C++ 进阶编程

第一章模板

本阶段主要针对 C++泛型编程和STL技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用

一、模板的概念

模板就是建立 通用的模具，大大 提高复用性

例如生活中的模板

一寸照片模板：

PPT 模板：

模板的特点：

模板不可以直接使用，它只是一个框架
模板的通用并不是万能的

二、函数模板

C++另一种编程思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制：函数模板 和 类模板

1、函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
// 函数声明或定义

解释：
template: 声明创建模板

typename: 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T: 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 普通写法
/*
// 交换两个整型的函数
void swapInt(int& a, int& b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 交换两个浮点型的函数
void swapFloat(double& a, double& b)
{
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 测试函数
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	swapInt(a, b);
	cout << "a = " << a << "; b = " << b << ";" << endl;

	double c = 1.1;
	double d = 2.2;
	swapFloat(c, d);
	cout << "c = " << c << "; d = " << d << ";" << endl;
}
*/


// 函数模板
template<typename T> // 声明一个模板，告诉编译器后面的代码中紧跟着的 T 不要报错，T 是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 测试函数
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	// 利用函数模板交换
	// 两种方式使用模板
	// 1. 自动类型推导
	mySwap(a, b);
	// 2. 显示指定类型
	// mySwap<int>(a, b);
	cout << "a = " << a << "; b = " << b << ";" << endl;

	double c = 1.1;
	double d = 2.2;
	// 1. 自动类型推导
	// mySwap(c, d);
	// 2. 显示指定类型
	mySwap<double>(c, d);
	cout << "c = " << c << "; d = " << d << ";" << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

函数模板利用关键字 template

使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型

模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

2、函数模板注意事项

注意事项：

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型 T 才可以使用
模板必须要确定出 T 的数据类型，才可以使用

示例：

#include <iostream>
using namespace std;


// 函数模板注意事项

// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型 T 才可以使用
template<class T> //typename 可以替换成 class
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';
	mySwap(a, b); // 正确
	// mySwap(a, c); // 错误！推导不出一致的 T 类型
	cout << "a = " << a << "; b = " << b << ";" << endl;
}

// 2、模板必须要确定出 T 的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
	cout << "func 函数的调用" << endl;
}
void test02()
{
	// func(); // 错误
	func<int>(); // 正确
}


int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

3、函数模板案例

案例描述：

利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序
分别利用 char 数组和 int 数组进行测试

示例：

#include <iostream>
using namespace std;


// 函数模板案例

// 1. 实现交换的函数模板
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 2. 提供打印数组的函数模板
template<class T>
void printArray(T arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

// 3. 排序函数的函数模板
template<class T> //typename 可以替换成 class
void sortArray(T arr[], int len)
{
	// 选择排序 从大到小（降序）
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		int max = i; // 最大值的下标
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			// 认定的最大值 比 遍历出的数组要小，说明 j 下标的元素才是真正的最大值
			if (arr[max] < arr[j])
			{
				max = j; // 更新最大值下标
			}
		}
		if (i != max)
		{
			// 交换 max 和 i 下标的元素
			mySwap(arr[i], arr[max]);
		}
	}
}

// 测试
void test01()
{
	char charArr[] = "badcfe";
	int len = sizeof(charArr) / sizeof(charArr[0]);
	sortArray(charArr, len);
	printArray(charArr, len);
}

void test02()
{
	int intArr[] = { 7,5,1,3,9,2,4,6,8 };
	int len = sizeof(intArr) / sizeof(intArr[0]);
	sortArray(intArr, len);
	printArray(intArr, len);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

4、普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 普通函数与函数模板区别
// 1. 普通函数调用可以发生隐式类型转换
// 2. 函数模板 用自动类型推导，不可以发生隐式类型转换
// 3. 函数模板 用显示指定类型，可以发生隐式类型转换

// 普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
	return a + b;
}

// 函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{
	return a + b;
}

// 使用函数模板时如果自动类型推导，不会发生自动类型转换，即隐式类型转换
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c'; // a - 97 c - 99
	cout << myAdd01(a, b) << endl;
	cout << myAdd01(a, c) << endl;

	// 自动类型推导, 不会发生隐式类型转换
	cout << myAdd02(a, b) << endl;
	// cout << myAdd02(a, c) << endl;

	// 显示指定类型，可以发生隐式类型转换
	cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型 T

5、普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
可以通过空模板参数列表来强制用函数模板
函数模板也可以发生重载
如果函数模板可以产生更好的匹配优先调用函数模板

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 普通函数与函数模板的调用规则
// 1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
// 2. 可以通过空模板参数列表来强制用函数模板
// 3. 函数模板也可以发生重载
// 4. 如果函数模板可以产生更好的匹配优先调用函数模板

