ACM竞赛中STL的应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 标准模板库 (Standard Template Library) 就是一些常用数据结 构和算法的模板的集合。主要由 Alex Stepanov 开发，于1998 年被添加进C++标准
• 有了STL，不必再从头写大多的标准数据结构和算法，并 且可获得非常高的性能。
迭代器（iterator）
• 可遍历STL容器内全部或部分元素的对象 • 指出容器中的一个特定位置 • 所有容器都提供获得迭代器的函数
• 注意：Map和set内部的元素不可以重复 • Map中的元素是自动按key升序排序,所以不能对map用sort函数 • 但可以用迭代器按序遍历（与set类似）
Map（映射）
• 例题4：UVA 156 Ananagrams • 题目：把每个单词全部转化成小写字母，对每个单词，看它的字母 重排后得到的单词在所有输入的单词中是否出现过，若没有出现， 就输出原单词。所有要输出的单词按字典序排列输出。 • 思路：构造小写化函数，set可以解决去重和排序问题，用map建 立string与int的映射 • void string stand_words(string s1); • 注意要存储原单词！ ps：也可以用multimap建立string与string的多重映射，即原单词 与现单词的映射，方便提取原单词操作
常见的STL容器及其函数
准容器类 顺序性容器 vector deque list 关联容器 set multiset map multimap 容器适配器 stack queue priority_queue 说明
从后面快速的插入与删除，直接访问任何元素 从前面或后面快速的插入与删除，直接访问任何元素 双链表，从任何地方快速插入与删除 快速查找，不允许重复值 快速查找，允许重复值 一对多映射，基于关键字快速查找，不允许重复值 一对多映射，基于关键字快速查找，允许重复值 后进先出 先进先出 最高优先级元素总是第一个出列
Queue（队列）
• • • • • • • • • • • •
队列的容器。 用法 和vector一样。 queue<int> qu; queue<POINT> qu; 我一般都用它在BFS的时候存点。 常用操作 qu.push(const value_type &val); 元素入队 qu.pop()元素出队 qu.front() 获得队首元素 qu.empty() 判断qu是否为空，是的话返回true qu.size() 获得qu的大小。
常见的STL容器
• STL容器类别
• 序列式容器－排列次序取决于插入时机和位置 • 关联式容器－排列顺序取决于特定准则
vector deque
set
list
map 序列式容器 关联式容器
序列式容器
• 序列式容器 常
见 的 • 向量（vector） 容 器 STL
顺序容器包含Vector，deque和list三种容器，其中vector和deque属于 直接访问容器，list属于顺序访问容器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Sort
• 例题1：UVA 10474 Where is the Marble
• 题目：题目意思就是给出两个数m和n下面输入m个数，再依次输入n个数， 查找n个数在前面的m个数中是第几大 • 思路很简单，排序加查找（也可以二分优化）。
• 这里简述sort函数的用法
• • • • • 头文件： <algorithm> 格式： sort(vect.begin(), vect.end()); sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() ); 第三个参数可以自定义，主要用于自定义类型的排序
操作 begin() end() 效果 返回一个迭代器，指向第一个元素 返回一个迭代器，指向最后一个元素之后
begin()
end()
半开区间[beg, end)的好处： 1.为遍历元素时循环的结束时机提供了简单的判断依据（只要未到达end()，循环就可 以继续） 2.不必对空区间采取特殊处理（空区间的begin()就等于end()）
STL 在ACM竞赛中的应用
ACM Matrix_68
目录
1
2 3
泛型程序设计简介与迭代器的介绍
常见的STL容器及其成员函数
相关例题解析
泛型程序设计
• 泛型程序设计，简单地说就是使用模板的程序设计法。 • 将一些常用的数据结构（比如链表，数组，二叉树）和 算法（比如排序，查找）写成模板，以后则不论数据结 构里放的是什么对象，算法针对什么样的对象，则都不 必重新实现数据结构，重新编写算法。
operator=
operator< operator<= operator> operator>= operator== operator!=
