本文摘自黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难课程讲义

C++提高编程

• 本阶段主要针对C++泛型编程和STL技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用

1 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

模板的特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架
• 模板的通用并不是万能的

1.2 函数模板

• C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板

• C++提供两种模板机制:函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

template — 声明创建模板

typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	
	//swapInt(a, b);

	//利用模板实现交换
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);

	//2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template
• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

示例：

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}


// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
	//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}


// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
	cout << "func 调用" << endl;
}

void test02()
{
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

• 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型

1.2.3 函数模板案例

案例描述：

• 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
• 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
• 分别利用char数组和int数组进行测试

示例：

//交换的函数模板
template<typename T>
void mySwap(T &a, T&b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}


template<class T> // 也可以替换成typename
//利用选择排序，进行对数组从大到小的排序
void mySort(T arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		int max = i; //最大数的下标
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			if (arr[max] < arr[j])
			{
				max = j;
			}
		}
		if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者
		{
			mySwap(arr[max], arr[i]);
		}
	}
}
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {

	for (int i = 0; i < len; i++) {
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	//测试char数组
	char charArr[] = "bdcfeagh";
	int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
	mySort(charArr, num);
	printArray(charArr, num);
}

void test02()
{
	//测试int数组
	int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
	int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
	mySort(intArr, num);
	printArray(intArr, num);
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：模板可以提高代码复用，需要熟练掌握

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

示例：

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
	return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)  
{
	return a + b;
}

//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';
	
	cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99

	//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换

	myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3. 函数模板也可以发生重载
4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

示例：

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b) 
{ 
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) 
{ 
	cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test01()
{
	//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
	// 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b); //调用普通函数

	//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b); //调用函数模板

	//3、函数模板也可以发生重载
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板

	//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

1.2.6 模板的局限性

局限性：

• 模板的通用性并不是万能的

例如：

	template<class T>
	void f(T a, T b)
	{ 
    	a = b;
    }

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了

再例如：

	template<class T>
	void f(T a, T b)
	{ 
    	if(a > b) { ... }
    }

在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行

因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

示例：

#include<iostream>using namespace std;#include <string>class Person{public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	string m_Name;	int m_Age;};//普通函数模板template<class T>bool myCompare(T& a, T& b){	if (a == b)	{		return true;	}	else	{		return false;	}}//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型//具体化优先于常规模板template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2){	if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)	{		return true;	}	else	{		return false;	}}void test01(){	int a = 10;	int b = 20;	//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板	bool ret = myCompare(a, b);	if (ret)	{		cout << "a == b " << endl;	}	else	{		cout << "a != b " << endl;	}}void test02(){	Person p1("Tom", 10);	Person p2("Tom", 10);	//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板	//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型	bool ret = myCompare(p1, p2);	if (ret)	{		cout << "p1 == p2 " << endl;	}	else	{		cout << "p1 != p2 " << endl;	}}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
• 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：

• 建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>类

解释：

template — 声明创建模板

typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include <string>//类模板template<class NameType, class AgeType> class Person{public:	Person(NameType name, AgeType age)	{		this->mName = name;		this->mAge = age;	}	void showPerson()	{		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;	}public:	NameType mName;	AgeType mAge;};void test01(){	// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型	Person<string, int>P1("孙悟空", 999);	P1.showPerson();}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，此类称为类模板

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式
2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数

示例：

#include <string>//类模板template<class NameType, class AgeType = int> class Person{public:	Person(NameType name, AgeType age)	{		this->mName = name;		this->mAge = age;	}	void showPerson()	{		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;	}public:	NameType mName;	AgeType mAge;};//1、类模板没有自动类型推导的使用方式void test01(){	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导	Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板	p.showPerson();}//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数void test02(){	Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数	p.showPerson();}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 类模板使用只能用显示指定类型方式
• 类模板中的模板参数列表可以有默认参数

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建
• 类模板中的成员函数在调用时才创建

示例：

class Person1{public:	void showPerson1()	{		cout << "Person1 show" << endl;	}};class Person2{public:	void showPerson2()	{		cout << "Person2 show" << endl;	}};template<class T>class MyClass{public:	T obj;	//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成	void fun1() { obj.showPerson1(); }	void fun2() { obj.showPerson2(); }};void test01(){	MyClass<Person1> m;		m.fun1();	//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：类模板中的成员函数并不是一开始就创建的，在调用时才去创建

1.3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：

• 类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

1. 指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
2. 参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
3. 整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递

示例：

#include <string>//类模板template<class NameType, class AgeType = int> class Person{public:	Person(NameType name, AgeType age)	{		this->mName = name;		this->mAge = age;	}	void showPerson()	{		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;	}public:	NameType mName;	AgeType mAge;};//1、指定传入的类型void printPerson1(Person<string, int> &p) {	p.showPerson();}void test01(){	Person <string, int >p("孙悟空", 100);	printPerson1(p);}//2、参数模板化template <class T1, class T2>void printPerson2(Person<T1, T2>&p){	p.showPerson();	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;}void test02(){	Person <string, int >p("猪八戒", 90);	printPerson2(p);}//3、整个类模板化template<class T>void printPerson3(T & p){	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;	p.showPerson();}void test03(){	Person <string, int >p("唐僧", 30);	printPerson3(p);}int main() {	test01();	test02();	test03();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
• 使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
• 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
• 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

示例：

template<class T>class Base{	T m;};//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承class Son :public Base<int> //必须指定一个类型{};void test01(){	Son c;}//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型template<class T1, class T2>class Son2 :public Base<T2>{public:	Son2()	{		cout << typeid(T1).name() << endl;		cout << typeid(T2).name() << endl;	}};void test02(){	Son2<int, char> child1;}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型

1.3.6 类模板成员函数类外实现

学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

示例：

#include <string>//类模板中成员函数类外实现template<class T1, class T2>class Person {public:	//成员函数类内声明	Person(T1 name, T2 age);	void showPerson();public:	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//构造函数 类外实现template<class T1, class T2>Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {	this->m_Name = name;	this->m_Age = age;}//成员函数 类外实现template<class T1, class T2>void Person<T1, T2>::showPerson() {	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;}void test01(){	Person<string, int> p("Tom", 20);	p.showPerson();}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表

1.3.7 类模板分文件编写

学习目标：

• 掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式

问题：

• 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

• 解决方式1：直接包含.cpp源文件
• 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

示例：

person.hpp中代码：

#pragma once#include <iostream>using namespace std;#include <string>template<class T1, class T2>class Person {public:	Person(T1 name, T2 age);	void showPerson();public:	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//构造函数 类外实现template<class T1, class T2>Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {	this->m_Name = name;	this->m_Age = age;}//成员函数 类外实现template<class T1, class T2>void Person<T1, T2>::showPerson() {	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;}

类模板分文件编写.cpp中代码

#include<iostream>using namespace std;//#include "person.h"#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp#include "person.hpp"void test01(){	Person<string, int> p("Tom", 10);	p.showPerson();}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

1.3.8 类模板与友元

学习目标：

• 掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现

全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可

全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

示例：

#include <string>//2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元template<class T1, class T2> class Person;//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); template<class T1, class T2>void printPerson2(Person<T1, T2> & p){	cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;}template<class T1, class T2>class Person{	//1、全局函数配合友元   类内实现	friend void printPerson(Person<T1, T2> & p)	{		cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;	}	//全局函数配合友元  类外实现	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);public:	Person(T1 name, T2 age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}private:	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//1、全局函数在类内实现void test01(){	Person <string, int >p("Tom", 20);	printPerson(p);}//2、全局函数在类外实现void test02(){	Person <string, int >p("Jerry", 30);	printPerson2(p);}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

