算法笔记的笔记——第6章 C++标准模板库（STL）

vector

• 变长数组
• 长度根据需要而自动改变的数组
• 可以用来以邻接表的方式储存图

使用

• 头文件：#include <vector>
• 命名空间：using namespace std;

定义

vector<typename> name;

相当于一维数组name[SIZE]，但长度可变。typename可以为任何类型，例如int、double、char、结构体登，也可以是STL标准容器，如vector、set、queue等。如果typename也是一个STL容器，定义时要在>>中间加上空格。

vector<int> name;
vector<double> name;
vector<char> name;
vector<node> name;	// node是结构体类型
vector<vector<int> > name;	// >>之间要加空格

容器内元素的访问

• 通过下标访问：vi[index]

• 通过迭代器访问：

  迭代器类似指针，定义为vector<typename>::iterator it;

  把迭代器指向开头：it = vi.begin()

  用迭代器访问值：*(it + i)

  vi[i]和*(vi.begin() + i)是等价的。

  尾元素地址的下一个地址：vi.end()

  iterator还有自加操作：it++、++it

  只有在vector和string中才允许使用vi.begin()+i这种迭代器加整数的写法。

常用函数

• push_back(x)：在vector后面添加一个元素
• pop_back()：删除vector的尾元素
• size()：获得vector中元素的个数
• clear()：清空vector中的所有元素
• insert(it, x)：向vector的任意迭代器it处插入一个元素x
• erase(it)：删除it处的元素
• erase(first, last)：删除[first, last)内的所有元素

set

• 集合
• 内部自动递增排序且不含重复元素

使用

• 头文件：#include <set>
• 命名空间：using namespace std;

定义

set<typename> name;

和vector写法类似

set<int> name;
set<double> name;
set<char> name;
set<node> name;
set<set<int> > name;

容器内元素的访问

只能通过迭代器访问：set<typename>::iterator it;

可以通过*it访问set里的元素。不能使用*(it + i)。

for (set<int>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
    ...
}

常用函数

• insert(x)：将元素插入set容器中
• find(value)：返回set中对应值为value的迭代器
• erase(it)：要删除的元素的迭代器
• erase(value)：要删除元素的值
• erase(first, last)：first为要删除区间的起始迭代器，last为要删除区间的末尾迭代器的下一个地址
• size()：获得set内元素的个数
• clear()：清空set中的所有元素

延伸

• 元素不唯一用multiset
• 不排序用unordered_set

string

使用

• 头文件：#include <string>
• 命名空间：using namespace std;

定义

string str = "abcd";

内容访问

• 通过下标访问（和字符数组类似）
• 如果要读入和输出整个字符串，只能用cin和cout；或者用str.c_str()将string类型转换为字符数组
• 通过迭代器访问：和vector一样

常用函数

• +=：string的加法，可以直接把两个string拼接起来
• ==、!=、<、<=、>、>=：两个string可以直接比较大小，规则是字典序
• length()、size()：返回字符串的长度
• insert(pos, string)：在pos位置处插入字符串string
• insert(it, it2, it3)：it为原字符串欲插入的位置，it2和it3为待插字符串首尾迭代器（左闭右开区间）
• erase(it)：删除单个元素，it为要删除元素的迭代器
• erase(first, last)：删除区间内元素，first和last为首尾迭代器（左闭右开区间）
• erase(pos, length)：pos为要删除的起始位置，length为要删除的字符个数
• clear()：清空string中的数据
• substr(pos, len)：返回从pos开始、长度为len的子串
• string::npos：常数-1
• find(str2)：返回str2在str中的位置，如果没找到返回-1
• find(str2, pos)：从pos开始找str2
• replace(pos, len, str2)：把str从pos位置开始、长度为len的子串替换为str2
• replace(it1, it2, str2)：把迭代器[it1, it2)范围的子串替换为str2

map

• 将任何基本类型（包括STL）映射到任何基本类型（包括STL）
• 会以键的顺序从小到大自动排序

使用

• 头文件：#include <map>
• 命名空间：using namespace std;

定义

map<typename1, typename2> mp;

typename1是键的类型，typename2是键值的类型。键是唯一的。

字符串必须使用string，不能使用字符串数组。

内容访问

• 通过下标访问，map[key]

• 通过迭代器访问

  it->first访问键，it->second访问值

常用函数

• find(key)：返回键为key的映射的迭代器
• erase(it)：删除迭代器处的元素
• erase(key)：删除键处的元素
• erase(first, last)：删除[first, last)的元素，first和last是迭代器
• size()：获取映射的对数
• clear()：清空map中的所有元素

