【学习笔记】《STL使用入门教程》第六讲：容器使用时机、算法、删除元素的注意点

晓石头的博客 邮箱：178673693@qq.com 转载请注明出处，原文链接：http://blog.csdn.net/QIULANZHU/article/details/50520649

 

一、共同性

1.值的语意

所有容器提供的都是值的语意，而不是引用的语意。

容器执行插入元素的动作，背后实现是拷贝的动作。

STL容器存储的元素必须是能够被拷贝的,故元素需要提高拷贝构造函数

 

2.构造函数

每个容器都提供了一个默认构造函数和一个默认拷贝构造函数。

vector<int> cecIntA;//默认构造函数

vector<int> vecIntB(vecIntA);//调用拷贝构造函数

 

3.容器大小

与大小相关的操作方法（c代表容器）：

c.size();//放回容器中元素的个数

c.empty()；//判断容器是否为空

 

 

4.比较操作（c1，c2代表容器）

c1==c2

c1!=c2

 

二、各个容器的使用时机

1、vector与deque的比较：

①．vector.at()比deque.at()效率高

vector.at(0)，开始位置是固定的

deque的开始位置却是不固定的

 

②．如果有大量释放操作的话，vector花的时间更少，这和二者的内部实现有关。。

 

③．deque支持头部的快速插入与快速移除，这是deque的优点。

 

2、list---适合于频繁的不确定位置元素的添加移除操作。

 

3、set---分数排行榜，自动排序

 

4、map---有关键字的排序

 

三、算法（Algorithm）的介绍

1.算法部分主要由头文件<algorithm>,<numeric>和<functional>组成。

<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，其中常用到的功能范围涉及到比较 、交换、查找、遍历、复制、修改、反转、排序、合并等等。

 

2.<numeric>体积很小，只包含几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数，包括加法和乘法在序列上的一些操作。

 

3.<functional>中则定义了一些模板类，用以声明函数对象。

 

4.查找算法的选择

首先,选择查找算法时，区间是否排序是一个至关重要的因素，可以按是否需要排序区间分为两组:

 A. count,find

 B. binary_search,lower_bound,upper_bound,equal_range

A组不需排序区间， B组需要排序区间。

当一个区间被排序，优先选择B组，因为他们提供对数时间的效率。而A则是线性时间。

另外A组B组所依赖的查找判断法则不同，A使用相等性法则(查找对象需要定义operator==), B使用等价性法则(查找对象需要定义operator<,必须在相等时返回false)。

 

1、常用的查找算法

相邻重复元素查找：

adjacent_find(beg,end);//在[beg,end)区间，查找一对相邻重复元素，找到则范围这对元素中第一个元素的迭代器。否则返回pass-the-end

例：

 

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  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include <iostream>  
  3. #include <string>  
  4. #include <vector>  
  5. #include <algorithm>  
  6.   
  7. using namespace std;  
  8.     
  9. bool greater(int iNum)  
  10. {  
  11.     if(iNum >3)  
  12.     {  
  13.         return true;  
  14.     }  
  15.     else  
  16.     {  
  17.         return false;  
  18.     }  
  19. }  
  20.   
  21. int main()  
  22. {  
  23.     int data[] = {1,2,4,5,6,8,6,11};  
  24.     vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));  
  25.   
  26.     int iCount = count_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);  
  27.     cout<<iCount<<endl;  
  28.       
  29.     return 0;  
  30. }  
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
  
bool greater(int iNum)
{
	if(iNum >3)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	int data[] = {1,2,4,5,6,8,6,11};
	vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

	int iCount = count_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);
	cout<<iCount<<endl;
	
    return 0;
}

 

折半查找：

bianry_search();//在有序序列中查找value,找到则返回true。注意：在无序序列中，不可使用。

例：

int data[] = {1,2,4,5,6,6,8,11};

vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

bool bFind = binary_search(vecInt.begin(), vecInt.end(), 8);

 

查找指定元素个数：

count();//利用等于操作符，把标志范围内的元素与输入值比较，返回相等的个数。

例：

int data[] = {1,2,4,5,6,8,6,11};

vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

int iCount = count(vecInt.begin(), vecInt.end(), 6);

 