1.3.9 类模板案例

案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：

• 可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
• 将数组中的数据存储到堆区
• 构造函数中可以传入数组的容量
• 提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
• 提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
• 可以通过下标的方式访问数组中的元素
• 可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

示例：

myArray.hpp中代码

#pragma once#include <iostream>using namespace std;template<class T>class MyArray{public:    	//构造函数	MyArray(int capacity)	{		this->m_Capacity = capacity;		this->m_Size = 0;		pAddress = new T[this->m_Capacity];	}	//拷贝构造	MyArray(const MyArray & arr)	{		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;		this->m_Size = arr.m_Size;		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)		{			//如果T为对象，而且还包含指针，必须需要重载 = 操作符，因为这个等号不是 构造 而是赋值，			// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];		}	}	//重载= 操作符  防止浅拷贝问题	MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {		if (this->pAddress != NULL) {			delete[] this->pAddress;			this->m_Capacity = 0;			this->m_Size = 0;		}		this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;		this->m_Size = myarray.m_Size;		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {			this->pAddress[i] = myarray[i];		}		return *this;	}	//重载[] 操作符  arr[0]	T& operator [](int index)	{		return this->pAddress[index]; //不考虑越界，用户自己去处理	}	//尾插法	void Push_back(const T & val)	{		if (this->m_Capacity == this->m_Size)		{			return;		}		this->pAddress[this->m_Size] = val;		this->m_Size++;	}	//尾删法	void Pop_back()	{		if (this->m_Size == 0)		{			return;		}		this->m_Size--;	}	//获取数组容量	int getCapacity()	{		return this->m_Capacity;	}	//获取数组大小	int	getSize()	{		return this->m_Size;	}	//析构	~MyArray()	{		if (this->pAddress != NULL)		{			delete[] this->pAddress;			this->pAddress = NULL;			this->m_Capacity = 0;			this->m_Size = 0;		}	}private:	T * pAddress;  //指向一个堆空间，这个空间存储真正的数据	int m_Capacity; //容量	int m_Size;   // 大小};

类模板案例—数组类封装.cpp中

#include "myArray.hpp"#include <string>void printIntArray(MyArray<int>& arr) {	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {		cout << arr[i] << " ";	}	cout << endl;}//测试内置数据类型void test01(){	MyArray<int> array1(10);	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		array1.Push_back(i);	}	cout << "array1打印输出：" << endl;	printIntArray(array1);	cout << "array1的大小：" << array1.getSize() << endl;	cout << "array1的容量：" << array1.getCapacity() << endl;	cout << "--------------------------" << endl;	MyArray<int> array2(array1);	array2.Pop_back();	cout << "array2打印输出：" << endl;	printIntArray(array2);	cout << "array2的大小：" << array2.getSize() << endl;	cout << "array2的容量：" << array2.getCapacity() << endl;}//测试自定义数据类型class Person {public:	Person() {} 		Person(string name, int age) {		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}public:	string m_Name;	int m_Age;};void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr){	for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {		cout << "姓名：" << personArr[i].m_Name << " 年龄： " << personArr[i].m_Age << endl;	}}void test02(){	//创建数组	MyArray<Person> pArray(10);	Person p1("孙悟空", 30);	Person p2("韩信", 20);	Person p3("妲己", 18);	Person p4("王昭君", 15);	Person p5("赵云", 24);	//插入数据	pArray.Push_back(p1);	pArray.Push_back(p2);	pArray.Push_back(p3);	pArray.Push_back(p4);	pArray.Push_back(p5);	printPersonArray(pArray);	cout << "pArray的大小：" << pArray.getSize() << endl;	cout << "pArray的容量：" << pArray.getCapacity() << endl;}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

能够利用所学知识点实现通用的数组

2 STL初识

2.1 STL的诞生

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西

• C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升

• 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作

• 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

2.2 STL基本概念

• STL(Standard Template Library,标准模板库)
• STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
• 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
• STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

2.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

2.4 STL中容器、算法、迭代器

**容器：**置物之所也

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

​ 序列式容器:强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
​ 关联式容器:二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

**算法：**问题之解法也

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法和非质变算法。

质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等

非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

**迭代器：**容器和算法之间粘合剂

提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、–，
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器	读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

2.5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

2.5.1 vector存放内置数据类型

容器： vector

算法： for_each

迭代器： vector<int>::iterator

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>

void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01() {

	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式：
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	
	//第二种遍历方式：
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;

	//第三种遍历方式：
	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

2.5.2 Vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

示例：

#include <vector>#include <string>//自定义数据类型class Person {public:	Person(string name, int age) {		mName = name;		mAge = age;	}public:	string mName;	int mAge;};//存放对象void test01() {	vector<Person> v;	//创建数据	Person p1("aaa", 10);	Person p2("bbb", 20);	Person p3("ccc", 30);	Person p4("ddd", 40);	Person p5("eee", 50);	v.push_back(p1);	v.push_back(p2);	v.push_back(p3);	v.push_back(p4);	v.push_back(p5);	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;	}}//放对象指针void test02() {	vector<Person*> v;	//创建数据	Person p1("aaa", 10);	Person p2("bbb", 20);	Person p3("ccc", 30);	Person p4("ddd", 40);	Person p5("eee", 50);	v.push_back(&p1);	v.push_back(&p2);	v.push_back(&p3);	v.push_back(&p4);	v.push_back(&p5);	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		Person * p = (*it);		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;	}}int main() {	test01();    	test02();	system("pause");	return 0;}

2.5.3 Vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

示例：

#include <vector>//容器嵌套容器void test01() {	vector< vector<int> >  v;	vector<int> v1;	vector<int> v2;	vector<int> v3;	vector<int> v4;	for (int i = 0; i < 4; i++) {		v1.push_back(i + 1);		v2.push_back(i + 2);		v3.push_back(i + 3);		v4.push_back(i + 4);	}	//将容器元素插入到vector v中	v.push_back(v1);	v.push_back(v2);	v.push_back(v3);	v.push_back(v4);	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {			cout << *vit << " ";		}		cout << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

3 STL- 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质：

• string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

• char * 是一个指针
• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

string 类内部封装了很多成员方法

例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert

string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

• string(); //创建一个空的字符串 例如: string str;
  string(const char* s); //使用字符串s初始化
• string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象
• string(int n, char c); //使用n个字符c初始化

示例：

#include <string>
//string构造
void test01()
{
	string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
	cout << "str1 = " << s1 << endl;

	const char* str = "hello world";
	string s2(str); //把c_string转换成了string

	cout << "str2 = " << s2 << endl;

	string s3(s2); //调用拷贝构造函数
	cout << "str3 = " << s3 << endl;

	string s4(10, 'a');
	cout << "str3 = " << s3 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.1.3 string赋值操作

功能描述：

• 给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

• string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
• string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
• string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
• string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
• string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

