STL概论

STL基本概念

STL(Standard Template Library,标准模板库)，是惠普实验室开发的一系列软件的统称。现在主要出现在 c++中，但是在引入 c++之前该技术已经存在很长时间了。

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。

 

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STL六大组件简介

容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据，从实现角度来看，STL容器是一种class template。

算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each。从实现的角度来看，STL算法是一种function tempalte.

迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂，共有五种类型，从实现角度来看，迭代器是一种将operator* , operator-> , operator++,operator--等指针相关操作予以重载的class template. 所有STL容器都附带有自己专属的迭代器，只有容器的设计者才知道如何遍历自己的元素。原生指针(native pointer)也是一种迭代器。

仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。从实现角度来看，仿函数是一种重载了operator()的class 或者class template

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。

空间配置器：负责空间的配置与管理。从实现角度看，配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理、空间释放的class tempalte.

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STL优点

高可重用性：STL 中几乎所有的代码都采用了模板类和模版函数的方式实现，这相比于传统的由函数和类组成的库来说提供了更好的代码重用机会。

高性能：如 map 可以高效地从十万条记录里面查找出指定的记录，因为 map 是采用红黑树的变体实现的。

高移植性：如在项目 A 上用 STL 编写的模块，可以直接移植到项目 B 上。

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STL三大组件

容器

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

 

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

一种抽象的设计概念。

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。

迭代器的种类:

输入迭代器	提供对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	提供对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	提供读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	提供读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、--，
随机访问迭代器	提供读写操作，并能以跳跃的方式访问容器的任意数据，是功能最强的迭代器	读写，支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

 

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 迭代器和指针的区别

迭代器不是指针，是类模板，表现的像指针，知识模拟了指针的功能，重载了指针的一些操作符，->, * , ++, --等；
迭代器封装了指针，是一个可遍历STL容器内全部或者部分元素的对象，本质上封装了原生指针，比指针更高级，相当于智能指针
迭代器返回的是引用，而不是对象的值

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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;
}