【导读】《21天学通C++》这本书通过大量精小短悍的程序详细而全面的阐述了C++的基本概念和技术,包括管理输入/输出、循环和数组、面向对象编程、模板、使用标准模板库以及创建C++应用程序等。这些内容被组织成结构合理、联系紧密的章节,每章都可在1小时内阅读完毕,都提供了示例程序清单,并辅以示例输出和代码分析,以阐述该章介绍的主题。本文是系列笔记的第九篇,欢迎各位阅读指正!
顺序容器 顺序容器按顺序存储数据,如数组和列表。顺序容器具有插入速度快但查找操作相对较慢的特征。STL顺序容器包括:
关联容器
关联容器按指定的顺序存储数据,就像词典一样。这将降低插入数据的速度,但在查询方面有很大的优势。STL提供的关联容器包括:
容器适配器 容器适配器(Container Adapter)是顺序容器和关联容器的变种,其功能有限,用于满足特定的需求。主要的适配器类如下。
最常见的算法如下:
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector <int> vecIntegerArray;
vecIntegerArray.push_back(50);
vecIntegerArray.push_back(100);
vecIntegerArray.push_back(4909);
vecIntegerArray.push_back(1000);
cout << "the contains of the vector are: " << endl;
vector <int>::iterator iArrayWalker = vecIntegerArray.begin();
while (iArrayWalker != vecIntegerArray.end())
{
cout << *iArrayWalker << endl;
++iArrayWalker;
}
vector <int>::iterator iElement = find(vecIntegerArray.begin(),
vecIntegerArray.end(), 4909);
if (iElement != vecIntegerArray.end())
{
int position = distance(vecIntegerArray.begin(), iElement);
cout << "Value" << *iElement;
cout << "find in the vector in position: " << position << endl;
return 0;
}
}
输出为:
the contains of the vector are:
50
100
4909
1000
Value4909find in the vector in position: 2
在上述代码中,有多个迭代器声明:
vector <int>::iterator iArrayWalker = vecIntegerArray.begin();
可将其简化为:
auto iArrayWalker = vecIntegerArray.begin();
STL提供了一个专门为操纵字符串而设计的模板类:std::basic_string,该模板类的两个常用具体化如下。
典型代码为:
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
const char* String = "Hello,world!";
cout << "String is: " << String << endl;
string strfromconst(String);
cout << "strfromconst is: " << strfromconst << endl;
string str2("hello,string");
string str2copy(str2);
cout << "str2copy is: " << str2copy << endl;
string strpartialcopy(String, 5);
cout << "strpartialcopy is: " << strpartialcopy << endl;
string strRepeatChars(10,"a");
cout << "str3 is: " << strRepeatChars << endl;
return 0;
}
输出为:
String is: Hello,world!
strfromconst is: Hello,world!
str2copy is: hello,string
strpartialcopy is: Hello
aaaaaaaaaa
要拼接字符串,可使用运算符+=,也可使用成员函数append
STL string类提供了成员函数 find,该函数有多个重载版本,可在给定 string对象中查找字符或子字符串。
STL string类提供了 erase函数,可用于:
string strSample("hello string! wake up to beautiful day!");
strSample.erase(13,28); //hello string!
strSample.erase(iCharS); //iterator points to a specific character
strSample.erase(strSample.begin(), strSample.end());
对于冗长的迭代器声明,C++11可帮助简化:
string::iterator iCharS = find(strSample.begin(), strSample.end(),"S");
可简化为:
auto IcharS = find(strSample.begin(), strSample.end(),"S");
编译器将根据std::find的返回类型自动推断变量iCharS的类型.