示例：

//赋值void test01(){	string str1;	str1 = "hello world";	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str2;	str2 = str1;	cout << "str2 = " << str2 << endl;	string str3;	str3 = 'a';	cout << "str3 = " << str3 << endl;	string str4;	str4.assign("hello c++");	cout << "str4 = " << str4 << endl;	string str5;	str5.assign("hello c++",5);	cout << "str5 = " << str5 << endl;	string str6;	str6.assign(str5);	cout << "str6 = " << str6 << endl;	string str7;	str7.assign(5, 'x');	cout << "str7 = " << str7 << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

​ string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

3.1.4 string字符串拼接

功能描述：

• 实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

• string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
• string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
• string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
• string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
• string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
• string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str)
• string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

示例：

//字符串拼接void test01(){	string str1 = "我";	str1 += "爱玩游戏";	cout << "str1 = " << str1 << endl;		str1 += ':';	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str2 = "LOL DNF";	str1 += str2;	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str3 = "I";	str3.append(" love ");	str3.append("game abcde", 4);	//str3.append(str2);	str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾	cout << "str3 = " << str3 << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

3.1.5 string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
• int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
• int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
• int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
• string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
• string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

示例：

//查找和替换void test01(){	//查找	string str1 = "abcdefgde";	int pos = str1.find("de");	if (pos == -1)	{		cout << "未找到" << endl;	}	else	{		cout << "pos = " << pos << endl;	}		pos = str1.rfind("de");	cout << "pos = " << pos << endl;}void test02(){	//替换	string str1 = "abcdefgde";	str1.replace(1, 3, "1111");	cout << "str1 = " << str1 << endl;}int main() {	//test01();	//test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左
• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

3.1.6 string字符串比较

功能描述：

• 字符串之间的比较

比较方式：

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

• int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
• int compare(const char *s) const; //与字符串s比较

示例：

//字符串比较void test01(){	string s1 = "hello";	string s2 = "aello";	int ret = s1.compare(s2);	if (ret == 0) {		cout << "s1 等于 s2" << endl;	}	else if (ret > 0)	{		cout << "s1 大于 s2" << endl;	}	else	{		cout << "s1 小于 s2" << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

3.1.7 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

• char& operator[](int n); //通过[]方式取字符
• char& at(int n); //通过at方法获取字符

示例：

void test01(){	string str = "hello world";	for (int i = 0; i < str.size(); i++)	{		cout << str[i] << " ";	}	cout << endl;	for (int i = 0; i < str.size(); i++)	{		cout << str.at(i) << " ";	}	cout << endl;	//字符修改	str[0] = 'x';	str.at(1) = 'x';	cout << str << endl;	}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

3.1.8 string插入和删除

功能描述：

• 对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

• string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
• string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
• string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
• string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

示例：

//字符串插入和删除void test01(){	string str = "hello";	str.insert(1, "111");	cout << str << endl;	str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符	cout << str << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**插入和删除的起始下标都是从0开始

3.1.9 string子串

功能描述：

• 从字符串中获取想要的子串

函数原型：

• string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

示例：

//子串void test01(){	string str = "abcdefg";	string subStr = str.substr(1, 3);	cout << "subStr = " << subStr << endl;	string email = "hello@sina.com";	int pos = email.find("@");	string username = email.substr(0, pos);	cout << "username: " << username << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器

函数原型：

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);
	
	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

**总结：**vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.2.3 vector赋值操作

功能描述：

• 给vector容器进行赋值

函数原型：

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//赋值操作void test01(){	vector<int> v1; //无参构造	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	vector<int>v2;	v2 = v1;	printVector(v2);	vector<int>v3;	v3.assign(v1.begin(), v1.end());	printVector(v3);	vector<int>v4;	v4.assign(10, 100);	printVector(v4);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• empty(); //判断容器是否为空

• capacity(); //容器的容量

• size(); //返回容器中元素的个数

• resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}void test01(){	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	if (v1.empty())	{		cout << "v1为空" << endl;	}	else	{		cout << "v1不为空" << endl;		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;		cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;	}	//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充	v1.resize(15,10);	printVector(v1);	//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除	v1.resize(5);	printVector(v1);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 返回容器容量 — capacity
• 重新指定大小 — resize

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素

示例：

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//插入和删除void test01(){	vector<int> v1;	//尾插	v1.push_back(10);	v1.push_back(20);	v1.push_back(30);	v1.push_back(40);	v1.push_back(50);	printVector(v1);	//尾删	v1.pop_back();	printVector(v1);	//插入	v1.insert(v1.begin(), 100);	printVector(v1);	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);	printVector(v1);	//删除	v1.erase(v1.begin());	printVector(v1);	//清空	v1.erase(v1.begin(), v1.end());	v1.clear();	printVector(v1);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 尾插 — push_back
• 尾删 — pop_back
• 插入 — insert (位置迭代器)
• 删除 — erase （位置迭代器）
• 清空 — clear

3.2.6 vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <vector>void test01(){	vector<int>v1;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v1.push_back(i);	}	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)	{		cout << v1[i] << " ";	}	cout << endl;	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)	{		cout << v1.at(i) << " ";	}	cout << endl;	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;	cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

3.2.7 vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

#include <vector>void printVector(vector<int>& v) {	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}void test01(){	vector<int>v1;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	vector<int>v2;	for (int i = 10; i > 0; i--)	{		v2.push_back(i);	}	printVector(v2);	//互换容器	cout << "互换后" << endl;	v1.swap(v2);	printVector(v1);	printVector(v2);}void test02(){	vector<int> v;	for (int i = 0; i < 100000; i++) {		v.push_back(i);	}	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;	v.resize(3);	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;	//收缩内存	vector<int>(v).swap(v); //匿名对象	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

• reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

示例：

#include <vector>void test01(){	vector<int> v;	//预留空间	v.reserve(100000);	int num = 0;	int* p = NULL;	for (int i = 0; i < 100000; i++) {		v.push_back(i);		if (p != &v[0]) {			p = &v[0];			num++;		}	}	cout << "num:" << num << endl;}int main() {	test01();    	system("pause");	return 0;}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

功能：

• 双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与vector区别：

• vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
• deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
• vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

deque内部工作原理:

deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据

中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

• deque容器的迭代器也是支持随机访问的

3.3.2 deque构造函数

功能描述：

• deque容器构造

函数原型：

• deque<T> deqT; //默认构造形式
• deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//deque构造void test01() {	deque<int> d1; //无参构造函数	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());	printDeque(d2);	deque<int>d3(10,100);	printDeque(d3);	deque<int>d4 = d3;	printDeque(d4);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

3.3.3 deque赋值操作

功能描述：

• 给deque容器进行赋值

函数原型：

• deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//赋值操作void test01(){	deque<int> d1;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	deque<int>d2;	d2 = d1;	printDeque(d2);	deque<int>d3;	d3.assign(d1.begin(), d1.end());	printDeque(d3);	deque<int>d4;	d4.assign(10, 100);	printDeque(d4);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

3.3.4 deque大小操作

功能描述：

• 对deque容器的大小进行操作

函数原型：

• deque.empty(); //判断容器是否为空

• deque.size(); //返回容器中元素的个数

• deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//大小操作void test01(){	deque<int> d1;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	//判断容器是否为空	if (d1.empty()) {		cout << "d1为空!" << endl;	}	else {		cout << "d1不为空!" << endl;		//统计大小		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;	}	//重新指定大小	d1.resize(15, 1);	printDeque(d1);	d1.resize(5);	printDeque(d1);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• deque没有容量的概念
• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 重新指定个数 — resize

