理解容器和迭代器
第12章 理解容器与迭代器
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1、迭代器（五大类）：
（1）五大类：
读迭代器（输入迭代器）
写迭代器（输出迭代器）
前向迭代器
双向迭代器
随机访问迭代器
（2）公共迭代器typedef和方法
iterator、const_iterator
reverse_iterator、const_reverse_iterator
方法： begin()、end() （半开区间）
cbegin()、cend() （const）
注：end()返回的迭代器越过了vector容器的尾部，而不是引用容器中的最后一个元素
注：只有顺序容器、关联容器和无序关联容器提供了迭代器。容器适配器和bitset类都不支持迭代元素
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2、C++11的变化
（1）引入无序关联容器（散列表）
（2）STL容器都包含了移动构造函数和移动赋值运算符，提高了性能。例如：
原： Element myElement(12, "Twelve");
vec.push_back(myElement);
C++11: vec.push_back({12, "Twelve"}); //等价于 vec.push_back(Element(12, "Twelve"));
// Or
vec.emplace_back(12, "Twelve");
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3、顺序容器（一）：vector 容器
（1）格式： template <class T, class Allocator = allocator<T> > class vector;
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（2）创建： 1)基本创建： vector<double> doubleVector(10); // Create a vector of 10 doubles.
2)指定初始值： vector<double> doubleVector(10, 0.0); // 10 doubles of value 0.0
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（3）访问元素: operator[]运算符： 类似于数组索引，不执行边界检查
at()： 等同于operator[]运算符，但是会执行边界检查
front()： 返回第一个元素
back()： 返回最后一个元素
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（4）动态长度： vector<double> doubleVector; // Create a vector with zero elements.
1)push_back(); doubleVector.push_back(temp);
2)size(); for (size_t i = 0; i < doubleVector.size(); i++)
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（5）构造函数： 1)默认： 默认的构造函数创建一个带有0个元素的vector
如果没有提供默认值，那么新对象通过0初始化
3)初始化 initializer_list参数（C++11）： vector<int> intVector({1,2,3,4,5,6});
统一初始化： vector<int> intVector = {1,2,3,4,5,6};
4)堆分配： vector<Element>* elementVector = new vector<Element>(10);
delete elementVector; //通过delete(而不是delete[])释放vector，因为vector是一个基本类型，而非数组类型
5)堆分配(使用智能指针) shared_ptr<vector<Element> > elementVector(new vector<Element>(10));
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（6）复制和赋值:1)assign(); 删除所有现有的元素，添加任意数目的新元素
2)swap(); 交换两个vector的内容
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（7）迭代器：iterator： for (vector<double>::iterator iter = doubleVector.begin();
iter != doubleVector.end(); ++iter)
{
*iter /= max;
cout << *iter << " ";
}
注:1)尽量使用前递增而不要使用后递增，更为高效。因为iter++必须返回一个新的迭代器对象，而++iter只是返回对iter的引用
2)vector迭代器是随机访问的，可以向前向后移动，而且还可以随意跳跃：--iter;
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1)使用auto关键字 for (auto iter = doubleVector.begin();
iter != doubleVector.end(); ++iter)
{
*iter /= max;
cout << *iter << " ";
}
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2)基于区间的for循环 for (auto& d : doubleVector)
{
d /= max;
cout << d << " ";
}
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3)访问对象元素中的字段 vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto it = stringVector.begin(); it != stringVector.end(); ++it)
{
it->append(" there");
}
// 或
vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto& str : stringVector)
{
str.append(" there");
}
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（8）迭代器：const_iterator 注：不能通过const_iterator修改元素
cbegin()、cend() vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto iter = stringVector.cbegin();
iter != stringVector.cend(); ++iter)
{
cout << *iter << endl;
}
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（9）添加和删除元素
push_back()、pop_back() 追加、删除
insert() （5种形式）从任意位置插入元素
insert(const_iterator pos, const T& x); //将值x插入位置pos
insert(const_iterator pos, size_type n, const T& x); //将值x在位置pos插入n次
insert(const_iterator pos, InputIterator first, InputIterator last); //将范围first,last内的元素插入位置pos