查找满足条件的元素个数：

count_if:();//利用输入的函数，对标志范围内的元素进行比较操作，返回结果为true的个数。

例：

 

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  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include <iostream>  
  3. #include <string>  
  4. #include <vector>  
  5. #include <algorithm>  
  6.   
  7. using namespace std;  
  8.     
  9. bool greater(int iNum)  
  10. {  
  11.     if(iNum >3)  
  12.     {  
  13.         return true;  
  14.     }  
  15.     else  
  16.     {  
  17.         return false;  
  18.     }  
  19. }  
  20.   
  21. int main()  
  22. {  
  23.     int data[] = {1,2,4,5,6,8,6,11};  
  24.     vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));  
  25.   
  26.     int iCount = count_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);  
  27.     cout<<iCount<<endl;  
  28.       
  29.     return 0;  
  30. }  
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
  
bool greater(int iNum)
{
	if(iNum >3)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	int data[] = {1,2,4,5,6,8,6,11};
	vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

	int iCount = count_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);
	cout<<iCount<<endl;
	
    return 0;
}

 

 

条件查找

find_if();//查找满足条件的元素位置

例：

 

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  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include <iostream>  
  3. #include <string>  
  4. #include <vector>  
  5. #include <algorithm>  
  6.   
  7. using namespace std;  
  8.     
  9. bool greater(int iNum)  
  10. {  
  11.     if(iNum >3)  
  12.     {  
  13.         return true;  
  14.     }  
  15.     else  
  16.     {  
  17.         return false;  
  18.     }  
  19. }  
  20.   
  21. int main()  
  22. {  
  23.     int data[] = {1,2,4,5,6,3,6,11};  
  24.     vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));  
  25.   
  26.     vector<int>::iterator it = find_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);  
  27.   
  28.     while(it != vecInt.end())  
  29.     {  
  30.         cout<<*it<<endl;  
  31.         it = find_if(it+1, vecInt.end(), greater);  
  32.     }  
  33.   
  34.       
  35.     return 0;  
  36. }  
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
  
bool greater(int iNum)
{
	if(iNum >3)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	int data[] = {1,2,4,5,6,3,6,11};
	vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

	vector<int>::iterator it = find_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater);

	while(it != vecInt.end())
	{
		cout<<*it<<endl;
		it = find_if(it+1, vecInt.end(), greater);
	}

	
    return 0;
}






 


2、常用合并算法 


加集：


merge()//合并：合并容器A和B到容器C。


例：


merge(vecIntA.begin(),vecIntA.end(),vecIntB.begin(),vecIntB.end(), vecIntC.begin());


 


并集：


set_union() //实现求集合A，B的并。


例：


set_union(vecInt1.begin(), vecInt1.end(), vecInt2.begin(), vecInt2.end(), vecInt.begin());


 


交集：


set_intersection()//实现求集合A，B交集。


例：


set_intersection(vecInt1.begin(), vecInt1.end(), vecInt2.begin(), vecInt2.end(), vecInt.begin());


 


差集：


set_difference()//实现求集合A，B的差（即A—B）（差集）。


例：


set_difference(vecInt1.begin(), vecInt1.end(), vecInt2.begin(), vecInt2.end(), vecInt.begin());


 


3、常用其他算法


排序：


sort()//默认升序排序


例：


sort(vec.begin(), vec.end())


 


自定义排序：


sort(beg,end,compare)//按照自定义的规则排序


例：


 






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  1. #include "stdafx.h"  
    2. 

  2. #include <iostream>  
    3. 

  3. #include <string>  
    4. 

  4. #include <vector>  
    5. 

  5. #include <algorithm>  
    6. 

  6. #include <time.h>  
    7. 

  7.   
    8. 

  8. using namespace std;  
    9. 

  9.   
    10. 

  10. class Student  
    11. 

  11. {  
    12. 

  12. public:  
    13. 

  13.     Student(int id, string name):m_id(id),m_name(name){}  
    14. 

  14. public:  
    15. 

  15.     int m_id;  
    16. 

  16.     string m_name;  
    17. 

  17. };  
    18. 

  18.   
    19. 

  19. bool compare(const Student &stuA, const Student &stuB)  
    20. 

  20. {  
    21. 

  21.     return stuA.m_id<stuB.m_id ? true : false;  
    22. 