3.3.5 deque 插入和删除

功能描述：

• 向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

两端插入操作：

• push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
• push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
• pop_back(); //删除容器最后一个数据
• pop_front(); //删除容器第一个数据

指定位置操作：

• insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

• insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

• insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

• clear(); //清空容器的所有数据

• erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

• erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//两端操作void test01(){	deque<int> d;	//尾插	d.push_back(10);	d.push_back(20);	//头插	d.push_front(100);	d.push_front(200);	printDeque(d);	//尾删	d.pop_back();	//头删	d.pop_front();	printDeque(d);}//插入void test02(){	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	printDeque(d);	d.insert(d.begin(), 1000);	printDeque(d);	d.insert(d.begin(), 2,10000);	printDeque(d);	deque<int>d2;	d2.push_back(1);	d2.push_back(2);	d2.push_back(3);	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());	printDeque(d);}//删除void test03(){	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	printDeque(d);	d.erase(d.begin());	printDeque(d);	d.erase(d.begin(), d.end());	d.clear();	printDeque(d);}int main() {	//test01();	//test02();    test03();    	system("pause");	return 0;}

总结：

• 插入和删除提供的位置是迭代器！
• 尾插 — push_back
• 尾删 — pop_back
• 头插 — push_front
• 头删 — pop_front

3.3.6 deque 数据存取

功能描述：

• 对deque 中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//数据存取void test01(){	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {		cout << d[i] << " ";	}	cout << endl;	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {		cout << d.at(i) << " ";	}	cout << endl;	cout << "front:" << d.front() << endl;	cout << "back:" << d.back() << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

3.3.7 deque 排序

功能描述：

• 利用算法实现对deque容器进行排序

算法：

• sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

示例：

#include <deque>#include <algorithm>void printDeque(const deque<int>& d) {	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}void test01(){	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	printDeque(d);	sort(d.begin(), d.end());	printDeque(d);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可

3.4 案例-评委打分

3.4.1 案例描述

有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。

3.4.2 实现步骤

1. 创建五名选手，放到vector中
2. 遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
3. sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
4. deque容器遍历一遍，累加总分
5. 获取平均分

示例代码：

//选手类class Person{public:	Person(string name, int score)	{		this->m_Name = name;		this->m_Score = score;	}	string m_Name; //姓名	int m_Score;  //平均分};void createPerson(vector<Person>&v){	string nameSeed = "ABCDE";	for (int i = 0; i < 5; i++)	{		string name = "选手";		name += nameSeed[i];		int score = 0;		Person p(name, score);		//将创建的person对象 放入到容器中		v.push_back(p);	}}//打分void setScore(vector<Person>&v){	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	{		//将评委的分数 放入到deque容器中		deque<int>d;		for (int i = 0; i < 10; i++)		{			int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100			d.push_back(score);		}		//cout << "选手： " << it->m_Name << " 打分： " << endl;		//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)		//{		//	cout << *dit << " ";		//}		//cout << endl;		//排序		sort(d.begin(), d.end());		//去除最高和最低分		d.pop_back();		d.pop_front();		//取平均分		int sum = 0;		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)		{			sum += *dit; //累加每个评委的分数		}		int avg = sum / d.size();		//将平均分 赋值给选手身上		it->m_Score = avg;	}}void showScore(vector<Person>&v){	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	{		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 平均分： " << it->m_Score << endl;	}}int main() {	//随机数种子	srand((unsigned int)time(NULL));	//1、创建5名选手	vector<Person>v;  //存放选手容器	createPerson(v);	//测试	//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	//{	//	cout << "姓名： " << (*it).m_Name << " 分数： " << (*it).m_Score << endl;	//}	//2、给5名选手打分	setScore(v);	//3、显示最后得分	showScore(v);	system("pause");	return 0;}

总结： 选取不同的容器操作数据，可以提升代码的效率

3.5 stack容器

3.5.1 stack 基本概念

概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据称为 — 入栈 push

栈中弹出数据称为 — 出栈 pop

3.5.2 stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

• stack<T> stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
• stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

• stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //向栈顶添加元素
• pop(); //从栈顶移除第一个元素
• top(); //返回栈顶元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

示例：

#include <stack>//栈容器常用接口void test01(){	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出	stack<int> s;	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈	s.push(10);	s.push(20);	s.push(30);	while (!s.empty()) {		//输出栈顶元素		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;		//弹出栈顶元素		s.pop();	}	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 入栈 — push
• 出栈 — pop
• 返回栈顶 — top
• 判断栈是否为空 — empty
• 返回栈大小 — size

3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 — 入队 push

队列中出数据称为 — 出队 pop

生活中的队列：

3.6.2 queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

• queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
• queue(const queue &que); //拷贝构造函数

赋值操作：

• queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //往队尾添加元素
• pop(); //从队头移除第一个元素
• back(); //返回最后一个元素
• front(); //返回第一个元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

示例：

#include <queue>#include <string>class Person{public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	string m_Name;	int m_Age;};void test01() {	//创建队列	queue<Person> q;	//准备数据	Person p1("唐僧", 30);	Person p2("孙悟空", 1000);	Person p3("猪八戒", 900);	Person p4("沙僧", 800);	//向队列中添加元素  入队操作	q.push(p1);	q.push(p2);	q.push(p3);	q.push(p4);	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问		while (!q.empty()) {		//输出队头元素		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name               << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;        		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name                << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;        		cout << endl;		//弹出队头元素		q.pop();	}	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 入队 — push
• 出队 — pop
• 返回队头元素 — front
• 返回队尾元素 — back
• 判断队是否为空 — empty
• 返回队列大小 — size

3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

**功能：**将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

• 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
• 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

• 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.7.2 list构造函数

功能描述：

• 创建list容器

函数原型：

• list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
• list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• list(const list &lst); //拷贝构造函数。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}void test01(){	list<int>L1;	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);	printList(L1);	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());	printList(L2);	list<int>L3(L2);	printList(L3);	list<int>L4(10, 1000);	printList(L4);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.7.3 list 赋值和交换

功能描述：

• 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
• list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
• swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//赋值和交换void test01(){	list<int>L1;	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);	printList(L1);	//赋值	list<int>L2;	L2 = L1;	printList(L2);	list<int>L3;	L3.assign(L2.begin(), L2.end());	printList(L3);	list<int>L4;	L4.assign(10, 100);	printList(L4);}//交换void test02(){	list<int>L1;	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);	list<int>L2;	L2.assign(10, 100);	cout << "交换前： " << endl;	printList(L1);	printList(L2);	cout << endl;	L1.swap(L2);	cout << "交换后： " << endl;	printList(L1);	printList(L2);}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

3.7.4 list 大小操作

功能描述：

• 对list容器的大小进行操作

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的个数

• empty(); //判断容器是否为空

• resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

    				    //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//大小操作void test01(){	list<int>L1;	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);	if (L1.empty())	{		cout << "L1为空" << endl;	}	else	{		cout << "L1不为空" << endl;		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;	}	//重新指定大小	L1.resize(10);	printList(L1);	L1.resize(2);	printList(L1);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 重新指定个数 — resize