将一个容器赋给另一个容器
如果第一个容器小于第二个容器，返回true，否则返回false， 如果第一个容器小于或等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器大于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器大于或等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器不等于第二个容器，返回true，否则返回false
向量相当于一个动态数组，其可以动态存储元素，并提供对容器元素的随 机访问。为了提高效率，vector并不是随着每一个元素的插入而增长自己， 而是当vector要增长自己的时候，他分配的空间比当前所需的空间要多一 些。这多一些的内存空间使需要添加新元素的时候不必再重新分配内存。 与C++的内置数组相比较，除了动态之外，向量容器支持向对象。
• map中查找数据： • 第一种：用count 函数来判定关键字是否出现，其缺点是无法定位数据出现位置,
• 由于map 的特性，一对一的映射关系，就决定了count 函数的返回值只有两个，
• 要么是0，要么是1，出现的情况，当然是返回1 了 • 第二种：用find 函数来定位数据出现位置，它返回的一个迭代器，当数据出现时，它返回 数据所在位置的迭代器，如果map 中没有要查找的数据，它返回的迭代器等于end 函数返 回的迭代器
•
• };
int x, y;
• set<POINT> se;
• 基本操作对集合a中元素的有
• 插入元素：a.insert(1); • 删除元素（如果存在）：a.erase(1); • 判断元素是否属于集合：if (a.find(1) != a.end()) ... • 返回集合元素的个数：a.size() • 将集合清为空集：a.clear()
priority_queue（优先队列）：默认从大到小排列。
• priority_queue<int> pqu; • 如果要装结构体的话，要重载结构体的小于号，或者自己写一个cmp函数。 • struct cmp • { operator bool ()(int x, int y) { return x > y; // x小的优先级高 } • }; • priority_queue<int, vector<int>, cmp>q;//第二个参数为容器类型。第三个参数为比较函数。
Queue（队列）
• 例题5：UVA 540 Ananagrams • 题目：题意：有t个团队的人在排队。每次来了一个新人之后，如 果他有队友在排队，那么这个新人会插队到队友的身后。要求支持 三种指令：ENQUEUE x; DEQUEUE（队首出队）; STOP。模拟 这个过程，输出出队顺序 • 思路：模拟题。每个队列在一个大队列排队 • queue<int> q, q2[maxt]; • q为总的团队队列，q2为每个团队的队列
Set（集合）
• 例题3：UVA 10815 Andy's First Dictionary • 题目：给出一串单词，把所有单词改小写去重按字典序输出。 • 思路：set可以解决去重和排序问题。 • set中每个元素最多只出现一次 • set中的元素已经从小到大排序好 • 如何通过迭代器从小到大遍历所有元素 • for (set<string>::iterator i = d.begin(); i != d.end(); i++)
9
Vector（不定长数组）
用法： vector<类型> 名字; 例如 vector<int> ve; vector<string> ve; 自己定义的结构体什么的也可以往里塞 struct POINT { int x, y; }; vector<POINT> ve; 基本操作 ve.push_back(const value_type &val); 作用是在数组后面增加一个元素。括号里填的是ve里装的东西 ve.clear();清空ve里的所有元素。 ve.empty();判断ve是否为空，如果是返回true，否则false ve.size();返回ve的长度。注意这里返回的类型是unsigned int,如果ve是空的ve.size() - 1 就会爆掉。使用的时候一定要小心（做TC的时候被坑了一次） • ve.pop_back() 删除数组里的最后一个元素。 • • • • • • • • • • • • • • •
• cout << *i << endl;
Map（映射）
• map添加数据； • map<int ,string> maplive; //第一个是键值，第二个是值 • 1.maplive.insert(pair<int,string>(102,"aclive"));
• 2. maplive[112]="April";//map中最简单最常用的插入添加！
