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STL初识

STL的诞生

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西。
• C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升。
• 大多数情况下，数据结构和算法都未能有一套统一标准，导致被迫从事大量重复工作。
• 为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL。

STL基本概念

• STL(standard Template Library, 标准模板库)
• STL从广义上分为:容器(container)，算法(algorithm)，迭代器(iterator)
• 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
• STL几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

STL中容器、算法、迭代器

容器：置物之所也

STL容器就是运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构：数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表等。

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种：

• 序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
• 关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。

算法：问题之解法也

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法（algorithms）。

算法分为质变算法和非质变算法：

• 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除的。
• 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容。例如查找，计算，遍历，寻找极值等。

迭代器：容器和算法之间的沾合剂

提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素。而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器。

迭代器使用非常类似于指针。初学阶段，我们可以先理解迭代器为指针。

迭代器种类：

常用的容器中迭代器类为双向迭代器，和随机访问迭代器

容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL魅力。

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据，并遍历这个容器。

vector存放内置数据类型

容器：vector

算法：for_each

迭代器：vector<int>::iterator

示例：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

#include <vector>
#include <algorithm>

void myPrint()
{

}

// vector容器存放内置数据类型
void testA()
{
    vector<int> v;
    // 向容器中插入数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);
    v.push_back(50);

    // 通过迭代器访问容器中的数据
    vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); //起始迭代器,指向容器中第一个元素
    vector<int>::iterator itEnd = v.end(); //结束迭代器,指向容器最后一个元素的下一个位置

    //第一种遍历方式
    while (itBegin != itEnd)
    {
        cout << *itBegin << endl;
        itBegin++;
    }

    // 第二种遍历方式
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }

    //第三张遍历方式
    for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {
        cout << val << endl;
    });
}

int main()
{
    testA();
    return 0;
}

vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

示例：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

#include <vector>
#include <algorithm>

// vector容器存放自定义数据类型
class Person
{
public:
    Person()
    {
    }

    ~Person()
    {
    }

public:
    string name;
    int age;
public:

    Person(const string& name, int age)
        : name(name), age(age)
    {
    }
};

void testA()
{
    vector<Person> v;
    // 向容器中插入数据
    v.push_back(Person("AAA", 10));
    v.push_back(Person("BBB", 20));
    v.push_back(Person("CCC", 30));
    v.push_back(Person("DDD", 40));
    v.push_back(Person("EEE", 50));

    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        //cout << "姓名:" << (*it).name << "\t年龄:" << (*it).age << endl;
        cout << "姓名:" << it->name << "\t年龄:" << it->age << endl;
    }
}

// 存放自定义类型的指针
void testB()
{
    vector<Person*> v;
    Person p1("AAA", 10);
    Person p2("BBB", 20);
    Person p3("CCC", 30);
    Person p4("DDD", 40);
    Person p5("EEE", 50);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    v.push_back(&p5);

    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << "姓名:" << (*it)->name << "\t年龄:" << (*it)->age << endl;
    }

}

int main()
{
    //testA();
    testB();
    return 0;
}

Vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

示例：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

#include <vector>

// 容器嵌套容器
void testA()
{
    //创建小容器
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    vector<int> v4;
    // 向小容器中添加数据
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        v1.push_back(i + 1);
        v2.push_back(i + 2);
        v3.push_back(i + 3);
        v4.push_back(i + 4);
    }

    // 将小容器插入大容器中
    vector<vector<int>> v;
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    v.push_back(v4);

    for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
            cout << *vit << "\t";
        }
        cout << endl;
    }

}

int main()
{
    testA();
    return 0;
}