3.7.5 list 插入和删除

功能描述：

• 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

• push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
• pop_back();//删除容器中最后一个元素
• push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
• pop_front();//从容器开头移除第一个元素
• insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• clear();//移除容器的所有数据
• erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
• remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <list>void printList(const list<int>& L) {	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//插入和删除void test01(){	list<int> L;	//尾插	L.push_back(10);	L.push_back(20);	L.push_back(30);	//头插	L.push_front(100);	L.push_front(200);	L.push_front(300);	printList(L);	//尾删	L.pop_back();	printList(L);	//头删	L.pop_front();	printList(L);	//插入	list<int>::iterator it = L.begin();	L.insert(++it, 1000);	printList(L);	//删除	it = L.begin();	L.erase(++it);	printList(L);	//移除	L.push_back(10000);	L.push_back(10000);	L.push_back(10000);	printList(L);	L.remove(10000);	printList(L);        //清空	L.clear();	printList(L);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 尾插 — push_back
• 尾删 — pop_back
• 头插 — push_front
• 头删 — pop_front
• 插入 — insert
• 删除 — erase
• 移除 — remove
• 清空 — clear

3.7.6 list 数据存取

功能描述：

• 对list容器中数据进行存取

函数原型：

• front(); //返回第一个元素。
• back(); //返回最后一个元素。

示例：

#include <list>//数据存取void test01(){	list<int>L1;	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);		//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据	//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;	//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问	list<int>::iterator it = L1.begin();	//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
• 返回第一个元素 — front
• 返回最后一个元素 — back

3.7.7 list 反转和排序

功能描述：

• 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

• reverse(); //反转链表
• sort(); //链表排序

示例：

void printList(const list<int>& L) {	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}bool myCompare(int val1 , int val2){	return val1 > val2;}//反转和排序void test01(){	list<int> L;	L.push_back(90);	L.push_back(30);	L.push_back(20);	L.push_back(70);	printList(L);	//反转容器的元素	L.reverse();	printList(L);	//排序	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大	printList(L);	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小	printList(L);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 反转 — reverse
• 排序 — sort （成员函数）

3.7.8 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

示例：

#include <list>#include <string>class Person {public:	Person(string name, int age , int height) {		m_Name = name;		m_Age = age;		m_Height = height;	}public:	string m_Name;  //姓名	int m_Age;      //年龄	int m_Height;   //身高};bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {		return p1.m_Height  > p2.m_Height;	}	else	{		return  p1.m_Age < p2.m_Age;	}}void test01() {	list<Person> L;	Person p1("刘备", 35 , 175);	Person p2("曹操", 45 , 180);	Person p3("孙权", 40 , 170);	Person p4("赵云", 25 , 190);	Person p5("张飞", 35 , 160);	Person p6("关羽", 35 , 200);	L.push_back(p1);	L.push_back(p2);	L.push_back(p3);	L.push_back(p4);	L.push_back(p5);	L.push_back(p6);	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age               << " 身高： " << it->m_Height << endl;	}	cout << "---------------------------------" << endl;	L.sort(ComparePerson); //排序	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age               << " 身高： " << it->m_Height << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序

• 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

3.8 set/ multiset 容器

3.8.1 set基本概念

简介：

• 所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

• set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

• set不允许容器中有重复的元素
• multiset允许容器中有重复的元素

3.8.2 set构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

• set<T> st; //默认构造函数：
• set(const set &st); //拷贝构造函数

赋值：

• set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s){	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//构造和赋值void test01(){	set<int> s1;	s1.insert(10);	s1.insert(30);	s1.insert(20);	s1.insert(40);	printSet(s1);	//拷贝构造	set<int>s2(s1);	printSet(s2);	//赋值	set<int>s3;	s3 = s2;	printSet(s3);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• set容器插入数据时用insert
• set容器插入数据的数据会自动排序

3.8.3 set大小和交换

功能描述：

• 统计set容器大小以及交换set容器

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s){	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//大小void test01(){	set<int> s1;		s1.insert(10);	s1.insert(30);	s1.insert(20);	s1.insert(40);	if (s1.empty())	{		cout << "s1为空" << endl;	}	else	{		cout << "s1不为空" << endl;		cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;	}}//交换void test02(){	set<int> s1;	s1.insert(10);	s1.insert(30);	s1.insert(20);	s1.insert(40);	set<int> s2;	s2.insert(100);	s2.insert(300);	s2.insert(200);	s2.insert(400);	cout << "交换前" << endl;	printSet(s1);	printSet(s2);	cout << endl;	cout << "交换后" << endl;	s1.swap(s2);	printSet(s1);	printSet(s2);}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 统计大小 — size
• 判断是否为空 — empty
• 交换容器 — swap

3.8.4 set插入和删除

功能描述：

• set容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

示例：

#include <set>void printSet(set<int> & s){	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//插入和删除void test01(){	set<int> s1;	//插入	s1.insert(10);	s1.insert(30);	s1.insert(20);	s1.insert(40);	printSet(s1);	//删除	s1.erase(s1.begin());	printSet(s1);	s1.erase(30);	printSet(s1);	//清空	//s1.erase(s1.begin(), s1.end());	s1.clear();	printSet(s1);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 插入 — insert
• 删除 — erase
• 清空 — clear

3.8.5 set查找和统计

功能描述：

• 对set容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

示例：

#include <set>//查找和统计void test01(){	set<int> s1;	//插入	s1.insert(10);	s1.insert(30);	s1.insert(20);	s1.insert(40);		//查找	set<int>::iterator pos = s1.find(30);	if (pos != s1.end())	{		cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;	}	else	{		cout << "未找到元素" << endl;	}	//统计	int num = s1.count(30);	cout << "num = " << num << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 查找 — find （返回的是迭代器）
• 统计 — count （对于set，结果为0或者1）

3.8.6 set和multiset区别

学习目标：

• 掌握set和multiset的区别

区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以
• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

示例：

#include <set>//set和multiset区别void test01(){	set<int> s;	pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);	if (ret.second) {		cout << "第一次插入成功!" << endl;	}	else {		cout << "第一次插入失败!" << endl;	}	ret = s.insert(10);	if (ret.second) {		cout << "第二次插入成功!" << endl;	}	else {		cout << "第二次插入失败!" << endl;	}    	//multiset	multiset<int> ms;	ms.insert(10);	ms.insert(10);	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 如果不允许插入重复数据可以利用set
• 如果需要插入重复数据利用multiset

3.8.7 pair对组创建

功能描述：

• 成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

• pair<type, type> p ( value1, value2 );
• pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

示例：

#include <string>//对组创建void test01(){	pair<string, int> p(string("Tom"), 20);	cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;	pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);	cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

两种方式都可以创建对组，记住一种即可

3.8.8 set容器排序

学习目标：

• set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：

• 利用仿函数，可以改变排序规则

示例一 set存放内置数据类型

#include <set>class MyCompare {public:	bool operator()(int v1, int v2) {		return v1 > v2;	}};void test01() {    	set<int> s1;	s1.insert(10);	s1.insert(40);	s1.insert(20);	s1.insert(30);	s1.insert(50);	//默认从小到大	for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;	//指定排序规则	set<int,MyCompare> s2;	s2.insert(10);	s2.insert(40);	s2.insert(20);	s2.insert(30);	s2.insert(50);	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：利用仿函数可以指定set容器的排序规则