erase() （2种形式）从任意位置删除元素
clear() 删除所有元素
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（10）大小和容量
size() 返回元素的个数
capacity() 返回在重分配之前可以保存的元素个数。因此在重分配之前还能插入的元素个数为 capacity()-size()
empty() 查询是否为空
reserve() 分配保存指定数目元素的足够空间（不会创建真正的元素，因此不要越过vector大小访问元素）
resize() 指定vector要保存的元素数目
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（11）vector<bool>特化
flip() 取反
注：除非真的需要使用动态大小的位字段，否则应该避免使用vector<bool>，而是使用bitset
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3、顺序容器（二）：list
（1）描述： 双向链表 不提供operator[]的随机访问操作，只有通过迭代器才能访问单个元素
（2）访问元素 front() 返回list的第一个元素的引用
back() 返回list的最后一个元素的引用
begin() 返回第一个元素的迭代器
end() 返回最后一个元素之后一个元素的迭代器
（3）迭代器 不能进行加减操作和其他指针运算：可以通过++iter或--iter的方式遍历，而不能使用 iter+n或iter-n等
（4）添加和删除 push_front 在首端追加
pop_front 在首端移除
注：list支持和vector一样的添加和删除元素的方法
list适用于在数据结构上执行很多插入和删除操作，但不需要基于索引快睡访问元素的应用程序
（5）大小和容量 注：支持size()、empty()、resize()
不支持reserve()、capacity()
（6）特殊list操作
splice() 插入
remove()、remove_if() 从list中删除特定元素
unique() 从list删除连续重复元素
merge() 合并灵感list
sort() 对list中的元素执行稳定排序操作
reverse() 翻转list中元素的顺序
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4、顺序容器（三）
（1）deque 双头序列 几乎和vector是等同的，使用得少。不要求元素连续保存在内存中
（2）array（C++11） 数组 和vector类似，区别在于大小固定的，这个类的目的是让array能分配在栈上，而不是像vector总是需要访问堆
（3）forward_list（C++11） 单链表 和list类似，区别在于只支持前向迭代
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5、容器适配器
（1）queue 队列 template <class T, class Container = deque<T> > class queue;
（2）priority_queue 优先级队列 template <class T, class Container = vector<T>,class Compare = less<T> >;
（3）stack 栈 template <class T, class Container = deque<T> > class stack;
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5、关联容器（一）
（1）pair工具类 <utility> template <class T1, class T2> struct pair;
注：将两个可能属于不同类型的值组合起来，通过first和second公共数据成员访问这两个值
pair<string, int> myPair("hello", 5);
myOtherPair.first = "hello";
myOtherPair.second = 6;
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6、关联容器（二）：map
（1）插入元素 1)insert()
2)operator[]
（2）访问元素 1)operator[]
2)find()
3)count() 查找是否存在具有给定键的元素
（3）删除元素 1)erace()
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7、关联容器（三）：set
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8、（C++11）无序关联容器/哈希表/散列表
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9、其他容器：bitset
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（done）
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1、迭代器（五大类）：
（1）五大类：
读迭代器（输入迭代器）
写迭代器（输出迭代器）
前向迭代器
双向迭代器
随机访问迭代器
（2）公共迭代器typedef和方法
iterator、const_iterator
reverse_iterator、const_reverse_iterator
方法： begin()、end() （半开区间）
cbegin()、cend() （const）
注：end()返回的迭代器越过了vector容器的尾部，而不是引用容器中的最后一个元素
注：只有顺序容器、关联容器和无序关联容器提供了迭代器。容器适配器和bitset类都不支持迭代元素
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2、C++11的变化
（1）引入无序关联容器（散列表）
（2）STL容器都包含了移动构造函数和移动赋值运算符，提高了性能。例如：
原： Element myElement(12, "Twelve");
vec.push_back(myElement);
C++11: vec.push_back({12, "Twelve"}); //等价于 vec.push_back(Element(12, "Twelve"));
// Or
vec.emplace_back(12, "Twelve");
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3、顺序容器（一）：vector 容器
（1）格式： template <class T, class Allocator = allocator<T> > class vector;
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（2）创建： 1)基本创建： vector<double> doubleVector(10); // Create a vector of 10 doubles.
2)指定初始值： vector<double> doubleVector(10, 0.0); // 10 doubles of value 0.0
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（3）访问元素: operator[]运算符： 类似于数组索引，不执行边界检查
at()： 等同于operator[]运算符，但是会执行边界检查
front()： 返回第一个元素
back()： 返回最后一个元素
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（4）动态长度： vector<double> doubleVector; // Create a vector with zero elements.
