C++ STL三大组件-编程知识

1. 容器

容器，置物之所也。

研究数据的特定排列方式，以利于搜索或排序或其他特殊目的，这一门学科我们称为数据结构。大学信息类相关专业里面，与编程最有直接关系的学科，首推数据结构与算法。几乎可以说，任何特定的数据结构都是为了实现某种特定的算法。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(array),链表(list),tree(树)，栈(stack),队列(queue),集合(set),映射表(map),根据数据在容器中的排列特性，这些数据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，除非用删除或插入的操作改变这个位置。Vector容器、Deque容器、List容器等。

关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。关联式容器另一个显著特点是：在值中选择一个值作为关键字key，这个关键字对值起到索引的作用，方便查找。Set/multiset容器 Map/multimap容器。

2. 算法

算法，问题之解法也。

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

广义而言，我们所编写的每个程序都是一个算法，其中的每个函数也都是一个算法，毕竟它们都是用来解决或大或小的逻辑问题或数学问题。STL收录的算法经过了数学上的效能分析与证明，是极具复用价值的，包括常用的排序，查找等等。特定的算法往往搭配特定的数据结构，算法与数据结构相辅相成。

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

3. 迭代器

迭代器(iterator)是一种抽象的设计概念，现实程序语言中并没有直接对应于这个概念的实物。在<<Design Patterns>>一书中提供了23中设计模式的完整描述，其中iterator模式定义如下：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。

迭代器的设计思维-STL的关键所在，STL的中心思想在于将容器(container)和算法(algorithms)分开，彼此独立设计，最后再一贴胶着剂将他们撮合在一起。从技术角度来看，容器和算法的泛型化并不困难，c++的class template和function template可分别达到目标，如果设计出两这个之间的良好的胶着剂，才是大难题。

迭代器的种类:

4. 案例

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;//STL 中的容器 算法 迭代器
void test01(){vector<int> v; //STL 中的标准容器之一 ：动态数组v.push_back(1); //vector 容器提供的插入数据的方法v.push_back(5);v.push_back(3);v.push_back(7);//迭代器vector<int>::iterator pStart = v.begin(); //vector 容器提供了 begin()方法 返回指向第一个元素的迭代器vector<int>::iterator pEnd = v.end(); //vector 容器提供了 end()方法 返回指向最后一个元素下一个位置的迭代器//通过迭代器遍历while (pStart != pEnd){cout << *pStart << " ";pStart++;}cout << endl;//算法 count 算法 用于统计元素的个数int n = count(pStart, pEnd, 5);cout << "n:" << n << endl;
}
//STL 容器不单单可以存储基础数据类型，也可以存储类对象
class Teacher
{
public:Teacher(int age) :age(age){};~Teacher(){};
public:int age;
};
void test02(){vector<Teacher> v; //存储 Teacher 类型数据的容器Teacher t1(10), t2(20), t3(30);v.push_back(t1);v.push_back(t2);v.push_back(t3);vector<Teacher>::iterator pStart = v.begin();vector<Teacher>::iterator pEnd = v.end();//通过迭代器遍历while (pStart != pEnd){cout << pStart->age << " ";pStart++;}cout << endl;
}
//存储 Teacher 类型指针
void test03(){vector<Teacher*> v; //存储 Teacher 类型指针Teacher* t1 = new Teacher(10);Teacher* t2 = new Teacher(20);Teacher* t3 = new Teacher(30);v.push_back(t1);v.push_back(t2);v.push_back(t3);//拿到容器迭代器vector<Teacher*>::iterator pStart = v.begin();vector<Teacher*>::iterator pEnd = v.end();//通过迭代器遍历while (pStart != pEnd){cout << (*pStart)->age << " ";pStart++;}cout << endl;
}
//容器嵌套容器 难点(不理解，可以跳过)
void test04()
{vector< vector<int> > v;vector<int>v1;vector<int>v2;vector<int>v3;for (int i = 0; i < 5;i++){v1.push_back(i);v2.push_back(i * 10);v3.push_back(i * 100);}v.push_back(v1);v.push_back(v2);v.push_back(v3);for (vector< vector<int> >::iterator it = v.begin(); it != v.end();it++){for (vector<int>::iterator subIt = (*it).begin(); subIt != (*it).end(); subIt ++){cout << *subIt << " ";}cout << endl;}
} 
int main(){//test01();//test02();//test03();test04();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}