// 普通函数
void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的是普通函数" << endl;
}

// 函数模板
template<class T>
void myPrint(T a, T b)
{
	cout << "调用的是函数模板" << endl;
}

// 函数模板的重载
template<class T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{
	cout << "调用的是重载的函数模板" << endl;
}

// 测试函数
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	// 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
	myPrint(a, b);

	// 以通过空模板参数列表 来强制用函数模板
	myPrint<>(a, b);

	// 函数模板也可以发生重载
	myPrint<>(a, b, 100);

	// 如果函数模板可以产生更好的匹配优先调用函数模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2);
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

6、模板的局限性

局限性：

模板的通用性并不是万能的

例如：

template<class T>
void f(T a, T b)
{
   a = b; 
}

在上述代码中提供赋值操作，如果传入的 a 和 b 是一个数组，就无法实现

再例如：

template<class T>
void f(T a, T b)
{
   if (a > b)
   {
       // ...
   }
}

在上述代码中，如果 T 的数据类型传入的是像 Person 这样的自定义数据类型，也无法正常运行

因此 C++ 为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 模板的局限性
// 模板的通用性并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式做特殊处理

// Person 类
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

// 对比两个数据是否相等函数
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
	if (a == b)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

// 利用具体化 Person 的版本实现代码，具体化优先调用
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2)
{
	if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

// 测试函数
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	bool ret = myCompare(a, b);
	if (ret)
	{
		cout << "a == b" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a != b" << endl;
	}
}

void test02()
{
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret)
	{
		cout << "p1 == p2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 != p2" << endl;
	}
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结

利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化

学习模板并不是为了写模板，而是在 STL 能够运用系统提供的模板

三、类模板

1、类模板语法

类模板作用：

建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表

语法

template<typename T>
class 类名
{
    ...
}

解释：

template: 声明创建模板
typename: 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
T: 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板语法
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄: " << this->m_Age << endl;
	}
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

// 测试函数
void test01()
{
	// 实例化
	Person<string, int> p1("三上悠亚", 18);
	p1.showPerson();
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：类模版和函数模板语法相似，在声明模板 template 后面加类，此类称为类模板

2、类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板与函数模板区别
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄: " << this->m_Age << endl;
	}
	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

// 1. 类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
	// Person p1("三上悠亚", 18); // 错误 无法使用自动类型推导
	Person<string, int> p1("三上悠亚", 18);
	p1.showPerson();
}


// 2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
	Person<string> p2("桥本有菜", 22);
	p2.showPerson();
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

类模板使用只能用显示指定类型方式

类模板中的模板参数列表可以有默认参数

3、类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板中成员函数创建时机
// 类模板中的成员函数在调用时才创建

class Person1
{
public:
	void showPerson1()
	{
		cout << "Person1" << endl;
	}
};

class Person2
{
public:
	void showPerson2()
	{
		cout << "Person2" << endl;
	}
};

template<class T>
class MyClass
{
public:
	T obj;

	// 类模板中的成员函数
	void func1()
	{
		obj.showPerson1();
	}
	void func2()
	{
		obj.showPerson2();
	}
};

// 测试函数
void test01()
{
	MyClass<Person1> m1;
	m1.func1();
	// m1.func2();

	MyClass<Person2> m2;
	//	m2.func1();
	m2.func2();
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：类模板中的成员函数并不是一开始就创建的，在调用时才去创建

4、类模板对象做函数参数

学习目标：

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

指定传入的类型: 直接显示对象的数据类型
参数模板化: 将对象中的参数变为模板进行传递
整个类模板化: 将这个对象类型模板化进行传递

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板对象做函数参数
template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age)
	{
		m_Name = name;
		m_Age = age;

	}
	void showPerson()
	{
		cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄: " << this->m_Age << endl;
	}
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};
// 1. 指定传入的类型: 直接显示对象的数据类型
void printPerson1(Person<string, int>& p)
{
	p.showPerson();
}

void test01()
{
	Person<string, int> p("三上悠亚", 18);
	printPerson1(p);
}

// 2. 参数模板化 : 将对象中的参数变为模板进行传递
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T1 的类型为: " << typeid(T1).name() << endl;
	cout << "T2 的类型为: " << typeid(T2).name() << endl;
}

void test02()
{
	Person<string, int> p("桥本有菜", 22);
	printPerson2(p);
}

// 3. 整个类模板化 : 将这个对象类型模板化进行传递
template<class T>
void printPerson3(T& p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T 的类型为: " << typeid(T).name() << endl;
}

void test03()
{
	Person<string, int> p("河北彩花", 19);
	printPerson3(p);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参

