stl详解 包括各种实例代码

STL介绍 3 1、STL简介 3 2、算法 3 3、容器 3 4、迭代器 4 5、使用注意 4 一、stack 堆栈 5 成员函数： 5 实例程序： 5 二、queue 队列 6 成员函数： 6 实例程序： 6 三、Priority Queues 优先队列 7 成员函数： 7 实例程序： 7 四、Bitset位集合 9 成员函数： 9 实例程序： 9 五、list 列表 11 成员函数： 11 实例程序： 12 六、vector向量 13 成员函数： 13 实例程序： 14 七、map / multimap 映射与多重映射 15 map成员函数： 15 Map实例程序： 17 MultiMap实例程序： 18 八、set / multiset 集合与多重集合 19 成员函数： 19 Set实例程序： 20 MultiSet实例程序： 21 九、deque (Double Ended Queue) 双端队列 22 成员函数： 22 实例程序： 23 十、string 字符串 24 成员函数： 24 实例程序： 28 十一、常用算法调用 29 1. for_each 29 2. min_element / max_element 29 3. copy / copy_n /copy_backward 29 4. fill / fill_n 29 5. remove / remove_if 30 6. unique 31 7. rotate 32 8. random_shuffle 32 9. partition / stable_partition 33 10. sort / stable_sort 33 11. partial_sort 34 12. nth_element 34 13. lower_bound / upper_bound //要求区间有序 34 14. binary_search //要求有序区间 35 15. merge / inplace_merge 35 16. includes 36 17. set_union, set_intersection, set_difference, set_symmetric_diffrece 36 18. next_permutation / prev_permutation 36 19. power 37 20. heap operations 38 21. min / max / swap 39 22. numeric_limits 39 ### STL详解及实例代码 #### 一、STL简介 STL（Standard Template Library，标准模板库）是一种广泛应用于C++编程的通用编程工具集，最初由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R. Musser等人在惠普实验室开发。尽管STL最初不是为C++设计的，但它已成为C++标准库的重要组成部分，并极大地丰富了C++语言的功能性和灵活性。 STL的核心组件包括： 1. **算法**：提供了一系列高效的数据处理方法，如排序、查找等。 2. **容器**：用于存储和管理数据结构，如vector、list等。 3. **迭代器**：作为容器和算法之间的桥梁，使得不同的容器可以共享同一组算法。 4. **适配器**：用于改变容器的行为或接口。 5. **分配器**：管理内存的分配和释放。 #### 二、算法 算法是STL的核心之一，它提供了一组高效的通用函数，可以在不同的容器上运行，从而极大地提高了代码的复用性。STL算法大致可以分为以下几类： 1. **非修改顺序算法**：不改变输入范围内的元素，例如`find`、`count`。 2. **修改顺序算法**：可能改变输入范围内的元素顺序，例如`sort`、`reverse`。 3. **排序算法**：对输入范围内的元素进行排序，例如`sort`、`stable_sort`。 4. **数值算法**：执行数学运算，例如`accumulate`。 5. **迭代器算法**：操作迭代器，例如`next`、`prev`。 **示例**：使用`sort`算法对vector进行排序。 ```cpp #include <algorithm> #include <vector> int main() { std::vector<int> v = {5, 2, 9, 1, 5, 6}; std::sort(v.begin(), v.end()); return 0; } ``` #### 三、容器 容器是STL中的另一个重要组成部分，它们用于存储和管理不同类型的数据。常用的容器包括： 1. **顺序容器**：如`vector`、`deque`。 2. **关联容器**：如`set`、`map`。 3. **容器适配器**：如`stack`、`queue`。 **示例**：使用`vector`容器。 ```cpp #include <vector> int main() { std::vector<int> v(5); // 创建一个包含5个元素的vector v[0] = 10; return 0; } ``` #### 四、迭代器 迭代器是连接容器和算法的纽带，它们定义了如何访问容器中的元素。迭代器具有以下几种类型： 1. **输入迭代器**：只读访问。 2. **输出迭代器**：只写访问。 3. **前向迭代器**：支持前向访问。 4. **双向迭代器**：支持前后向访问。 5. **随机访问迭代器**：支持任意位置的访问。 **示例**：使用迭代器遍历vector。 ```cpp #include <vector> #include <iostream> int main() { std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5}; for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } return 0; } ``` #### 五、特定容器详解 ##### 1. stack堆栈 - **成员函数**：`push`、`pop`、`top`、`empty`、`size`。 - **实例程序**：使用`stack`进行逆波兰表达式计算。 ##### 2. queue队列 - **成员函数**：`push`、`pop`、`front`、`back`、`empty`、`size`。 - **实例程序**：使用`queue`实现先进先出的队列操作。 ##### 3. Priority Queues优先队列 - **成员函数**：`push`、`top`、`pop`、`empty`、`size`。 - **实例程序**：使用优先队列实现任务调度。 ##### 4. Bitset位集合 - **成员函数**：`operator[]`、`size`、`test`、`any`、`all`、`none`、`count`、`reset`、`flip`、`set`。 - **实例程序**：使用`bitset`进行位操作。 ##### 5. list列表 - **成员函数**：`push_front`、`push_back`、`pop_front`、`pop_back`、`empty`、`size`、`insert`、`erase`。 - **实例程序**：使用`list`实现双向链表操作。 ##### 6. vector向量 - **成员函数**：`push_back`、`pop_back`、`empty`、`size`、`resize`、`at`、`operator[]`、`begin`、`end`。 - **实例程序**：使用`vector`存储动态数组。 ##### 7. map / multimap映射与多重映射 - **成员函数**：`insert`、`find`、`count`、`erase`、`empty`、`size`、`clear`、`begin`、`end`。 - **实例程序**：使用`map`实现键值对映射。 ##### 8. set / multiset集合与多重集合 - **成员函数**：`insert`、`erase`、`empty`、`size`、`clear`、`begin`、`end`。 - **实例程序**：使用`set`存储唯一元素集合。 ##### 9. deque (Double Ended Queue) 双端队列 - **成员函数**：`push_front`、`push_back`、`pop_front`、`pop_back`、`empty`、`size`。 - **实例程序**：使用`deque`实现两端均可插入删除的操作。 ##### 10. string 字符串 - **成员函数**：`length`、`size`、`empty`、`at`、`operator[]`、`append`、`insert`、`erase`、`find`、`substr`。 - **实例程序**：使用`string`进行文本处理。 #### 六、常用算法调用 除了上述提到的算法之外，还有一些常用的算法，例如`for_each`、`min_element`、`max_element`等。 1. **for_each**：对容器中的每个元素应用一个函数。 2. **min_element / max_element**：找到容器中的最小/最大元素。 3. **copy / copy_n /copy_backward**：复制容器中的元素。 4. **fill / fill_n**：填充容器中的元素。 5. **remove / remove_if**：根据条件移除元素。 6. **unique**：移除重复元素。 7. **rotate**：旋转容器中的元素。 8. **random_shuffle**：随机打乱容器中的元素。 9. **partition / stable_partition**：根据条件对容器进行分区。 10. **sort / stable_sort**：排序容器中的元素。 11. **partial_sort**：对容器的一部分进行排序。 12. **nth_element**：寻找第n个元素。 13. **lower_bound / upper_bound**：在有序容器中查找元素的位置。 14. **binary_search**：在有序容器中查找元素。 15. **merge / inplace_merge**：合并两个有序容器。 16. **includes**：判断一个容器是否包含另一个容器的所有元素。 17. **set_union, set_intersection, set_difference, set_symmetric_diffrece**：集合运算。 18. **next_permutation / prev_permutation**：获取下一个/前一个排列。 19. **power**：计算幂次方。 20. **heap operations**：堆操作。 21. **min / max / swap**：基本操作。 22. **numeric_limits**：数值限制。 以上是STL的一些基础介绍和示例代码，希望对学习C++编程有所帮助。