一个集合(set)是一个容器,它其中所包含的元素的值是唯一的。这在收集 一个数据的具体值的时候是有用的。
12
• 用法：
Set（集合）
• set<类型> 名字; • 例如 set<int> se; set<string> se; • 自己定义的结构体什么的也可以往里塞 • struct POINT • {
• 定义两个基本操作：
关联式容器
• 关联式容器 常
见 的 容 器
包括set, multiset, map, multimap，内部元素有序排列，新元素插入 的位置取决于它的值，查找速度快。 关联容器是通过键(key)存储和读取元素的 而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。
STL
• 集合（Set）
所有标准库共有成员函数
empty max_size size clear 容器中没有元素时返回true,否则返回false 返回容器中最大元素个数 返回容器中当前元素个数 清除容器中所有元素
insert
swap begin end
插入元素
交换两个容器的元素 该函数两个版本返回iterator或const_iterator，引用容器第一个元素 该函数两个版本返回iterator或const_iterator,引用容器最后一个元素后面一位
Vector（不定长数组）
• 例题2：UVA101 The Blocks Problem • 题目：给你n个方块，有四种操作：
• • • • • • • • • • • 1.move a onto b，把a和b上面的方块都放回原来位置，然后把a放到b上面； 2.move a over b，把a上面的放回原处，然后把a放在b所在的方块堆的上面； 3.pile a onto b，把b上面的放回原来位置，然后把a和a上面的方块整体放到b上面； 4.pile a over b，把a和a上面的方块整体放到b所在堆的上面。 1.将a上面的还原init_place(a)； 2.将a和上面的（可以没有上面的）放到b上面pile_a_to_b(a,b)。 那么上述的四组操作就变成下面了： 1.move a onto b，init_place(a)；init_place(b)；pile_a_to_b(a,b)； 2.move a over b，init_place(a)；pile_a_to_b(a,b)； 3.pile a onto b，init_place(b)；pile_a_to_b(a,b)； 4.pile a over b，pile_a_to_b(a,b)。
• 有了STL，不必再从头写大多的标准数据结构和算法，并 且可获得非常高的性能。
迭代器（iterator）
• 可遍历STL容器内全部或部分元素的对象 • 指出容器中的一个特定位置 • 所有容器都提供获得迭代器的函数
• 注意：Map和set内部的元素不可以重复 • Map中的元素是自动按key升序排序,所以不能对map用sort函数 • 但可以用迭代器按序遍历（与set类似）
Map（映射）
• 例题4：UVA 156 Ananagrams • 题目：把每个单词全部转化成小写字母，对每个单词，看它的字母 重排后得到的单词在所有输入的单词中是否出现过，若没有出现， 就输出原单词。所有要输出的单词按字典序排列输出。 • 思路：构造小写化函数，set可以解决去重和排序问题，用map建 立string与int的映射 • void string stand_words(string s1); • 注意要存储原单词！ ps：也可以用multimap建立string与string的多重映射，即原单词 与现单词的映射，方便提取原单词操作
常见的STL容器及其函数
准容器类 顺序性容器 vector deque list 关联容器 set multiset map multimap 容器适配器 stack queue priority_queue 说明
从后面快速的插入与删除，直接访问任何元素 从前面或后面快速的插入与删除，直接访问任何元素 双链表，从任何地方快速插入与删除 快速查找，不允许重复值 快速查找，允许重复值 一对多映射，基于关键字快速查找，不允许重复值 一对多映射，基于关键字快速查找，允许重复值 后进先出 先进先出 最高优先级元素总是第一个出列
Queue（队列）
• • • • • • • • • • • •
队列的容器。 用法 和vector一样。 queue<int> qu; queue<POINT> qu; 我一般都用它在BFS的时候存点。 常用操作 qu.push(const value_type &val); 元素入队 qu.pop()元素出队 qu.front() 获得队首元素 qu.empty() 判断qu是否为空，是的话返回true qu.size() 获得qu的大小。
常见的STL容器
• STL容器类别