1)push_back(); doubleVector.push_back(temp);
2)size(); for (size_t i = 0; i < doubleVector.size(); i++)
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（5）构造函数： 1)默认： 默认的构造函数创建一个带有0个元素的vector
如果没有提供默认值，那么新对象通过0初始化
3)初始化 initializer_list参数（C++11）： vector<int> intVector({1,2,3,4,5,6});
统一初始化： vector<int> intVector = {1,2,3,4,5,6};
4)堆分配： vector<Element>* elementVector = new vector<Element>(10);
delete elementVector; //通过delete(而不是delete[])释放vector，因为vector是一个基本类型，而非数组类型
5)堆分配(使用智能指针) shared_ptr<vector<Element> > elementVector(new vector<Element>(10));
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（6）复制和赋值:1)assign(); 删除所有现有的元素，添加任意数目的新元素
2)swap(); 交换两个vector的内容
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（7）迭代器：iterator： for (vector<double>::iterator iter = doubleVector.begin();
iter != doubleVector.end(); ++iter)
{
*iter /= max;
cout << *iter << " ";
}
注:1)尽量使用前递增而不要使用后递增，更为高效。因为iter++必须返回一个新的迭代器对象，而++iter只是返回对iter的引用
2)vector迭代器是随机访问的，可以向前向后移动，而且还可以随意跳跃：--iter;
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1)使用auto关键字 for (auto iter = doubleVector.begin();
iter != doubleVector.end(); ++iter)
{
*iter /= max;
cout << *iter << " ";
}
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2)基于区间的for循环 for (auto& d : doubleVector)
{
d /= max;
cout << d << " ";
}
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3)访问对象元素中的字段 vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto it = stringVector.begin(); it != stringVector.end(); ++it)
{
it->append(" there");
}
// 或
vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto& str : stringVector)
{
str.append(" there");
}
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（8）迭代器：const_iterator 注：不能通过const_iterator修改元素
cbegin()、cend() vector<string> stringVector(10, "hello");
for (auto iter = stringVector.cbegin();
iter != stringVector.cend(); ++iter)
{
cout << *iter << endl;
}
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（9）添加和删除元素
push_back()、pop_back() 追加、删除
insert() （5种形式）从任意位置插入元素
insert(const_iterator pos, const T& x); //将值x插入位置pos
insert(const_iterator pos, size_type n, const T& x); //将值x在位置pos插入n次
insert(const_iterator pos, InputIterator first, InputIterator last); //将范围first,last内的元素插入位置pos
erase() （2种形式）从任意位置删除元素
clear() 删除所有元素
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（10）大小和容量
size() 返回元素的个数
capacity() 返回在重分配之前可以保存的元素个数。因此在重分配之前还能插入的元素个数为 capacity()-size()
empty() 查询是否为空
reserve() 分配保存指定数目元素的足够空间（不会创建真正的元素，因此不要越过vector大小访问元素）
resize() 指定vector要保存的元素数目
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（11）vector<bool>特化
flip() 取反
注：除非真的需要使用动态大小的位字段，否则应该避免使用vector<bool>，而是使用bitset
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3、顺序容器（二）：list
（1）描述： 双向链表 不提供operator[]的随机访问操作，只有通过迭代器才能访问单个元素
（2）访问元素 front() 返回list的第一个元素的引用
back() 返回list的最后一个元素的引用
begin() 返回第一个元素的迭代器
end() 返回最后一个元素之后一个元素的迭代器
（3）迭代器 不能进行加减操作和其他指针运算：可以通过++iter或--iter的方式遍历，而不能使用 iter+n或iter-n等
（4）添加和删除 push_front 在首端追加
pop_front 在首端移除
注：list支持和vector一样的添加和删除元素的方法
list适用于在数据结构上执行很多插入和删除操作，但不需要基于索引快睡访问元素的应用程序
（5）大小和容量 注：支持size()、empty()、resize()
不支持reserve()、capacity()
（6）特殊list操作
splice() 插入
remove()、remove_if() 从list中删除特定元素
unique() 从list删除连续重复元素
merge() 合并灵感list
sort() 对list中的元素执行稳定排序操作
reverse() 翻转list中元素的顺序
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4、顺序容器（三）
（1）deque 双头序列 几乎和vector是等同的，使用得少。不要求元素连续保存在内存中
（2）array（C++11） 数组 和vector类似，区别在于大小固定的，这个类的目的是让array能分配在栈上，而不是像vector总是需要访问堆
（3）forward_list（C++11） 单链表 和list类似，区别在于只支持前向迭代
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5、容器适配器
（1）queue 队列 template <class T, class Container = deque<T> > class queue;
（2）priority_queue 优先级队列 template <class T, class Container = vector<T>,class Compare = less<T> >;
（3）stack 栈 template <class T, class Container = deque<T> > class stack;
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5、关联容器（一）
（1）pair工具类 <utility> template <class T1, class T2> struct pair;
注：将两个可能属于不同类型的值组合起来，通过first和second公共数据成员访问这两个值
pair<string, int> myPair("hello", 5);
myOtherPair.first = "hello";
myOtherPair.second = 6;
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6、关联容器（二）：map
（1）插入元素 1)insert()
2)operator[]
（2）访问元素 1)operator[]
2)find()
3)count() 查找是否存在具有给定键的元素
（3）删除元素 1)erace()
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7、关联容器（三）：set
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8、（C++11）无序关联容器/哈希表/散列表
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9、其他容器：bitset
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（done）