示例二 set存放自定义数据类型

#include <set>#include <string>class Person{public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	string m_Name;	int m_Age;};class comparePerson{public:	bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)	{		//按照年龄进行排序  降序		return p1.m_Age > p2.m_Age;	}};void test01(){	set<Person, comparePerson> s;	Person p1("刘备", 23);	Person p2("关羽", 27);	Person p3("张飞", 25);	Person p4("赵云", 21);	s.insert(p1);	s.insert(p2);	s.insert(p3);	s.insert(p4);	for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)	{		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据

3.9 map/ multimap容器

3.9.1 map基本概念

简介：

• map中所有元素都是pair
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
• 所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

• map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

• 可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素
• multimap允许容器中有重复key值元素

3.9.2 map构造和赋值

功能描述：

• 对map容器进行构造和赋值操作

函数原型：

构造：

• map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
• map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值：

• map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m){	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)	{		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;	}	cout << endl;}void test01(){	map<int,int>m; //默认构造	m.insert(pair<int, int>(1, 10));	m.insert(pair<int, int>(2, 20));	m.insert(pair<int, int>(3, 30));	printMap(m);	map<int, int>m2(m); //拷贝构造	printMap(m2);	map<int, int>m3;	m3 = m2; //赋值	printMap(m3);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组

3.9.3 map大小和交换

功能描述：

• 统计map容器大小以及交换map容器

函数原型：

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m){	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)	{		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;	}	cout << endl;}void test01(){	map<int, int>m;	m.insert(pair<int, int>(1, 10));	m.insert(pair<int, int>(2, 20));	m.insert(pair<int, int>(3, 30));	if (m.empty())	{		cout << "m为空" << endl;	}	else	{		cout << "m不为空" << endl;		cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;	}}//交换void test02(){	map<int, int>m;	m.insert(pair<int, int>(1, 10));	m.insert(pair<int, int>(2, 20));	m.insert(pair<int, int>(3, 30));	map<int, int>m2;	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));	cout << "交换前" << endl;	printMap(m);	printMap(m2);	cout << "交换后" << endl;	m.swap(m2);	printMap(m);	printMap(m2);}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 统计大小 — size
• 判断是否为空 — empty
• 交换容器 — swap

3.9.4 map插入和删除

功能描述：

• map容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(key); //删除容器中值为key的元素。

示例：

#include <map>void printMap(map<int,int>&m){	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)	{		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;	}	cout << endl;}void test01(){	//插入	map<int, int> m;	//第一种插入方式	m.insert(pair<int, int>(1, 10));	//第二种插入方式	m.insert(make_pair(2, 20));	//第三种插入方式	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));	//第四种插入方式	m[4] = 40; 	printMap(m);	//删除	m.erase(m.begin());	printMap(m);	m.erase(3);	printMap(m);	//清空	m.erase(m.begin(),m.end());	m.clear();	printMap(m);}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• map插入方式很多，记住其一即可

• 插入 — insert
• 删除 — erase
• 清空 — clear

3.9.5 map查找和统计

功能描述：

• 对map容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

示例：

#include <map>//查找和统计void test01(){	map<int, int>m; 	m.insert(pair<int, int>(1, 10));	m.insert(pair<int, int>(2, 20));	m.insert(pair<int, int>(3, 30));	//查找	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);	if (pos != m.end())	{		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;	}	else	{		cout << "未找到元素" << endl;	}	//统计	int num = m.count(3);	cout << "num = " << num << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 查找 — find （返回的是迭代器）
• 统计 — count （对于map，结果为0或者1）

3.9.6 map容器排序

学习目标：

• map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点:

• 利用仿函数，可以改变排序规则

示例：

#include <map>class MyCompare {public:	bool operator()(int v1, int v2) {		return v1 > v2;	}};void test01() {	//默认从小到大排序	//利用仿函数实现从大到小排序	map<int, int, MyCompare> m;	m.insert(make_pair(1, 10));	m.insert(make_pair(2, 20));	m.insert(make_pair(3, 30));	m.insert(make_pair(4, 40));	m.insert(make_pair(5, 50));	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {		cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
• 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器

3.10 案例-员工分组

3.10.1 案例描述

• 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
• 员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
• 随机给10名员工分配部门和工资
• 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
• 分部门显示员工信息

3.10.2 实现步骤

1. 创建10名员工，放到vector中
2. 遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
3. 分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
4. 分部门显示员工信息

案例代码：

#include<iostream>using namespace std;#include <vector>#include <string>#include <map>#include <ctime>/*- 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作- 员工信息有: 姓名  工资组成；部门分为：策划、美术、研发- 随机给10名员工分配部门和工资- 通过multimap进行信息的插入  key(部门编号) value(员工)- 分部门显示员工信息*/#define CEHUA  0#define MEISHU 1#define YANFA  2class Worker{public:	string m_Name;	int m_Salary;};void createWorker(vector<Worker>&v){	string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		Worker worker;		worker.m_Name = "员工";		worker.m_Name += nameSeed[i];		worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999		//将员工放入到容器中		v.push_back(worker);	}}//员工分组void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m){	for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	{		//产生随机部门编号		int deptId = rand() % 3; // 0 1 2 		//将员工插入到分组中		//key部门编号，value具体员工		m.insert(make_pair(deptId, *it));	}}void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m){	// 0  A  B  C   1  D  E   2  F G ...	cout << "策划部门：" << endl;	multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);	int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数	int index = 0;	for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++)	{		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;	}	cout << "----------------------" << endl;	cout << "美术部门： " << endl;	pos = m.find(MEISHU);	count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数	index = 0;	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)	{		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;	}	cout << "----------------------" << endl;	cout << "研发部门： " << endl;	pos = m.find(YANFA);	count = m.count(YANFA); // 统计具体人数	index = 0;	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)	{		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;	}}int main() {	srand((unsigned int)time(NULL));	//1、创建员工	vector<Worker>vWorker;	createWorker(vWorker);	//2、员工分组	multimap<int, Worker>mWorker;	setGroup(vWorker, mWorker);	//3、分组显示员工	showWorkerByGourp(mWorker);	测试	//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)	//{	//	cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;	//}	system("pause");	return 0;}

总结：

• 当数据以键值对形式存在，可以考虑用map 或 multimap

4 STL- 函数对象

4.1 函数对象

4.1.1 函数对象概念

概念：

• 重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
• 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：

函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

4.1.2 函数对象使用

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
• 函数对象可以作为参数传递

示例:

#include <string>//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值class MyAdd{public :	int operator()(int v1,int v2)	{		return v1 + v2;	}};void test01(){	MyAdd myAdd;	cout << myAdd(10, 10) << endl;}//2、函数对象可以有自己的状态class MyPrint{public:	MyPrint()	{		count = 0;	}	void operator()(string test)	{		cout << test << endl;		count++; //统计使用次数	}	int count; //内部自己的状态};void test02(){	MyPrint myPrint;	myPrint("hello world");	myPrint("hello world");	myPrint("hello world");	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;}//3、函数对象可以作为参数传递void doPrint(MyPrint &mp , string test){	mp(test);}void test03(){	MyPrint myPrint;	doPrint(myPrint, "Hello C++");}int main() {	//test01();	//test02();	test03();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递。

4.2 谓词

4.2.1 谓词概念

概念：

• 返回bool类型的仿函数称为谓词
• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

4.2.2 一元谓词

示例：

#include <vector>#include <algorithm>//1.一元谓词struct GreaterFive{	bool operator()(int val) {		return val > 5;	}};void test01() {	vector<int> v;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v.push_back(i);	}	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());	if (it == v.end()) {		cout << "没找到!" << endl;	}	else {		cout << "找到:" << *it << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：参数只有一个的谓词，称为一元谓词

