C++STL简介

// 将排序结果输出到标准输出设备 for (int i = 0; i < num.size(); i ++) cout << num[i] << "\n";
}
C++STL简介



#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <iterator> using namespace std; void main(void) { typedef vector<int> int_vector; typedef istream_iterator<int> istream_itr; typedef ostream_iterator<int> ostream_itr; typedef back_insert_iterator< int_vector > back_ins_itr; // STL中的vector容器 int_vector num; // 从标准输入设备读入整数， // 直到输入的是非整型数据为止 copy(istream_itr(cin), istream_itr(), back_ins_itr(num)); // STL中的排序算法 sort(num.begin(), num.end()); // 将排序结果输出到标准输出设备 copy(num.begin(), num.end(), ostream_itr(cout, "\n")); }
STL 六大组件

适配器(adapter)
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。
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#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; void main(void) { vector<int> num; // STL中的vector容器 int element; // 从标准输入设备读入整数， // 直到输入的是非整型数据为止 while (cin >> element) num.push_back(element); // STL中的排序算法 sort(num.begin(), num.end());
#include <iostream> template <class T> T min(T a[],int n) { int i; T minv=a[0]; for( i = 1;i < n ; i++){ if(minv>a[i]) minv=a[i]; } return minv; }
Fra Baidu bibliotek
<<min(a,9)<< endl;

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STL 六大组件

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）。

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(output iterator)，随机访问迭代器(random access iterator)。
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容器概述 C++STL


中 的 容 器
对象被插入容器中时，被插入的是对 象的一个复制品。 许多算法，比如排序，查找，要求对 容器中的元素进行比较，所以，放入 容器的对象所属的类，还应该实现 == 和 < 运算符。
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顺序容器简介
1) vector 头文件 <vector>
// 从标准输入设备读入整数，同时累计输入个数， // 直到输入的是非整型数据为止 int n; for (n = 0; cin >> num[n]; n ++); // 比较两个数的大小，
// C标准库中的快速排序（quick-sort）函数 qsort(num, n, sizeof(int), compare);
实际上就是个动态数组。随机存取任何元素都能在常数时 间完成。在尾端增删元素具有较佳的性能。
2) deque 头文件 <deque>
也是个动态数组，随机存取任何元素都能在常数时间完成 (但性能次于vector)。在两端增删元素具有较佳的性能。
3) list
头文件 <list>
双向链表，在任何位置增删元素都能在常数时间完成。不 支持随机存取。 上述三种容器称为顺序容器，是因为元素的插入位置同元 素的值无关。
内容
向量 双头队列 链表 集合与多重集合 映射与多重映射 栈 队列与优先队列
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STL 六大组件
容器（Container） 迭代器（Iterator） 算法（Algorithm） 仿函数（Function object） 适配器（Adaptor） 分配器 （allocator）
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C++模板

函数模板(function template)
– 是独立于类型的函数 – 可产生函数的特定版本

类模板(class template)
– 跟类相关的模板，如vector – 可产生类对特定类型的版本，如 vector<int>
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求最大值模板函数实现
1.求两个数最大值，使用模板 template < class T > T max(T a , T b){ return ( a > b ) ? a , b; } 2.template < 模板形参表> <返回值类型> <函数名>（模板函数形参表） { //函数定义体 }
// 将排序结果输出到标准输出设备 for (int i = 0; i < n; i ++) cout << num[i] << "\n"; }
// 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2小，则返回-1 // 如果*(int *)arg1比*(int *)arg2大，则返回1 // 如果*(int *)arg1等于*(int *)arg2，则返回0 int compare(const void *arg1, const void *arg2) { return (*(int *)arg1 < *(int *)arg2) ? 1: (*(int *)arg1 > *(int *)arg2) ? 1 : 0; }
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STL概述


一个具有工业强度的，高效的C++程序库。 它被容纳于C++标准程序库（C++ Standard Library）中，是ANSI/ISO C++标准中最新的也是 极具革命性的一部分。 该库包含了诸多在计算机科学领域里所常用的基 本数据结构和基本算法。 为广大C++程序员们提供了一个可扩展的应用框架 ，高度体现了软件的可复用性 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。
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C++STL简介
模板例子： 编写一个对具有n个元素的数组a[ ]求最小值的 程序，要求将求最小值的函数设计成函数模板。
void main() { ina a[]={1,3,0,2,7,6,4,5,2}; double b[]={1.2,-3.4,6.8,9,8}; cout<<”a数组的最小值为：”
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引例

大致功能是：从标准输入设备（一般是键盘）读 入一些整型数据，然后对它们进行排序，最终将 结果输出到标准输出设备（一般是显示器屏幕）
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int compare(const void *arg1, const void *arg2); void main(void) { const int max_size = 10; // 数组允许元素的最大个数 int num[max_size]; // 整型数组
cout<<”b数组的最小值为：” <<min(b,4)<<endl; } 此程序的运行结果为： a数组的最小值为：0
b数组的最小值为：-3.4
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模板优缺点


函数模板方法克服了C语言解决上述问题时用大 量不同函数名表示相似功能的坏习惯 克服了宏定义不能进行参数类型检查的弊端 克服了C++函数重载用相同函数名字重写几个函 数的繁琐 缺点，调试比较困难 – 一般先写一个特殊版本的函数 – 运行正确后，改成模板函数
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Standard Template Library
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主要内容


STL概述
容器


迭代器
算法

函数对象
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STL概述

STL就是建立在模板函数和模板类基 础之上的功能强大的库
– 模板函数可以实现一般化的常用算法（ 如统计、排序、查找等） – 模板类可以实现支持几乎所有类型的容 器，用来实现常用的数据结构（如链表 、栈、队列、平衡二叉树等）
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主要内容


STL概述
容器


迭代器
算法

函数对象
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容器概述 C++STL


中 的 容 器
可以用于存放各种类型的数据（基本类型的变量，对象等）的数 据结构。 容器分为三大类： 1) 顺序容器 vector：后部插入/删除，直接访问 deque：前/后部插入/删除，直接访问 list：双向链表，任意位置插入/删除 2)关联容器 set：快速查找，无重复元素 multiset ：快速查找，可有重复元素 map：一对一映射，无重复元素，基于关键字查找 multimap ：一对一映射，可有重复元素，基于关键字查找 前2者合称为第一类容器 3)容器适配器 stack：LIFO queue：FIFO priority_queue：优先级高的元素先出
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STL头文件一览
头文件
<iterator> <utility> <memory> <algorithm> <functional> <numeric>
内容
迭代器 辅助功能 内存管理 算法 函数对象 数值运算
头文件
<vector> <deque> <list> <set> <map> <stack> <queue>

仿函数：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 。
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STL 六大组件

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）。