[C++知识库]C++里的STL简介

STL

一、vector

本质上是一个动态数组，运用了一个倍增的思想

empty( ) 和 size( ) 是所有容器都有的操作

#include <vector>

int main()
{
    vector<int> a; //定义一个a数组
    //vector<int> a(n)  定义一个长度为n的a数组
    //vector<int> a(10, 3)  定义一个长度为10，元素都是3的a数组
    
    //判断是否为空，空返回true，非空返回false
    a.empty();
    
    //返回容器长度，时间复杂度为O(1)
    a.size();
    
    //清空
    a.clear();
    
    //返回第一个元素，返回最后一个元素
    front(); / back();
    
    //在最后面加入一个元素，将最后一个元素弹出
    push_back(); / pop_back();
    
    //迭代器，第0个元素，最后一个元素后面一个数
    begin(); / end();
    
    //vector支持随机寻址，跟数组一样
    //有三种遍历方式
    for (int i = 0; i < a.size(); i++)
        cout << a[i] << ' ';
    for (vector<int>::iterator i = a.begin(); i != a.end(); i++)
        cout << *i << ' ';
    for (auto x : a) //auto可以自动推断变量的类型
        cout << x << ' ';
    
    //vector支持比较运算，按字典序进行排序
    vector<int> a(4, 3), b(3, 4);
    if (a < b) puts("a < b");
    
    return 0;
}

系统为某一程序分配空间时，所需时间与空间大小无关，与申请次数有关。

二、pair

可以存储一个二元组，first 第一个元素，second 第二个元素

支持比较运算，以first为第一关键字，以second为第二关键字（类似于字典序），常用于排序

int main()
{
    pair<int, string> p;
    
    //访问第一个元素，访问第二个元素
    p.first();     p.second();
    
    //构造一个pair
    p = make_pair(10, "psy");
    
    //初始化
    p = (10, "abc");
    
    //三重
    pair<int, pair<int, int>> p;
    
    return 0;
}

三、string

处理字符串

substr() 返回某一个字串

c_str() 返回string字符数组对应的头指针

#include <string>
int main()
{
    string op;
    
    //长度，判空，清空
    op.size()/op.length();op.empty();op.clear();
    
    //添加
    op += "abc";
    
    //返回某个子串
    //两个参数，分别代表头和子串的长度，如果尾超过长度，则返回全部，或者只写一个参数，返回从这个参数往后所有元素
    a.substr(2, 10);
    a.substr(2);
    
    //用printf返回整个字符数组，用c_str()
    printf("%s\n", a.c_str());
    
    return 0;
}

四、queue、priority_queue

queue：push() 往队尾插入元素；front() 返回队头元素；pop() 弹出队头元素

#include <queue>
int main()
{
	queue<int> q;
    
    //长度；判空
    q.size();  q.empty();
    
    //队尾插入；返回队头；返回队尾；弹出队头
    q.push(); q.front(); q.back(); q.pop();
    
    //清空
    q = queue<int>();
    
	return 0;
}

priority_queue：优先队列，其实是一个堆，push() 往堆里插入一个元素；top() 返回堆顶元素；pop() 弹出堆顶元素

#include <queue>
#include <vector>
int main()
{
    priority_queue<int> heap; //默认大根堆
    
    //定义小根堆
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int> > heap;
    
    //插入一个元素、返回堆顶元素、弹出堆顶元素
    heap.push();  heap.top();  heap.pop();
    
    return 0;
}

五、stack

栈：先进后出，后进先出

#include <stack>
int main()
{
    stack<int> s;
    
    //长度、判空
    s.size();  s.empty();
    
    s.push(); //往栈顶加入一个元素

	s.top(); //返回栈顶元素

	s.pop(); //弹出栈顶元素
    
    return 0;
}

六、deque

双端队列，队头队尾都可以插入弹出，可看作是一个加强版的vector

#include <deque>
int main()
{
    
    //长度、判空、清空
    size(); empty(); clear();
    
    //返回头和尾
    front();  back();
    
    //插入和删除尾元素
    push_back();  pop_back();
    
    //插入和删除头元素
    push_front();  pop_front();
    
    //使用迭代器返回头和尾
    begin();  end();
    
    //支持随机寻址
    [];
    
    return 0;
}

七、set、map、multiset、multimap

基于平衡二叉树（红黑树）来实现，动态地维护有序序列

set

#include <set>
int main()
{
    set<int> s; //会自动删掉重复元素
    multiset<int> ms; //允许重复元素存在
    
    //长度、判空、清空
    s.size();  s.empty();  s.clear();
    
    //迭代器，返回某个数的前驱和后继 O(logn)
    begin();  end();
    
    //插入一个元素
    s.insert();
    
    //查找一个数，没有则返回end
    s.find();
    
    //返回一个数的个数
    s.count();
    
    //删除有两种操作
    //	（1）输入是一个数x，删除所有x 
    //      时间复杂度为 O(k + logn) k为x的个数
    //	（2）输入是一个迭代器，删除则个迭代器
    s.erase();
    
    //返回大于等于x的最小的数
    lower_bound();
    //返回大于x的最小的数
    upper_bound();
    
    return 0;
}

map

#include <map>
int main
{
    map<string, int> a;
    
    insert(); //插入的数是一个pair
    
    erase(); //插入的参数是pair或者迭代器
    
    find(); //查找一个数
    
    //如下操作，返回1
    a["abc"] = 1;
    cout << a["abc"] endl;
    
    return 0;
}

八、unordered_set、unordered_map、unordered_multiset、unordered_multimap

基于哈希表来实现

同上面类似，增删查改的时间复杂度大多是 O(1).

不支持 lower_bound() / upper_bound() ，迭代器的加加减减，所有与排序有关的都不支持

九、bitset

压位

#include <iostream>
int main()
{
    bitset<10000> s;
    
    //支持以下操作
    ~, &, |, ^
    >>, <<
    ==, !=
    []
    
    count();  //返回有多少个1
    
    any();  //判断是否至少有一个1
    
    none();  //判断是否全为0
    
    set();  //把所有位置变成1
    set(k, v);  //将第k位变成v
    reset();  //把所有位置变成0
    flip();  //等价于取反~
    flip(k);  //把第k位取反
    
    return 0;
}