• 序列式容器－排列次序取决于插入时机和位置 • 关联式容器－排列顺序取决于特定准则
vector deque
set
list
map 序列式容器 关联式容器
序列式容器
• 序列式容器 常
见 的 • 向量（vector） 容 器 STL
顺序容器包含Vector，deque和list三种容器，其中vector和deque属于 直接访问容器，list属于顺序访问容器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Sort
• 例题1：UVA 10474 Where is the Marble
• 题目：题目意思就是给出两个数m和n下面输入m个数，再依次输入n个数， 查找n个数在前面的m个数中是第几大 • 思路很简单，排序加查找（也可以二分优化）。
• 这里简述sort函数的用法
• • • • • 头文件： <algorithm> 格式： sort(vect.begin(), vect.end()); sort(vect.begin(), vect.end(), less<int>() ); 第三个参数可以自定义，主要用于自定义类型的排序
操作 begin() end() 效果 返回一个迭代器，指向第一个元素 返回一个迭代器，指向最后一个元素之后
begin()
end()
半开区间[beg, end)的好处： 1.为遍历元素时循环的结束时机提供了简单的判断依据（只要未到达end()，循环就可 以继续） 2.不必对空区间采取特殊处理（空区间的begin()就等于end()）
STL 在ACM竞赛中的应用
ACM Matrix_68
目录
1
2 3
泛型程序设计简介与迭代器的介绍
常见的STL容器及其成员函数
相关例题解析
泛型程序设计
• 泛型程序设计，简单地说就是使用模板的程序设计法。 • 将一些常用的数据结构（比如链表，数组，二叉树）和 算法（比如排序，查找）写成模板，以后则不论数据结 构里放的是什么对象，算法针对什么样的对象，则都不 必重新实现数据结构，重新编写算法。
operator=
operator< operator<= operator> operator>= operator== operator!=
将一个容器赋给另一个容器
如果第一个容器小于第二个容器，返回true，否则返回false， 如果第一个容器小于或等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器大于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器大于或等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器等于第二个容器，返回true，否则返回false 如果第一个容器不等于第二个容器，返回true，否则返回false
向量相当于一个动态数组，其可以动态存储元素，并提供对容器元素的随 机访问。为了提高效率，vector并不是随着每一个元素的插入而增长自己， 而是当vector要增长自己的时候，他分配的空间比当前所需的空间要多一 些。这多一些的内存空间使需要添加新元素的时候不必再重新分配内存。 与C++的内置数组相比较，除了动态之外，向量容器支持向对象。
• map中查找数据： • 第一种：用count 函数来判定关键字是否出现，其缺点是无法定位数据出现位置,
• 由于map 的特性，一对一的映射关系，就决定了count 函数的返回值只有两个，
• 要么是0，要么是1，出现的情况，当然是返回1 了 • 第二种：用find 函数来定位数据出现位置，它返回的一个迭代器，当数据出现时，它返回 数据所在位置的迭代器，如果map 中没有要查找的数据，它返回的迭代器等于end 函数返 回的迭代器
•
• };
int x, y;
• set<POINT> se;
• 基本操作对集合a中元素的有
• 插入元素：a.insert(1); • 删除元素（如果存在）：a.erase(1); • 判断元素是否属于集合：if (a.find(1) != a.end()) ... • 返回集合元素的个数：a.size() • 将集合清为空集：a.clear()
priority_queue（优先队列）：默认从大到小排列。
• priority_queue<int> pqu; • 如果要装结构体的话，要重载结构体的小于号，或者自己写一个cmp函数。 • struct cmp • { operator bool ()(int x, int y) { return x > y; // x小的优先级高 } • }; • priority_queue<int, vector<int>, cmp>q;//第二个参数为容器类型。第三个参数为比较函数。
Queue（队列）
