当前位置: 首页 > 编程语言 > C++ > 正文

走近STL(3)

时间:2009-01-27 vckbase 陶汉军

STL 的组成

STL有三大核心部分:容器(Container)、算法(Algorithms)、迭代器(Iterator),容器适配器(container adaptor),函数对象(functor),除此之外还有STL其他标准组件。

容器:装东西的东西,装水的杯子,装咸水的大海,装人的教室……STL里的容器是可容纳一些数据的模板类;
算法:就是往杯子里倒水,往大海里排污,从教室里撵人……STL里的算法,就是处理容器里面数据的方法,操作;
迭代器:往杯子里倒水的水壶,排污的管道,撵人的那个物业管理人员……STL里的迭代器:遍历容器中数据的对象;
  对存储于容器中的数据进行处理时,迭代器能从一个成员移向另一个成员。他能按预先定义的顺序在某些容器中的成员间移动。对普通的一维数组、向量、双端队列和列表来说,迭代器是一种指针。

知道了吧?嘎嘎,当然了,你猜到了,那是我在瞎扯蛋。

下面让我们来看看专家是怎么说的:

容器(container):容器是数据在内存中组织的方法,例如,数组、堆栈、队列、链表或二叉树(不过这些都不是STL标准容器)。STL中的容器是一种存储T(Template)类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身,如果数据类型T代表的是Class的话。
算法(algorithm):算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如,有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中,算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反,它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于STL容器,而且可以用于普通的C++数组或任何其他应用程序指定的容器。
迭代器(iterator):一旦选定一种容器类型和数据行为(算法),那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把达代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器,使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分,因为它将算法和容器连在一起。
  下面我将依次介绍STL的这三个主要组件。
  容器

STL中的容器有队列容器和关联容器,容器适配器(congtainer adapters:stack,queue,priority queue),位集(bit_set),串包(string_package)等等。

在本文中,我将介绍list,vector,deque等队列容器,和set和multisets,map和multimaps等关联容器,一共7种基本容器类。

队列容器(顺序容器):队列容器按照线性排列来存储T类型值的集合,队列的每个成员都有自己的特有的位置。顺序容器有向量类型、双端队列类型、列表类型三种。

基本容器——顺序容器

向量(vector容器类):#include <vector>,vector是一种动态数组,是基本数组的类模板。其内部定义了很多基本操作。既然这是一个类,那么它就会有自己的构造函数。vector 类中定义了4中种构造函数:

默认构造函数,构造一个初始长度为0的空向量,

如:vector<int> v1;

带有单个整形参数的构造函数,此参数描述了向量的初始大小。这个构造函数还有一个可选的参数,这是一个类型为T的实例,描述了各个向量种各成员的初始值;

如:vector<int> v2(init_size,0); 如果预先定义了:int init_size;他的成员值都被初始化为0;

复制构造函数,构造一个新的向量,作为已存在的向量的完全复制,

如:vector<int> v3(v2);

带两个常量参数的构造函数,产生初始值为一个区间的向量。区间由一个半开区间[first,last](MS word的显示可能会有问题,first前是一个左方括号,last后面是一个右圆括号)来指定。

如:vector<int> v4(first,last)

下面一个例子用的是第四种构造方法,其它的方法读者可以自己试试。
//stl_cpp_7.cpp
//程序:初始化演示
#include <cstring> 
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int ar[10] = { 12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55 };
char* str = "Hello World";
int main(void)
{
 vector <int> vec1(ar, ar+10);     //first=ar,last=ar+10,不包括ar+10
 vector <char> vec2(str, str+strlen(str)); //first=str,last= str+strlen(str),不包括最后一个
 cout<<"vec1:"<<endl; 
//打印vec1和vec2,const_iterator是迭代器,后面会讲到
//当然,也可以用for (int i=0; i<vec1.size(); i++)cout << vec[i];输出
//size()是vector的一个成员函数
 for(vector<int>::const_iterator p=vec1.begin();p!=vec1.end(); ++p)
   cout<<*p;
 cout<<''\n ''<<"vec2:"<<endl;
 for(vector<char>::const_iterator p1=vec2.begin();p1!=vec2.end(); ++p1)
   cout<<*p1;
 getchar();
 return 0;
} 
  为了帮助理解向量的概念,这里写了一个小例子,其中用到了vector的成员函数:begin(),end(),push_back(),assign(),front(),back(),erase(),empty(),at(),size()。
//stl_cpp_8.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
typedef vector<int> INTVECTOR;//自定义类型INTVECTOR
//测试vector容器的功能
void main(void)
{
  //vec1对象初始为空
  INTVECTOR vec1; 
  //vec2对象最初有10个值为6的元素 
  INTVECTOR vec2(10,6); 
  //vec3对象最初有3个值为6的元素,拷贝构造
  INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3); 
  //声明一个名为i的双向迭代器
  INTVECTOR::iterator i;
  //从前向后显示vec1中的数据
  cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<<endl;
  for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //从前向后显示vec2中的数据
  cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<<endl;
  for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //从前向后显示vec3中的数据
  cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<<endl;
  for (i =vec3.begin(); i !=vec3.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //测试添加和插入成员函数,vector不支持从前插入
  vec1.push_back(2);//从后面添加一个成员
  vec1.push_back(4);
vec1.insert(vec1.begin()+1,5);//在vec1第一个的位置上插入成员5
//从vec1第一的位置开始插入vec3的所有成员
vec1.insert(vec1.begin()+1,vec3.begin(),vec3.end());
cout<<"after push() and insert() now the vec1 is:" <<endl;
  for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //测试赋值成员函数
  vec2.assign(8,1);  // 重新给vec2赋值,8个成员的初始值都为1
  cout<<"vec2.assign(8,1):" <<endl;
  for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //测试引用类函数
  cout<<"vec1.front()="<<vec1.front()<<endl;//vec1第零个成员
  cout<<"vec1.back()="<<vec1.back()<<endl;//vec1的最后一个成员
  cout<<"vec1.at(4)="<<vec1.at(4)<<endl;//vec1的第五个成员
  cout<<"vec1[4]="<<vec1[4]<<endl;
  //测试移出和删除
  vec1.pop_back();//将最后一个成员移出vec1
  vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);//删除成员
  cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <<endl;
  for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
    cout << *i << " ";
  cout << endl;
  //显示序列的状态信息
  cout<<"vec1.size(): "<<vec1.size()<<endl;//打印成员个数
  cout<<"vec1.empty(): "<<vec1.empty()<<endl;//清空
}