4.2.3 二元谓词

示例：

#include <vector>#include <algorithm>//二元谓词class MyCompare{public:	bool operator()(int num1, int num2)	{		return num1 > num2;	}};void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(10);	v.push_back(40);	v.push_back(20);	v.push_back(30);	v.push_back(50);	//默认从小到大	sort(v.begin(), v.end());	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;	cout << "----------------------------" << endl;	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

4.3 内建函数对象

4.3.1 内建函数对象意义

概念：

• STL内建了一些函数对象

分类:

• 算术仿函数

• 关系仿函数

• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
• 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

4.3.2 算术仿函数

功能描述：

• 实现四则运算
• 其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

• template<class T> T plus<T> //加法仿函数
• template<class T> T minus<T> //减法仿函数
• template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数
• template<class T> T divides<T> //除法仿函数
• template<class T> T modulus<T> //取模仿函数
• template<class T> T negate<T> //取反仿函数

示例：

#include <functional>//negatevoid test01(){	negate<int> n;	cout << n(50) << endl;}//plusvoid test02(){	plus<int> p;	cout << p(10, 20) << endl;}int main() {	test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件 #include <functional>

4.3.3 关系仿函数

功能描述：

• 实现关系对比

仿函数原型：

• template<class T> bool equal_to<T> //等于
• template<class T> bool not_equal_to<T> //不等于
• template<class T> bool greater<T> //大于
• template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于
• template<class T> bool less<T> //小于
• template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

示例：

#include <functional>#include <vector>#include <algorithm>class MyCompare{public:	bool operator()(int v1,int v2)	{		return v1 > v2;	}};void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(10);	v.push_back(30);	v.push_back(50);	v.push_back(40);	v.push_back(20);	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;	//自己实现仿函数	//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());	//STL内建仿函数  大于仿函数	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

4.3.4 逻辑仿函数

功能描述：

• 实现逻辑运算

函数原型：

• template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与
• template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或
• template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

示例：

#include <vector>#include <functional>#include <algorithm>void test01(){	vector<bool> v;	v.push_back(true);	v.push_back(false);	v.push_back(true);	v.push_back(false);	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;	//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算	vector<bool> v2;	v2.resize(v.size());	transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)	{		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可

5 STL- 常用算法

概述:

• 算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。

• <algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等

• <numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数

• <functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 常用遍历算法

学习目标：

• 掌握常用的遍历算法

算法简介：

• for_each //遍历容器
• transform //搬运容器到另一个容器中

5.1.1 for_each

功能描述：

• 实现遍历容器

函数原型：

• for_each(iterator beg, iterator end, _func);

  // 遍历算法 遍历容器元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _func 函数或者函数对象

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

//普通函数
void print01(int val) 
{
	cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02 
{
 public:
	void operator()(int val) 
	{
		cout << val << " ";
	}
};

//for_each算法基本用法
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) 
	{
		v.push_back(i);
	}

	//遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
	cout << endl;

	for_each(v.begin(), v.end(), print02());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

**总结：**for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

5.1.2 transform

功能描述：

• 搬运容器到另一个容器中

函数原型：

• transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);

//beg1 源容器开始迭代器

//end1 源容器结束迭代器

//beg2 目标容器开始迭代器

//_func 函数或者函数对象

示例：

#include<vector>
#include<algorithm>

//常用遍历算法  搬运 transform

class TransForm
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val;
	}

};

class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器

	vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间

	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

5.2 常用查找算法

学习目标：

• 掌握常用的查找算法

算法简介：

• find //查找元素
• find_if //按条件查找元素
• adjacent_find //查找相邻重复元素
• binary_search //二分查找法
• count //统计元素个数
• count_if //按条件统计元素个数

5.2.1 find

功能描述：

• 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

• find(iterator beg, iterator end, value);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}
	//查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}
}

class Person {
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	//重载==
	bool operator==(const Person& p) 
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) 
		{
			return true;
		}
		return false;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

5.2.2 find_if

功能描述：

• 按条件查找元素

函数原型：

• find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

示例：

#include <algorithm>#include <vector>#include <string>//内置数据类型class GreaterFive{public:	bool operator()(int val)	{		return val > 5;	}};void test01() {	vector<int> v;	for (int i = 0; i < 10; i++) {		v.push_back(i + 1);	}	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());	if (it == v.end()) {		cout << "没有找到!" << endl;	}	else {		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;	}}//自定义数据类型class Person {public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}public:	string m_Name;	int m_Age;};class Greater20{public:	bool operator()(Person &p)	{		return p.m_Age > 20;	}};void test02() {	vector<Person> v;	//创建数据	Person p1("aaa", 10);	Person p2("bbb", 20);	Person p3("ccc", 30);	Person p4("ddd", 40);	v.push_back(p1);	v.push_back(p2);	v.push_back(p3);	v.push_back(p4);	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());	if (it == v.end())	{		cout << "没有找到!" << endl;	}	else	{		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;	}}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

5.2.3 adjacent_find

功能描述：

• 查找相邻重复元素

函数原型：

• adjacent_find(iterator beg, iterator end);

  // 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>#include <vector>void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(1);	v.push_back(2);	v.push_back(5);	v.push_back(2);	v.push_back(4);	v.push_back(4);	v.push_back(3);	//查找相邻重复元素	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());	if (it == v.end()) {		cout << "找不到!" << endl;	}	else {		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;	}}

总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

5.2.4 binary_search

功能描述：

• 查找指定元素是否存在

函数原型：

• bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);

  // 查找指定的元素，查到 返回true 否则false

  // 注意: 在无序序列中不可用

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 查找的元素

示例：

#include <algorithm>#include <vector>void test01(){	vector<int>v;	for (int i = 0; i < 10; i++)	{		v.push_back(i);	}	//二分查找	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);	if (ret)	{		cout << "找到了" << endl;	}	else	{		cout << "未找到" << endl;	}}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

5.2.5 count

功能描述：

• 统计元素个数

函数原型：

• count(iterator beg, iterator end, value);

  // 统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 统计的元素

示例：

#include <algorithm>#include <vector>//内置数据类型void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(1);	v.push_back(2);	v.push_back(4);	v.push_back(5);	v.push_back(3);	v.push_back(4);	v.push_back(4);	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);	cout << "4的个数为： " << num << endl;}//自定义数据类型class Person{public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	bool operator==(const Person & p)	{		if (this->m_Age == p.m_Age)		{			return true;		}		else		{			return false;		}	}	string m_Name;	int m_Age;};void test02(){	vector<Person> v;	Person p1("刘备", 35);	Person p2("关羽", 35);	Person p3("张飞", 35);	Person p4("赵云", 30);	Person p5("曹操", 25);	v.push_back(p1);	v.push_back(p2);	v.push_back(p3);	v.push_back(p4);	v.push_back(p5);        Person p("诸葛亮",35);	int num = count(v.begin(), v.end(), p);	cout << "num = " << num << endl;}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.6 count_if

