】
C++ 标准模板库(Standard Template Library,STL)是一套功能强大的 C++ 模板类和函数的集合,它提供了一系列通用的、可复用的算法和数据结构。STL 的设计基于泛型编程,这意味着使用模板可以编写出独立于任何特定数据类型的代码。
STL 分为多个组件,包括容器(Containers)、迭代器(Iterators)、算法(Algorithms)、函数对象(Function Objects)和适配器(Adapters)等。
使用 STL 的好处:
代码复用:STL 提供了大量的通用数据结构和算法,可以减少重复编写代码的工作。
性能优化:STL 中的算法和数据结构都经过了优化,以提供最佳的性能。
泛型编程:使用模板,STL 支持泛型编程,使得算法和数据结构可以适用于任何数据类型。
易于维护:STL 的设计使得代码更加模块化,易于阅读和维护。
C++ 标准模板库的核心包括以下重要组件组件:
[img]http://p.algo2.net/2024/0926/465754914e80f.png[/img] 容器
容器是用来存储数据的序列,它们提供了不同的存储方式和访问模式。
STL 中的容器可以分为三类:
1、序列容器:存储元素的序列,允许双向遍历。
std::vector:动态数组,支持快速随机访问。
std::deque:双端队列,支持快速插入和删除。
std::list:链表,支持快速插入和删除,但不支持随机访问。
2、关联容器:存储键值对,每个元素都有一个键(key)和一个值(value),并且通过键来组织元素。
std::set:集合,不允许重复元素。
std::multiset:多重集合,允许多个元素具有相同的键。
std::map:映射,每个键映射到一个值。
std::multimap:多重映射,允许多个键映射到相同的值。
3、无序容器(C++11 引入):哈希表,支持快速的查找、插入和删除。
std::unordered_set:无序集合。
std::unordered_multiset:无序多重集合。
std::unordered_map:无序映射。
std::unordered_multimap:无序多重映射。
下面的程序演示了向量容器(一个 C++ 标准的模板),它与数组十分相似,唯一不同的是,向量在需要扩展大小的时候,会自动处理它自己的存储需求:
实例[code]#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
// 创建一个向量存储 int
vector<int> vec;
int i;
// 显示 vec 的原始大小
cout << "vector size = " << vec.size() << endl;
// 推入 5 个值到向量中
for(i = 0; i < 5; i++){
vec.push_back(i);
}
// 显示 vec 扩展后的大小
cout << "extended vector size = " << vec.size() << endl;
// 访问向量中的 5 个值
for(i = 0; i < 5; i++){
cout << "value of vec [" << i << "] = " << vec[i] << endl;
}
// 使用迭代器 iterator 访问值
vector<int>::iterator v = vec.begin();
while( v != vec.end()) {
cout << "value of v = " << *v << endl;
v++;
}
return 0;
}[/code]当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:[code]vector size = 0
extended vector size = 5
value of vec [0] = 0
value of vec [1] = 1
value of vec [2] = 2
value of vec [3] = 3
value of vec [4] = 4
value of v = 0
value of v = 1
value of v = 2
value of v = 3
value of v = 4[/code]关于上面实例中所使用的各种函数,有几点要注意:
push_back( ) 成员函数在向量的末尾插入值,如果有必要会扩展向量的大小。
size( ) 函数显示向量的大小。
begin( ) 函数返回一个指向向量开头的迭代器。
end( ) 函数返回一个指向向量末尾的迭代器。
STL 是 C++ 编程中不可或缺的一部分,它极大地扩展了 C++ 的功能,使得程序员能够编写出更加高效、可读性更强的代码。
掌握 STL 的使用对于任何 C++ 程序员来说都是非常重要的。
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