延伸

• 一个键对应多个值用multimap
• 不排序用unordered_map（C++11）

queue

• 先进先出的队列

使用

• 头文件：#include <queue>
• 命名空间：using namespace std;

定义

queue<typename> name;

内容访问

用front()访问队首元素，用back()访问队尾元素。

常用函数

• push(x)：将元素x入队
• front()：队首元素
• back()：队尾元素
• pop()：令队首元素出队
• empty()：检测队列是否为空
• size()：返回元素个数

注意：使用front()和pop()之前，必须用empty()判断队列是否为空。

priority_queue

• 优先队列
• 底层用堆（heap）实现
• 队首元素是当前队列中优先级最高的

用法

• 头文件：#include <queue>
• 命名空间：using namespace std;

定义

priority_queue<typename> name;

元素访问

• top()：访问队首（堆顶）元素

常用函数

• push(x)：将元素x入队
• top()：获得队首（堆顶）元素
• pop()：令队首（堆顶）元素出队
• empty()：检测队列是否为空
• size()：返回队列内的元素个数

优先级设置

• 基本数据类型

  数字大的优先级越高，队首元素就是优先队列内元素最大的。

  priority_queue<int> q;
  priority_queue<int, vector<int>, less<int> > q;
  

  对基本数据类型来说，这两种定义是等价的。vector<int>写的是承载底层数据结构堆的容器，less<int>是对第一个参数的比较类，表示数字大的优先级大，greater<int>表示数字小的优先级大。

• 结构体类型

  重载运算符“<”（不能重载“>”，会编译错误）

  struct fruit {
      string name;
      int price;
      friend bool operator < (fruit f1, fruit f2) {
          return f1.price < f2.price;
      }
  }
  

注意：使用top()前必须用empty()判断优先队列是否为空。

stack

使用

• 头文件：#include <stack>
• 命名空间：using namespace std;

定义

stack<typename> name;

容器内元素访问

只能用top()访问栈顶元素。

常用函数

• push(x)：将元素x入栈
• top()：获得栈顶元素
• pop()：弹出栈顶元素
• empty()：检测栈是否为空
• size()：返回栈内元素个数

pair

用处不大，略

algorithm头文件常用函数

• 因为是C++的东西所以要加using namespace std;才能用

max()

max(x, y)返回x和y中的最大值，如果要返回三个数的最大值可以用max(x, max(y, z))的写法。

min()

min(x, y)返回x和y中的最小值。

abs()

abs(x)返回整数x的绝对值。如果要浮点数的绝对值，需要用math头文件下的fabs()。

swap()

swap(x, y)交换x和y的值。

reverse()

reverse(it, it2)将数组指针或迭代器[it, it2)内的元素进行反转。

next_permutation()

next_premutation(it, it2)给出一个序列在全排列中的下一个序列。如果有下一个序列返回true，否则返回false。在原数组上操作，范围为[it, it2)。

fill()

fill(it, it2)将数组或某容器的某一段区间内赋某个相同的值。可以是数组类型中对应范围内的任意值。

sort()

在第4章中已经说过。

lower_bound()和upper_bound()

• 用在有序数组或容器中
• lower_bound(first, last, val)：在[first, last)中寻找第一个值大于等于val的元素的位置，如果是数组返回指针，如果是容器返回迭代器
• upper_bound(first, last, val)：在[first, last)中寻找第一个值大于val的元素的位置，如果是数组返回指针，如果是容器返回迭代器
• 如果找不到元素，则返回可以插入该元素的位置的指针或迭代器

总结

元素访问

容器	下标	迭代器	首	尾	其他
vector	√	*(it + i)
set		*it
string	√	*(it + i)			str.c_str()
map	√（键）	it->first、it->second
queue			front()	back()
priority_queue			top()
stack			top()

常用函数

容器	添加	删除	清除	查找	大小	空检测	其他
vector	push_back(x) insert(it, x)	pop_back() erase(it) erase(first, last)	clear()		size()
set	insert(x)	erase(it) erase(value) erase(first, last)	clear()	find(value)	size()
string	insert(pos, str) insert(dst, src1, src2)	erase(it) erase(first, last) erase(pos, length)	clear()	find(str2) find(str2, pos) substr(pos, len)	length() size()		replace(pos, len, str2) replace(it1, it2, str2)
map		erase(it) erase(key) erase(first, last)	clear()	find(key)	size()
queue	push(x)	pop()			size()	empty()
priority_queue	push(x)	pop()			size()	empty()
stack	push(x)	pop()			size()	empty()