刷算法时有必要使用一些stl.
容器
序列式容器
array
初始化 通过如下创建 array 容器的方式,可以将所有的元素初始化为 0 或者和默认元素类型等效的值:1
| std::array<double, 10> values {};
|
array 容器是 C++ 11 标准中新增的序列容器,简单地理解,它就是在 C++ 普通数组的基础上,添加了一些成员函数和全局函数。在使用上,它比普通数组更安全,且效率并没有因此变差。
成员函数 | 功能 |
---|
begin() | 返回指向容器中第一个元素的随机访问迭代器。 |
end() | 返回指向容器最后一个元素之后一个位置的随机访问迭代器,通常和 begin() 结合使用。 |
rbegin() | 返回指向最后一个元素的随机访问迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个元素之前一个位置的随机访问迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
size() | 返回容器中当前元素的数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。 |
max_size() | 返回容器可容纳元素的最大数量,其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。 |
empty() | 判断容器是否为空,和通过 size()==0 的判断条件功能相同,但其效率可能更快。 |
at(n) | 返回容器中 n 位置处元素的引用,该函数自动检查 n 是否在有效的范围内,如果不是则抛出 out_of_range 异常。 |
front() | 返回容器中第一个元素的直接引用,该函数不适用于空的 array 容器。 |
back() | 返回容器中最后一个元素的直接应用,该函数同样不适用于空的 array 容器。 |
data() | 返回一个指向容器首个元素的指针。利用该指针,可实现复制容器中所有元素等类似功能。 |
fill(val) | 将 val 这个值赋值给容器中的每个元素。 |
array1.swap(array2) | 交换 array1 和 array2 容器中的所有元素,但前提是它们具有相同的长度和类型。 |
对于array相比一般的c数组,可以直接利用front,back获取前后引用,size函数获取个数,以及一般的容器迭代器等
同时还有at函数更加安全的获取array中的元素,但由于不能更改长度,实践中用的并不多
vector
begin() | 返回指向容器中第一个元素的迭代器。 |
---|
end() | 返回指向容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器,通常和 begin() 结合使用。 |
rbegin() | 返回指向最后一个元素的迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个元素所在位置前一个位置的迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
size() | 返回实际元素个数。 |
max_size() | 返回元素个数的最大值。这通常是一个很大的值,一般是 232-1,所以我们很少会用到这个函数。 |
resize() | 改变实际元素的个数。 |
capacity() | 返回当前容量。 |
empty() | 判断容器中是否有元素,若无元素,则返回 true;反之,返回 false。 |
reserve() | 增加容器的容量。 |
shrink _to_fit() | 将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小。 |
operator[ ] | 重载了 [ ] 运算符,可以向访问数组中元素那样,通过下标即可访问甚至修改 vector 容器中的元素。 |
at() | 使用经过边界检查的索引访问元素。 |
front() | 返回第一个元素的引用。 |
back() | 返回最后一个元素的引用。 |
data() | 返回指向容器中第一个元素的指针。 |
assign() | 用新元素替换原有内容。 |
push_back() | 在序列的尾部添加一个元素。 |
pop_back() | 移出序列尾部的元素。 |
insert() | 在指定的位置插入一个或多个元素。 |
erase() | 移出一个元素或一段元素。 |
clear() | 移出所有的元素,容器大小变为 0。 |
swap() | 交换两个容器的所有元素。 |
emplace() | 在指定的位置直接生成一个元素。 |
emplace_back() | 在序列尾部生成一个元素。 |
可以更改大小,在内存上是连续分布的.所以可以随机访问,跟一般的数组和array类似. 可以使用reserve函数调整大小,
这样就设置了容器的内存分配,即至少可以容纳 20 个元素。注意,如果 vector 的容量在执行此语句之前,已经大于或等于 20 个元素,那么这条语句什么也不做;另外,调用 reserve() 不会影响已存储的元素,也不会生成任何元素,即 values 容器内此时仍然没有任何元素.