• 例题5：UVA 540 Ananagrams • 题目：题意：有t个团队的人在排队。每次来了一个新人之后，如 果他有队友在排队，那么这个新人会插队到队友的身后。要求支持 三种指令：ENQUEUE x; DEQUEUE（队首出队）; STOP。模拟 这个过程，输出出队顺序 • 思路：模拟题。每个队列在一个大队列排队 • queue<int> q, q2[maxt]; • q为总的团队队列，q2为每个团队的队列
Set（集合）
• 例题3：UVA 10815 Andy's First Dictionary • 题目：给出一串单词，把所有单词改小写去重按字典序输出。 • 思路：set可以解决去重和排序问题。 • set中每个元素最多只出现一次 • set中的元素已经从小到大排序好 • 如何通过迭代器从小到大遍历所有元素 • for (set<string>::iterator i = d.begin(); i != d.end(); i++)
9
Vector（不定长数组）
用法： vector<类型> 名字; 例如 vector<int> ve; vector<string> ve; 自己定义的结构体什么的也可以往里塞 struct POINT { int x, y; }; vector<POINT> ve; 基本操作 ve.push_back(const value_type &val); 作用是在数组后面增加一个元素。括号里填的是ve里装的东西 ve.clear();清空ve里的所有元素。 ve.empty();判断ve是否为空，如果是返回true，否则false ve.size();返回ve的长度。注意这里返回的类型是unsigned int,如果ve是空的ve.size() - 1 就会爆掉。使用的时候一定要小心（做TC的时候被坑了一次） • ve.pop_back() 删除数组里的最后一个元素。 • • • • • • • • • • • • • • •
• cout << *i << endl;
Map（映射）
• map添加数据； • map<int ,string> maplive; //第一个是键值，第二个是值 • 1.maplive.insert(pair<int,string>(102,"aclive"));
• 2. maplive[112]="April";//map中最简单最常用的插入添加！
一个集合(set)是一个容器,它其中所包含的元素的值是唯一的。这在收集 一个数据的具体值的时候是有用的。
12
• 用法：
Set（集合）
• set<类型> 名字; • 例如 set<int> se; set<string> se; • 自己定义的结构体什么的也可以往里塞 • struct POINT • {
• 定义两个基本操作：
关联式容器
• 关联式容器 常
见 的 容 器
包括set, multiset, map, multimap，内部元素有序排列，新元素插入 的位置取决于它的值，查找速度快。 关联容器是通过键(key)存储和读取元素的 而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。
STL
• 集合（Set）
所有标准库共有成员函数
empty max_size size clear 容器中没有元素时返回true,否则返回false 返回容器中最大元素个数 返回容器中当前元素个数 清除容器中所有元素
insert
swap begin end
插入元素
交换两个容器的元素 该函数两个版本返回iterator或const_iterator，引用容器第一个元素 该函数两个版本返回iterator或const_iterator,引用容器最后一个元素后面一位
Vector（不定长数组）
• 例题2：UVA101 The Blocks Problem • 题目：给你n个方块，有四种操作：
• • • • • • • • • • • 1.move a onto b，把a和b上面的方块都放回原来位置，然后把a放到b上面； 2.move a over b，把a上面的放回原处，然后把a放在b所在的方块堆的上面； 3.pile a onto b，把b上面的放回原来位置，然后把a和a上面的方块整体放到b上面； 4.pile a over b，把a和a上面的方块整体放到b所在堆的上面。 1.将a上面的还原init_place(a)； 2.将a和上面的（可以没有上面的）放到b上面pile_a_to_b(a,b)。 那么上述的四组操作就变成下面了： 1.move a onto b，init_place(a)；init_place(b)；pile_a_to_b(a,b)； 2.move a over b，init_place(a)；pile_a_to_b(a,b)； 3.pile a onto b，init_place(b)；pile_a_to_b(a,b)； 4.pile a over b，pile_a_to_b(a,b)。