[C++知识库]C++标准模板库的六大构成组件

C++标准模板库的六大构成组件

泛型容器(containers)

????特殊的数据结构，实现了数组、链表、队列、等等，实质是模板类

迭代器(iterators)

????一种复杂的指针，可以通过其读写容器中的对象，实质是运算符重载

算法(algorithms)

????读写容器对象的逻辑算法：排序、遍历、查找、等等，实质是模板函数

空间配置器(allocator)

????容器的空间配置管理的模板类

配接器(adapters)

????用来修饰容器、仿函数、迭代器接口

仿函数(functors)

????类似函数，通过重载（）运算符来模拟函数行为的类

组件间的关系

????container（容器） 通过 allocator（配置器） 取得数据储存空间，

????algorithm（算法）通过 iterator（迭代器）存取 container（容器） 内容，

????functor（仿函数） 可以协助 algorithm（算法） 完成不同的策略变化，

????adapter（配接器） 可以修饰或套接 functor（仿函数）。

?这些组件最终实现一些常见的数据结构的快速使用。

1、vector（向量）

vector相当于一个动态数组

数组方式连续存储，可以使用[] 符号进行随机访问，

#include "vector"

??(1)初始化vector对象的方式：

vector<T>v1 ; //默认的初始化方式，内容为空

vector <T>v2(v1) ;//v2是v1的一个副本

vector<T>v3(n ,i) ;//v3中包含了n个数值为i的元素

vector<T>v4(n) ;//v4包含了n个元素，每个元素的值为0

(2)vector常用函数

empty()：判断向量是否为空，为空返回真，否则为假

begin()：返回向量（数组）的首元素地址

end()： 返回向量（数组）的末元素的下一个元素的地址

clear()：清空向量

front()：返回得到向量的第一个元素的数据

back()：返回得到向量的最后一个元素的数据

size()：返回得到向量中元素的个数

push_back(数据)：将数据插入到向量的尾部

pop_back()：删除向量尾部的数据

2、list（双向链表）

链表相对于vector向量来说的优点在于：

(a)动态的分配内存，当需要添加数据的时候不会像vector那样，先将现有的内存空间释放，在次分配更大的空间，这样的话效率就比较低了。

(b)支持内部插入、头部插入和尾部插入

缺点：不能随机访问，不支持[]方式和vector.at()、占用的内存会多于vector（非有效数据占用的内存空间）

#include "list"

(1)初始化list对象的方式

list L0; ???//空链表

list L1(3); ??//建一个含三个默认值是0的元素的链表

list L2(5,2); //建一个含五个元素的链表，值都是2

list L3(L2); //L3是L2的副本

list L4(L1.begin(),L1.end()); ???//c5含c1一个区域的元素[begin, end]。

(2)list常用函数

begin()：返回list容器的第一个元素的地址

end()：返回list容器的最后一个元素之后的地址

rbegin()：返回逆向链表的第一个元素的地址（也就是最后一个元素的地址）

rend()：返回逆向链表的最后一个元素之后的地址（也就是第一个元素再往前的位置）

front()：返回链表中第一个数据值

back()：返回链表中最后一个数据值

empty()：判断链表是否为空

size()：返回链表容器的元素个数

clear()：清除容器中所有元素

insert(pos,num)：将数据num插入到pos位置处（pos是一个地址）

insert(pos,n,num)：在pos位置处插入n个元素num

erase(pos)：删除pos位置处的元素

push_back(num)：在链表尾部插入数据num

pop_back()：删除链表尾部的元素

push_front(num)：在链表头部插入数据num

pop_front()：删除链表头部的元素

sort()：将链表排序，默认升序

3、deque（队列）

合并了 vector 和 list的特点,

优点

随机访问方便，即支持[]操作符和vector.at(n)

在内部方便的进行插入和删除操作

可在两端进行push、pop

缺点占用内存多

使用区别

如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector

如果你需要大量的插入和删除，而不关心随机存取，则应使用list

如果你需要随机存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque

#include "deque"

deque<int> d1; ?//创建一个空的双端队列d

deque<int>d2(n) ;//创建一个元素个数为n的队列

deque<int>d3(n,num);//创建一个元素个数为n的队列，并且每个元素为num

成员函数：

push_back() ??//在队尾插入元素

push_front() ??//在队首插入元素

insert(d.begin()+1,9); ??//第一个元素之后插入9

size() ??//双端队列的大小

empty() ??//判断是否为空

begin() ??//队首的指针，指向队首元素

end() ??//队尾元素的下一位作为指针

rbegin() ?//以最后一个元素作为开始

rend() ??//以第一个元素的上一位作为指针

erase() ??//删除某一个元素

clear() ??//删除所有元素

pop_front() ??//删除队首元素

pop_back() ??//删除队尾元素