  22. }  
    23. 

  23.   
    24. 

  24. int main(int argc, char* argv[])  
    25. 

  25. {  
    26. 

  26.     srand(time(0));//随机数发生器的初始化  
    27. 

  27.     vector<Student> vecStudent;  
    28. 

  28.   
    29. 

  29.     vecStudent.push_back(Student(3, "小明3"));  
    30. 

  30.     vecStudent.push_back(Student(5, "小明5"));  
    31. 

  31.     vecStudent.push_back(Student(2, "小明2"));  
    32. 

  32.     vecStudent.push_back(Student(1, "小明1"));  
    33. 

  33.     vecStudent.push_back(Student(4, "小明4"));  
    34. 

  34.   
    35. 

  35.     sort(vecStudent.begin(), vecStudent.end(), compare);  
    36. 

  36.   
    37. 

  37.     vector<Student>::iterator it;  
    38. 

  38.     for(it=vecStudent.begin(); it!=vecStudent.end(); it++)  
    39. 

  39.     {  
    40. 

  40.         cout<<(*it).m_name<<"　"<<endl;  
    41. 

  41.     }  
    42. 

  42.   
    43. 

  43.     return 0;  
    44. 

  44. }  
    45. 






#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <time.h>

using namespace std;

class Student
{
public:
	Student(int id, string name):m_id(id),m_name(name){}
public:
	int m_id;
	string m_name;
};

bool compare(const Student &stuA, const Student &stuB)
{
	return stuA.m_id<stuB.m_id ? true : false;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	srand(time(0));//随机数发生器的初始化
	vector<Student> vecStudent;

	vecStudent.push_back(Student(3, "小明3"));
	vecStudent.push_back(Student(5, "小明5"));
	vecStudent.push_back(Student(2, "小明2"));
	vecStudent.push_back(Student(1, "小明1"));
	vecStudent.push_back(Student(4, "小明4"));

	sort(vecStudent.begin(), vecStudent.end(), compare);

	vector<Student>::iterator it;
	for(it=vecStudent.begin(); it!=vecStudent.end(); it++)
	{
		cout<<(*it).m_name<<"　"<<endl;
	}

	return 0;
}


 


 随机洗盘：


random_shuffle();//打乱原有排序


random_shuffle(vec.begin(), vec.end());


 


颠倒顺序:


reverse();//反转原有排序


reverse(vec.begin(), vec.end());


 


拷贝：


copy();//拷贝容器A的指定区间到容器B


例：


 






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  1. #include "stdafx.h"  
    2. 

  2. #include <iostream>  
    3. 

  3. #include <string>  
    4. 

  4. #include <vector>  
    5. 

  5. #include <algorithm>  
    6. 

  6.   
    7. 

  7. using namespace std;  
    8. 

  8.   
    9. 

  9. class Student  
    10. 

  10. {  
    11. 

  11. public:  
    12. 

  12.     Student(){}  
    13. 

  13.     Student(int id, string name):m_id(id),m_name(name){}  
    14. 

  14. public:  
    15. 

  15.     int m_id;  
    16. 

  16.     string m_name;  
    17. 

  17. };  
    18. 

  18.   
    19. 

  19. int main(int argc, char* argv[])  
    20. 

  20. {  
    21. 

  21.     vector<Student> vecStudent;  
    22. 

  22.     vector<Student> vecStu;  
    23. 

  23.   
    24. 

  24.     vecStudent.push_back(Student(3, "小明3"));  
    25. 

  25.     vecStudent.push_back(Student(5, "小明5"));  
    26. 

  26.     vecStudent.push_back(Student(2, "小明2"));  
    27. 

  27.     vecStudent.push_back(Student(1, "小明1"));  
    28. 

  28.     vecStudent.push_back(Student(4, "小明4"));  
    29. 

  29.   
    30. 

  30.     vecStu.resize(vecStudent.size());//需要有默认的构造函数Student()  
    31. 

  31.     copy(vecStudent.begin(), vecStudent.end(), vecStu.begin());  
    32. 

  32.   
    33. 

  33.     vector<Student>::iterator it;  
    34. 

  34.     for(it=vecStu.begin(); it!=vecStu.end(); it++)  
    35. 

  35.     {  
    36. 