同时使用emplace,emplace_back,erase等来增加或删除元素.
emplace_back() 和 push_back() 的区别,就在于底层实现的机制不同。push_back() 向容器尾部添加元素时,首先会创建这个元素,然后再将这个元素拷贝或者移动到容器中(如果是拷贝的话,事后会自行销毁先前创建的这个元素);而 emplace_back() 在实现时,则是直接在容器尾部创建这个元素,省去了拷贝或移动元素的过程。
插入元素1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
| #include <iostream> #include <vector> #include <array> using namespace std; int main() { std::vector<int> demo{1,2}; demo.insert(demo.begin() + 1, 3);
demo.insert(demo.end(), 2, 5);
std::array<int,3>test{ 7,8,9 }; demo.insert(demo.end(), test.begin(), test.end());
demo.insert(demo.end(), { 10,11 });
for (int i = 0; i < demo.size(); i++) { cout << demo[i] << " "; } return 0; }
|
删除元素
函数 | 功能 |
---|
pop_back() | 删除 vector 容器中最后一个元素,该容器的大小(size)会减 1,但容量(capacity)不会发生改变。 |
erase(pos) | 删除 vector 容器中 pos 迭代器指定位置处的元素,并返回指向被删除元素下一个位置元素的迭代器。该容器的大小(size)会减 1,但容量(capacity)不会发生改变。 |
swap(beg)、pop_back() | 先调用 swap() 函数交换要删除的目标元素和容器最后一个元素的位置,然后使用 pop_back() 删除该目标元素。 |
erase(beg,end) | 删除 vector 容器中位于迭代器 [beg,end)指定区域内的所有元素,并返回指向被删除区域下一个位置元素的迭代器。该容器的大小(size)会减小,但容量(capacity)不会发生改变。 |
remove() | 删除容器中所有和指定元素值相等的元素,并返回指向最后一个元素下一个位置的迭代器。值得一提的是,调用该函数不会改变容器的大小和容量。 |
clear() | 删除 vector 容器中所有的元素,使其变成空的 vector 容器。该函数会改变 vector 的大小(变为 0),但不是改变其容量。 |
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| #include <vector> #include <iostream> using namespace std;
int main() { std::vector<int> demo{ 1,2,3,4,5 }; auto iter = demo.erase(demo.begin()+1, demo.end() - 2); cout << "size is :" << demo.size() << endl; cout << "capacity is :" << demo.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < demo.size(); i++) { cout << demo[i] << " "; } return 0; }
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常用emplace,emplace_back,pop_back,erase对vector进行增删数据,使用at访问数据
deque
deque 容器和 vecotr 容器有很多相似之处,比如:
- deque 容器也擅长在序列尾部添加或删除元素(时间复杂度为
O(1)
),而不擅长在序列中间添加或删除元素。 - deque 容器也可以根据需要修改自身的容量和大小
和 vector 不同的是,deque 还擅长在序列头部添加或删除元素,所耗费的时间复杂度也为常数阶O(1)
。并且更重要的一点是,deque 容器中存储元素并不能保证所有元素都存储到连续的内存空间中。
当需要向序列两端频繁的添加或删除元素时,应首选 deque 容器。
和 vector 相比,额外增加了实现在容器头部添加和删除元素的成员函数比如emplace_front,pop_font,同时删除了 capacity()、reserve() 和 data() 成员函数。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
| #include <iostream> #include <deque> using namespace std; int main() { deque<int>d; d.push_back(1); d.push_back(2); d.push_back(3); d.push_front(0);
printf("元素个数为:%d\n", d.size()); for (auto i = d.begin(); i < d.end(); i++) { cout << *i << " "; } cout << endl; return 0; }
|
list
STL list 容器,又称双向链表容器,即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着,list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里,而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。
