泛型程序设计与C++STL简介

泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
标准模板库相关概念和术语
算法
算法是STL中的核心，它它包含了70多个通用算法。可以分为四类： 不可变序列算法（non-modifying sequence algorithms）、可变序列 算法(mutating sequence algorithms)、排序及相关算法(sorting and related algorithms)和算术算法（numeric algorithms）。
泛型程序设计 与C++ STL简介 简介
本章主要内容
泛型程序设计及概念和术语 C++STL中的容器 中的容器 迭代器 标准C++库中的算法简介 库中的算法简介 标准 函数对象
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泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
泛型程序设计
泛型程序设计是继面向对象程序设计之后 的又一种程序设计方法。 的又一种程序设计方法。 泛型程序设计就是让程序写得通用， 泛型程序设计就是让程序写得通用，能够 适用于各种数据类型与数据结构， 适用于各种数据类型与数据结构，并且并 不损失程序效率。 不损失程序效率。面向对象与泛型程序设 计这两种程序设计方法并不矛盾， 计这两种程序设计方法并不矛盾，而是相 得益彰。 得益彰。 标准模板库( 标准模板库 Standard Temp late L ibrary，简称 是建立在C++中模板机 ，简称STL)是建立在 是建立在 中模板机 制上的泛型程序设计思想的实现。 制上的泛型程序设计思想的实现。
运行结果： 运行结果：
C++STL C++STL 中 的 容 器
there are 3 elements in the vector. Hello C++ Love there are 4 elements in the vector. welcom to C++ Hello C++ there are 0 elements in the vector. there are 3 elements in the vector. Hello C++ Love there are 2 elements in the vector. Hello C++
C++STL C++STL 中 的 容 器
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例2：向量容器中元素的添加和删除 ：
int main() { string str[3]={"Hello", "C++", "Love"}; vector<string> vec1; //将str至str+3之间的元素插入vec1， vec1.insert(vec1.begin(),str,str+3); vector<string> vec2;
C++STL C++STL 中 的 容 器
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运行结果： 运行结果：
C++STL C++STL 中 的 容 器
nval's size is:0 and the capacity is:0 nval's size is:1 and the capacity is:1 nval's size is:5 and the capacity is:6 nval's size is:9 and the capacity is:9 nval's size is:13 and the capacity is:13 nval's size is:17 and the capacity is:19
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泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
标准模板库相关概念和术语
容器
容器是存放其他对象的对象。比如我们常见的C++内置数组，从广义 上讲也属于一种容器。容器可以存放同一种类型的一组元素或对象， 称为同类容器类（homogenous constainer）；或者存放不同类型的的 元素或对象时，称为异类容器类（heterogenous constainer）。对于 STL容器库，其包含了两类容器，一种为顺序容器（sequence contsainer），另一种为关联容器（associative container）。
//将vec1.begin()至vec1.end()之间的元素插入到vec2，等效于将vec1复制到vec2中，
C++STL C++STL 中 的 容 器
}
vec2.insert(vec2.end(),vec1.begin(),vec1.end()); vec2.insert(vec2.begin(),1,"welcom to C++");//在vec2.begin()前插入字符串 display(vec1); display(vec2); vec1.clear();//清除整个vec1 display(vec1); vec2.erase(vec2.begin());//删除vec2的首元素 display(vec2); vec2.pop_back();//删除vec2的末尾元素 display(vec2); 15
函数对象
函数对象是STL提供的四种组件中的一种，它是定义了操作符【 operator( )】的对象。在C++中，除了定义了操作符operator( )的对 象之外，普通函数或者函数指针也满足函数对象的特征。结合函数 模板的使用，函数对象使得STL更加灵活和方便，同时也使得代码更 为高效。本章在15.5小节将单独介绍函数对象。
迭代器
在C++中，我们经常使用指针。而迭代器就是相当于指针，它提供了 一种一般化的方法使得C++程序能够访问不同数据类型的顺序或者关 联容器中的每一个元素，我们可以称它为“泛型指针”。 STL定义了五种迭代器类型，前向迭代器（forward iterator），双向迭 代器(bidirectional iterator)，输入迭代器(input iterator)，输出迭代器 4 (output iterator)，随机访问迭代器(random access iterator)。
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容器接口
接口
操作 Size() Max_size() Empty() Swap（） 说明 返回容器元素个数 返回容器最大的规模 判断容器是否为空，是，则返回true 交换两个容器的所有元素
顺序容器
顺序容器
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。
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例15-1：建立一个整型向量容器 ：
#include <iostream> #include <vector> //使用向量容器须包含的头文件 #include <iomanip> using namespace std; const int n=5; int main() { int array[n]={12,4,5,9,1}; vector<int> vec1; // 构造1：定义一个空的整型向量容器vec1 int i; for(i=0; i<n; i++) //赋值 { // vec1[i]=array[i]; //错误,因为vec1还没有分配内存空间 vec1.push_back(array[i]); //压入向量尾部 } vector<int> vec2(vec1); // 构造2：拷贝构造vec2 vector<int> vec3(array,array+3);// 构造3：用array到array+3的值初始化 11 vector<int> vec4(n,3);// 构造4：用n个3初始化向量
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泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
标准模板库相关概念和术语
容器接口
STL为容器提供了一些公共接口，这些公共接口是通用的，也可以说 是泛型的。这些都是容器设计的规范，对于容器而言，定义的公共 接口主要有以下几个部分： 通用运算 a==b a!=b a<b a>b a<=b a>=b r=b 说明 同类容器的相等比较操作，判断是否相等，相等则 为true 同类容器的不等比较操作，判断是否不等，不等则 为true 两个容器大小判断，首先判断size，接着判断元素 值，a<b则true 与上同，不过a>b时为true 等同于！（a>b） 等同与！（a<b） 赋值操作
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泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 egin（） end（） rbegin（） rend（） 说明 返回一个指向容器第一个元素的迭代器 返回一个指向容器末尾元素的迭代器 返回一个逆向迭代器，指向反序后的首元素 返回一个逆向迭代器，指向反序后的末尾元素
器
接口
泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
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泛 型 程 序 设 计 及 概 念 和 术 语
标准模板库相关概念和术语
适配器(adapter) 适配器
适配器是一种接口类，可以认为是标准组件的改装。通过修改其它 类的接口，使适配器满足一定需求，可分为容器适配器、迭代器适 配器和函数对象适配器三种。
分配器(allocator) 分配器
分配器是STL提供的一种内存管理类模块。每种STL容器都是用了一 种分配器类，用来封装程序所用的内存分配模式的信息。不同的内 存分配模式采用不同的方法从 操作系统中检索内存。分配器类可以 封装许多方面的信息，包括指针、常量指针、引用、常量引用、对 象大小、不同类型指针之间的差别、分配函数与释放函数、以及一 些函数的信息。分配器上的所有操作都具有分摊常量的运行时间。