功能描述：

• 按条件统计元素个数

函数原型：

• count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按条件统计元素出现次数

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 谓词

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class Greater4{public:	bool operator()(int val)	{		return val >= 4;	}};//内置数据类型void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(1);	v.push_back(2);	v.push_back(4);	v.push_back(5);	v.push_back(3);	v.push_back(4);	v.push_back(4);	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;}//自定义数据类型class Person{public:	Person(string name, int age)	{		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	string m_Name;	int m_Age;};class AgeLess35{public:	bool operator()(const Person &p)	{		return p.m_Age < 35;	}};void test02(){	vector<Person> v;	Person p1("刘备", 35);	Person p2("关羽", 35);	Person p3("张飞", 35);	Person p4("赵云", 30);	Person p5("曹操", 25);	v.push_back(p1);	v.push_back(p2);	v.push_back(p3);	v.push_back(p4);	v.push_back(p5);	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;}int main() {	//test01();	test02();	system("pause");	return 0;}

**总结：**按值统计用count，按条件统计用count_if

5.3 常用排序算法

学习目标：

• 掌握常用的排序算法

算法简介：

• sort //对容器内元素进行排序
• random_shuffle //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
• merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中
• reverse // 反转指定范围的元素

5.3.1 sort

功能描述：

• 对容器内元素进行排序

函数原型：

• sort(iterator beg, iterator end, _Pred);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _Pred 谓词

示例：

#include <algorithm>#include <vector>void myPrint(int val){	cout << val << " ";}void test01() {	vector<int> v;	v.push_back(10);	v.push_back(30);	v.push_back(50);	v.push_back(20);	v.push_back(40);	//sort默认从小到大排序	sort(v.begin(), v.end());	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);	cout << endl;	//从大到小排序	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

5.3.2 random_shuffle

功能描述：

• 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

• random_shuffle(iterator beg, iterator end);

  // 指定范围内的元素随机调整次序

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>#include <vector>#include <ctime>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	srand((unsigned int)time(NULL));	vector<int> v;	for(int i = 0 ; i < 10;i++)	{		v.push_back(i);	}	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;	//打乱顺序	random_shuffle(v.begin(), v.end());	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

5.3.3 merge

功能描述：

• 两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

• merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 容器元素合并，并存储到另一容器中

  // 注意: 两个容器必须是有序的

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	vector<int> v2;	for (int i = 0; i < 10 ; i++)     {		v1.push_back(i);		v2.push_back(i + 1);	}	vector<int> vtarget;	//目标容器需要提前开辟空间	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());	//合并  需要两个有序序列	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**merge合并的两个容器必须的有序序列

5.3.4 reverse

功能描述：

• 将容器内元素进行反转

函数原型：

• reverse(iterator beg, iterator end);

  // 反转指定范围的元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(10);	v.push_back(30);	v.push_back(50);	v.push_back(20);	v.push_back(40);	cout << "反转前： " << endl;	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;	cout << "反转后： " << endl;	reverse(v.begin(), v.end());	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

5.4 常用拷贝和替换算法

学习目标：

• 掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

• copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
• replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
• replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
• swap // 互换两个容器的元素

5.4.1 copy

功能描述：

• 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

• copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);

  // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // dest 目标起始迭代器

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {		v1.push_back(i + 1);	}	vector<int> v2;	v2.resize(v1.size());	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

5.4.2 replace

功能描述：

• 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

• replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);

  // 将区间内旧元素 替换成 新元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // oldvalue 旧元素

  // newvalue 新元素

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(20);	v.push_back(30);	v.push_back(20);	v.push_back(40);	v.push_back(50);	v.push_back(10);	v.push_back(20);	cout << "替换前：" << endl;	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;	//将容器中的20 替换成 2000	cout << "替换后：" << endl;	replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**replace会替换区间内满足条件的元素

5.4.3 replace_if

功能描述:

• 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

• replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);

  // 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // _pred 谓词

  // newvalue 替换的新元素

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};class ReplaceGreater30{public:	bool operator()(int val)	{		return val >= 30;	}};void test01(){	vector<int> v;	v.push_back(20);	v.push_back(30);	v.push_back(20);	v.push_back(40);	v.push_back(50);	v.push_back(10);	v.push_back(20);	cout << "替换前：" << endl;	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;	//将容器中大于等于的30 替换成 3000	cout << "替换后：" << endl;	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

5.4.4 swap

功能描述：

• 互换两个容器的元素

函数原型：

• swap(container c1, container c2);

  // 互换两个容器的元素

  // c1容器1

  // c2容器2

示例：

#include <algorithm>#include <vector>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	vector<int> v2;	for (int i = 0; i < 10; i++) {		v1.push_back(i);		v2.push_back(i+100);	}	cout << "交换前： " << endl;	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());	cout << endl;	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());	cout << endl;	cout << "交换后： " << endl;	swap(v1, v2);	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());	cout << endl;	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法

学习目标：

• 掌握常用的算术生成算法

注意：

• 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

• accumulate // 计算容器元素累计总和

• fill // 向容器中添加元素

5.5.1 accumulate

功能描述：

• 计算区间内 容器元素累计总和

函数原型：

• accumulate(iterator beg, iterator end, value);

  // 计算容器元素累计总和

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 起始值

示例：

#include <numeric>#include <vector>void test01(){	vector<int> v;	for (int i = 0; i <= 100; i++) {		v.push_back(i);	}	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);	cout << "total = " << total << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**accumulate使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用

5.5.2 fill

功能描述：

• 向容器中填充指定的元素

函数原型：

• fill(iterator beg, iterator end, value);

  // 向容器中填充元素

  // beg 开始迭代器

  // end 结束迭代器

  // value 填充的值

示例：

#include <numeric>#include <vector>#include <algorithm>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v;	v.resize(10);	//填充	fill(v.begin(), v.end(), 100);	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

**总结：**利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值

5.6 常用集合算法

学习目标：

• 掌握常用的集合算法

算法简介：

• set_intersection // 求两个容器的交集

• set_union // 求两个容器的并集

• set_difference // 求两个容器的差集

5.6.1 set_intersection

功能描述：

• 求两个容器的交集

函数原型：

• set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的交集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>#include <algorithm>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	vector<int> v2;	for (int i = 0; i < 10; i++)    {		v1.push_back(i);		v2.push_back(i+5);	}	vector<int> vTarget;	//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址	vector<int>::iterator itEnd =         set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

5.6.2 set_union

功能描述：

• 求两个集合的并集

函数原型：

• set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的并集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>#include <algorithm>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	vector<int> v2;	for (int i = 0; i < 10; i++) {		v1.push_back(i);		v2.push_back(i+5);	}	vector<int> vTarget;	//取两个容器的和给目标容器开辟空间	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址	vector<int>::iterator itEnd =         set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要两个容器相加
• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

5.6.3 set_difference

功能描述：

• 求两个集合的差集

函数原型：

• set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

  // 求两个集合的差集

  // 注意:两个集合必须是有序序列

  // beg1 容器1开始迭代器
  // end1 容器1结束迭代器
  // beg2 容器2开始迭代器
  // end2 容器2结束迭代器
  // dest 目标容器开始迭代器

示例：

#include <vector>#include <algorithm>class myPrint{public:	void operator()(int val)	{		cout << val << " ";	}};void test01(){	vector<int> v1;	vector<int> v2;	for (int i = 0; i < 10; i++) {		v1.push_back(i);		v2.push_back(i+5);	}	vector<int> vTarget;	//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间	vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;	vector<int>::iterator itEnd =         set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());	cout << endl;	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());	cout << endl;}int main() {	test01();	system("pause");	return 0;}

总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置