list 容器具有一些其它容器(array、vector 和 deque)所不具备的优势,即它可以在序列已知的任何位置快速插入或删除元素(时间复杂度为O(1)
)。并且在 list 容器中移动元素,也比其它容器的效率高。
和之前的序列容器相比,list 容器迭代器最大的不同在于,其配备的迭代器类型为双向迭代器,而不再是随机访问迭代器。
成员函数 | 功能 |
---|
begin() | 返回指向容器中第一个元素的双向迭代器。 |
end() | 返回指向容器中最后一个元素所在位置的下一个位置的双向迭代器。 |
rbegin() | 返回指向最后一个元素的反向双向迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改元素。 |
empty() | 判断容器中是否有元素,若无元素,则返回 true;反之,返回 false。 |
size() | 返回当前容器实际包含的元素个数。 |
max_size() | 返回容器所能包含元素个数的最大值。这通常是一个很大的值,一般是 232-1,所以我们很少会用到这个函数。 |
front() | 返回第一个元素的引用。 |
back() | 返回最后一个元素的引用。 |
assign() | 用新元素替换容器中原有内容。 |
emplace_front() | 在容器头部生成一个元素。该函数和 push_front() 的功能相同,但效率更高。 |
push_front() | 在容器头部插入一个元素。 |
pop_front() | 删除容器头部的一个元素。 |
emplace_back() | 在容器尾部直接生成一个元素。该函数和 push_back() 的功能相同,但效率更高。 |
push_back() | 在容器尾部插入一个元素。 |
pop_back() | 删除容器尾部的一个元素。 |
emplace() | 在容器中的指定位置插入元素。该函数和 insert() 功能相同,但效率更高。 |
insert() | 在容器中的指定位置插入元素。 |
erase() | 删除容器中一个或某区域内的元素。 |
swap() | 交换两个容器中的元素,必须保证这两个容器中存储的元素类型是相同的。 |
resize() | 调整容器的大小。 |
clear() | 删除容器存储的所有元素。 |
splice() | 将一个 list 容器中的元素插入到另一个容器的指定位置。 |
remove(val) | 删除容器中所有等于 val 的元素。 |
remove_if() | 删除容器中满足条件的元素。 |
unique() | 删除容器中相邻的重复元素,只保留一个。 |
merge() | 合并两个事先已排好序的 list 容器,并且合并之后的 list 容器依然是有序的。 |
sort() | 通过更改容器中元素的位置,将它们进行排序。 |
reverse() | 反转容器中元素的顺序。 |
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| #include <iostream> #include <list> using namespace std;
int main() { std::list<double> values; values.push_back(3.1); values.push_back(2.2); values.push_back(2.9); cout << "values size:" << values.size() << endl; values.sort(); for (std::list<double>::iterator it = values.begin(); it != values.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } return 0; }
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| #include <iostream> #include <list> #include <array> using namespace std; int main() { std::list<int> values{ 1,2 }; values.insert(values.begin() , 3);
values.insert(values.end(), 2, 5);
std::array<int, 3>test{ 7,8,9 }; values.insert(values.end(), test.begin(), test.end());
values.insert(values.end(), { 10,11 });
for (auto p = values.begin(); p != values.end(); ++p) { cout << *p << " "; } return 0; }
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关联式容器
关联式容器在存储元素值的同时,会为各元素额外再配备一个值(又称为“键”,其本质也是一个 C++ 基础数据类型或自定义类型的元素),它的功能是在使用关联式容器的过程中,如果已知目标元素的键的值,则直接通过该键就可以找到目标元素,而无需再通过遍历整个容器的方式。
弃用序列式容器,转而选用关联式容器存储元素,往往就是看中了关联式容器可以快速查找、读取或者删除所存储的元素,同时该类型容器插入元素的效率也比序列式容器高。
也就是说,使用关联式容器存储的元素,都是一个一个的“键值对”( ),这是和序列式容器最大的不同。除此之外,序列式容器中存储的元素默认都是未经过排序的,而使用关联式容器存储的元素,默认会根据各元素的键值的大小做升序排序 关联式容器名称 | 特点 |
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map | 定义在 |