  36.         cout<<(*it).m_name<<endl;  
    37. 

  37.     }  
    38. 

  38.   
    39. 

  39.     return 0;  
    40. 

  40. }  
    41. 






#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class Student
{
public:
	Student(){}
	Student(int id, string name):m_id(id),m_name(name){}
public:
	int m_id;
	string m_name;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
	vector<Student> vecStudent;
	vector<Student> vecStu;

	vecStudent.push_back(Student(3, "小明3"));
	vecStudent.push_back(Student(5, "小明5"));
	vecStudent.push_back(Student(2, "小明2"));
	vecStudent.push_back(Student(1, "小明1"));
	vecStudent.push_back(Student(4, "小明4"));

	vecStu.resize(vecStudent.size());//需要有默认的构造函数Student()
	copy(vecStudent.begin(), vecStudent.end(), vecStu.begin());

	vector<Student>::iterator it;
	for(it=vecStu.begin(); it!=vecStu.end(); it++)
	{
		cout<<(*it).m_name<<endl;
	}

	return 0;
}


 


替换：


replace();//将指定元素替换成给定的元素


replace(vec.begin(), vec.end(), 3, 10);//将容器中所用等于3的元素替换成10


 


条件替换：


replace_if();//替换满足条件的元素


例：


 






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  1. #include "stdafx.h"  
    2. 

  2. #include <iostream>  
    3. 

  3. #include <string>  
    4. 

  4. #include <vector>  
    5. 

  5. #include <algorithm>  
    6. 

  6.   
    7. 

  7. using namespace std;  
    8. 

  8.     
    9. 

  9. bool greater(int iNum)  
    10. 

  10. {  
    11. 

  11.     if(iNum >3)  
    12. 

  12.     {  
    13. 

  13.         return true;  
    14. 

  14.     }  
    15. 

  15.     else  
    16. 

  16.     {  
    17. 

  17.         return false;  
    18. 

  18.     }  
    19. 

  19. }  
    20. 

  20.   
    21. 

  21. int main()  
    22. 

  22. {  
    23. 

  23.     int data[] = {1,2,4,5,6,3,6,11};  
    24. 

  24.     vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));  
    25. 

  25.   
    26. 

  26.     replace_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater, 10);  
    27. 

  27.   
    28. 

  28.     vector<int>::iterator it;  
    29. 

  29.   
    30. 

  30.     for(it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); it++)  
    31. 

  31.     {  
    32. 

  32.         cout<<*it<<endl;  
    33. 

  33.     }  
    34. 

  34.       
    35. 

  35.     return 0;  
    36. 

  36. }  
    37. 






#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
  
bool greater(int iNum)
{
	if(iNum >3)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int main()
{
	int data[] = {1,2,4,5,6,3,6,11};
	vector<int> vecInt(data, data+sizeof(data)/sizeof(int));

	replace_if(vecInt.begin(), vecInt.end(), greater, 10);

	vector<int>::iterator it;

	for(it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); it++)
	{
		cout<<*it<<endl;
	}
	
    return 0;
}


 


 


交换：


swap(vec1,vec2);//交换容器元素


 


计算和：


accumulate(vec.begin(), vec.end(), 100);//计算从vec.begin()到vec.end()的和再加上最后的100


 


填充：


fill(vec.begin(), vec.end(), 100);//将vec里的值全部填充成100


 


遍历：


for_each();//遍历区间元素


例：


for_each(vecInt.begin(), vecInt.end(), show);


 


转换：


transform();//改变遍历的元素


例：






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  1. #include "stdafx.h"  
    2. 

  2. #include <iostream>  
    3. 

  3. #include <string>  
    4. 

  4. #include <vector>  
    5. 

  5. #include <algorithm>  
    6. 

  6.   
    7. 

  7. using namespace std;  
    8. 

  8.   
    9. 

  9. void show(const int &item)  
    10. 

  10. {  
    11. 

  11.     cout<<item<< " ";  
    12. 

  12. }  
    13. 

  13.   
    14. 

  14. int increase(int item)  
    15. 

  15. {  
    16. 

  16.     return item + 1;  
    17. 

  17. }  
    18. 

  18.   
    19. 

  19. int main()  
    20. 

  20. {  
    21. 

  21.     int data1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};  
    22. 