只需使用泛型算法 std::reverse:
string strSample("Hello String!");
reverse(strSample.begin(), strSample.end(),"S");
要对字符串进行大小写转换,可使用算法 std::transform,它对集合中的每个元素执行一个用户指定的函数。在这里,集合是string对象本身。语法如下:
transform(strInput.begin(),strInput.end(),strInput..begin(),toupper); //转换为大写
transform(strInput.begin(),strInput.end(),strInput..begin(),tolower); //转换为小写
转换为大小写也可以直接用toupper()
,tolower()
函数。
实例化vector
vector<int> vecDynamicArray;
要声明指向list中元素的迭代器,可以这样做:
std::list<int>::const_iterator iElementInSet;
指定长度和初始化值的实例化:
vector<int> vecwithinitializedTenElements(10,90)
复制另一个vector的部分值
vector<int> vecsaomeElementCopy (vecwithinitializedTenElements.begin(), vecwithinitializedTenElements.begin()+5);
使用push.back()插入数组使用insert()在指定位置插入元素
vecIntegers.insert (vecIntegers.begin() , 25);
另一个版本让您能够指定插入位置、要插入的元素数以及这些元素的值(都相同):
vecIntegers.insert (vecIntegers.end() , 2, 25);
还可将另一个vector的内容插入到指定位置:
vector<int> vecAnother (2, 30);
vecIntegers.insert (vecIntegers.ibegin()+1, vecAnother.begin(),vecAnother.end());
使用[]访问vector的元素时,面临的风险与访问数组元素相同,即不能超出容器的边界。使用下标运算符([ ])访问vector的元素时,如果指定的位置超出了边界,结果将是不确定的(什么情况都可能发生,很可能是访问违规)。更安全的方法是使用成员函数at():
cout<<vecIntegersArray.at(2);
cout<<vecIntegersArray.at(Index);
vector支持使用pop_back函数将末尾的元素删除。使用pop_back将元素从vector中删除所需的时间是固定的,即不随vector存储的元素个数而异。
vecIntegers.pop_back() //删除数组最后一个元素
vector的大小指的是实际存储的元素数,而 vector 的容量指的是在重新分配内存以存储更多元素前vector能够存储的元素数。因此,vector的大小小于或等于容量。要查询vector当前存储的元素数,可调用size():
cout<<"Size: "<<vecIntegers.size();
要查询vector的容量,可调用capacity():
cout<<"Capacity: "<<vecIntegers.capacity()<<endl;
如果vector需要频繁地给其内部动态数组重新分配内存,将对性能造成一定的影响。在很大程度上说,这种问题可以通过使用成员函数reserve (number) 来解决。reserve函数的功能基本上是增加分配给内部数组的内存,以免频繁地重新分配内存。通过减少重新分配内存的次数,还可减少复制对象的时间,从而提高性能.
deque是一个STL动态数组类,与vector非常类似,但支持在数组开头和末尾插入或删除元素。要实例化一个整型deque,可以像下面这样做:
deque<int> dqIntegers;
要使用std::deque,需要包含头文件#include:deque 与 vector 极其相似,也支持使用方法 push_back()和 pop_back()在末尾插入和删除元素。与vector一样,deque也使用运算符[]以数组语法访问其元素。deque与vector的不同之处在于,它还允许您使用push_front和pop_front在开头插入和删除元素。
标准模板库(STL)以模板类std::list的方式向程序员提供了一个双向链表。双向链表的主要优点是,插入和删除元素的速度快,且时间是固定的。要使用std::list类,需要包含头文件#include
list<int> listIntegers; //实例化list
要声明一个指向list中元素的迭代器,可以像下面这样做:
list<int>::const_iterator iElementInSet;
迭代器让容器的实现彼此独立,其通用功能让您能够使用 vector中的值实例化 list,如下面代码所示:
vector<int> vecIntegers(10,2011);
list<int> listcontainsvec(vecIntegers.begin(),vecIntegers.end());
与deque类似,要在list开头插入元素,可使用其成员方法push_front。要在末尾插入,可使用成员方法push_back。
std::list的特点之一是,在其中间插入元素所需的时间是固定的,这项工作是由成员函数insert完成的。
1、iterator insert(iterator pos,conat T& x);
insert函数接受的第1个参数是插入位置,第2个参数是要插入的值。该函数返回一个迭代器,它指向刚插入到list中的元素。
2、void insert(iterator pos, size_type n, const T& x);
该函数的第1个参数是插入位置,最后一个参数是要插入的值,而第2个参数是要插入的元素个数。
template <class InputIterator>
void insert(iterator pos,InputIterator f, InputIterator l);
该重载版本是一个模板函数,除一个位置参数外,它还接受两个输入迭代器,指定要将集合中相应范围内的元素插入到list中。注意,输入类型InputIterator是一种模板参数化类型,因此可指定任何集合(数组、vector或另一个list)的边界。
list的成员函数erase有两种重载版本:一个接受一个迭代器参数并删除迭代器指向的元素,另一个接受两个迭代器参数并删除指定范围内的所有元素。
listIntegers.erase(listIntegers.begin(),2);
list 的一个独特之处是,指向元素的迭代器在 list 的元素重新排列或插入元素后仍有效。为实现这种特点,list提供了成员方法sort和reverse,虽然STL也提供了这两种算法,且这些算法也可用于list类。
list提供了成员函数reverse(),该函数没有参数,它反转list中元素的排列顺序:listIntegers.reverse();
list的成员函数sort()有两个版本,其中一个没有参数:listIntegers.sort();
另一个接受一个二元谓词函数作为参数,让您能够指定排序标准:
//二元谓词
bool SortPredicate_Descending(const int& lsh,const int& rsh)
{
//定义排序的标准,返回排序后的数组
return (lsh > rsh)
}
//use perdicate to sort a list
listIntegers.sort(SortPredicate_Descending);