  22.     vector<int> vecInt1(data1, data1+sizeof(data1)/sizeof(int));  
    23. 

  23.   
    24. 

  24.     vector<int> vecInt;  
    25. 

  25.     vecInt.resize(vecInt1.size());  
    26. 

  26.   
    27. 

  27.     transform(vecInt1.begin(), vecInt1.end(), vecInt.begin(), increase);  
    28. 

  28.   
    29. 

  29.     for_each(vecInt.begin(), vecInt.end(), show);  
    30. 

  30.   
    31. 

  31.     return 0;  
    32. 

  32. }  
    33. 






#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void show(const int &item)
{
	cout<<item<< " ";
}

int increase(int item)
{
	return item + 1;
}

int main()
{
	int data1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
	vector<int> vecInt1(data1, data1+sizeof(data1)/sizeof(int));

	vector<int> vecInt;
	vecInt.resize(vecInt1.size());

	transform(vecInt1.begin(), vecInt1.end(), vecInt.begin(), increase);

	for_each(vecInt.begin(), vecInt.end(), show);

    return 0;
}



四、删除元素的注意点


 


1. 对于关联容器(如map, set,multimap,multiset)


删除当前的iterator，仅仅会使当前的iterator失效，只要在erase时，递增当前iterator即可。这是因为map之类的容器，使用了红黑树来实现，插入、删除一个结点不会对其他结点造成影响。


 






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  1. for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)  
    2. 

  2. {  
    3. 

  3.    if(shouldDelete(*iter))  
    4. 

  4.    {  
    5. 

  5.     cont.erase(iter++);  
    6. 

  6.    }  
    7. 

  7.    else  
    8. 

  8.    {  
    9. 

  9.     ++iter;  
    10. 

  10.    }    
    11. 

  11. }  
    12. 






for (iter = cont.begin(); it != cont.end();)
{
   if(shouldDelete(*iter))
   {
	cont.erase(iter++);
   }
   else
   {
	++iter;
   }  
}


因为iter传给erase方法的是一个副本，iter++会指向下一个元素。


 


2. 对于序列式容器(如vector,deque)


删除当前的iterator会使后面所有元素的iterator都失效。这是因为vetor,deque使用了连续分配的内存，删除一个元素导致后面所有的元素会向前移动一个位置。还好erase方法可以返回下一个有效的iterator。


 






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  1. for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)  
    2. 

  2. {  
    3. 

  3.     if(shouldDelete(*iter))  
    4. 

  4.     {  
    5. 

  5.         iter = cont.erase(iter);   
    6. 

  6.     }  
    7. 

  7.    else  
    8. 

  8.    {  
    9. 

  9.         ++iter;  
    10. 

  10.    }    
    11. 

  11. }  
    12. 






for (iter = cont.begin(); iter != cont.end();)
{
    if(shouldDelete(*iter))
    {
        iter = cont.erase(iter); 
    }
   else
   {
        ++iter;
   }  
}


 


3. 对于list来说


它使用了不连续分配的内存，并且它的erase方法也会返回下一个有效的iterator，因此上面两种方法都可以使用。


后置++的代码：






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  1. _Myiter operator++(int)  
    2. 

  2. {    // postincrement  
    3. 

  3.     _Myiter _Tmp = *this;  
    4. 

  4.     ++*this;  
    5. 

  5.     return (_Tmp);  
    6. 

  6. }  
    7. 







_Myiter operator++(int)
{    // postincrement
    _Myiter _Tmp = *this;
    ++*this;
    return (_Tmp);
}


*this：表示当前迭代器 _Tmp:当前迭代器的副本 ++*this；//*this变成下一个迭代器


return (_Tmp);//最后返回的是当前迭代器的副本


 


前置++的代码：






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  1. _Myiter& operator++()  
    2. 

  2. {    
    3. 

  3.     ++(*(_Mybase *)this);//*this变成下一个迭代器  
    4. 

  4.     return (*this);//返回的是下一个迭代器  
    5. 

  5. }  
    6. 






_Myiter& operator++()
{  
    ++(*(_Mybase *)this);//*this变成下一个迭代器
    return (*this);//返回的是下一个迭代器
}




 


 


   







		

		
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2017-02-26 15:45 
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