使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

5、类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中 T 的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中 T 的类型，子类也需变为类模板

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板与继承
template<class T>
class Base
{
public:
	T m;
};

// 1. 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中 T 的类型, 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
// class Son : public Base // 错误的，必须要知道父类中的 T 类型，才能继承给子类
class Son1 : public Base<int>
{

};
void test01()
{
	Son1 s1;

}

// 2. 如果想灵活指定出父类中 T 的类型，子类也需变为类模板
template<class T1, class T2>
class Son2 : public Base<T2>
{
public:
	Son2()
	{
		cout << "T1 的数据类型为: " << typeid(T1).name() << endl;
		cout << "T2 的数据类型为: " << typeid(T2).name() << endl;
	}
	T1 obj;
};
void test02()
{
	Son2<int, char> s2;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中 T 的数据类型

6、类模板成员函数类外实现

学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板与继承
template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
    // 成员函数类外类声明
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

// 构造函数类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

// 成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄: " << this->m_Age << endl;
}

// 测试函数
void test01()
{
	Person<string, int> p("桥本有菜", 20);
	p.showPerson();
}

// 入口函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表

7、类模板分文件编写

学习目标：

掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式

问题：

类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

解决方式1：直接包含 .cpp 源文件
解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为 .hpp, hpp是约定的名称，并不是强制

示例：

person.hpp中代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

template<class T1, class T2>
class Person
{
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄: " << this->m_Age << endl;
}

类模板分文件编写 .cpp 中代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板分文件编写问题以及解决

// 第一种解决方式，解决包含源文件
// #include "person.cpp"
// 第二种解决方式，将 .h 和 .cpp 中的内容写到一起，将后缀名改为 .hpp 文件
#include "person.hpp"

void test01()
{
	Person<string, int> p("桥本有菜", 20);
	p.showPerson();
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

8、类模板与友元

学习目标：

掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现

全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可

全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板与友元
// 1. 通过全局函数 打印 Person 信息
// 提前让编译器知道 Person 类存在
template<class T1, class T2>
class Person;

template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
	cout << "类外实现 --- 姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person
{
	// 全局函数类内实现
	friend void printPerson(Person<T1, T2>& p)
	{
		cout << "类内实现 --- 姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << endl;
	}

	// 全局函数类外实现
	// 加空模板的参数列表
	// 如果全局函数，是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数存在
	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2>& p);
public:
	Person(T1 name, T2 age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};


// 1、全局函数类内实现
void test01()
{
	Person<string, int> p("桥本有菜", 20);
	printPerson(p);
}

// 2、全局函数类外实现
void test02()
{
	Person<string, int> p("三上悠亚", 18);
	printPerson2(p);
}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

9、类模板案例

案例描述：实现一个通用的数组类，要求如下：

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造涵数以及 operator= 防止浅拷贝问题
提供尾插法和删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

示例代码

myArray.hpp 中代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

// 实现通用数组类
template<class T>
class myArray
{
public:
	// 构造函数 - 有参构造
	myArray(int capacity)
	{
		// cout << "myArray 的有参构造调用" << endl;
		this->m_Capacity = capacity;
		this->m_Size = 0;
		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
	}

	// 拷贝构造 
	myArray(const myArray& arr)
	{
		// cout << "myArray 的拷贝构造调用" << endl;
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		// 浅拷贝
		// this->pAddress = arr.pAddress;
		// 深拷贝
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		// 将 arr 中的数据都拷贝过来
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
	}
	
	// operator= 防止浅拷贝问题
	myArray& operator=(const myArray& arr)
	{
		// cout << "myArray 的operator=调用" << endl;
		// 先判断原来堆区是否有数据，如果有先释放
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
			this->m_Capacity = 0;
			this->m_Size = 0;
		}

		// 深拷贝
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		// 浅拷贝
		// this->pAddress = arr.pAddress;
		// 深拷贝
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		// 将 arr 中的数据都拷贝过来
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
		{
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}

		return *this;
	}
	
	// 尾插法
	void pushBack(const T& val)
	{
		// 判断容量是否等于大小
		if (this->m_Capacity == this->m_Size)
		{
			return;
		}
		this->pAddress[this->m_Size] = val; // 在数组末尾插入数据
		this->m_Size++;	// 更新数组大小
	}

	// 尾删法
	void popBack()
	{
		// 让用户访问不到最后一个元素，即为尾删，逻辑删除
		if (this->m_Size == 0)
		{
			return;
		}
		this->m_Size--;	// 更新数组大小
	}

	// 通过下标方式访问数组中的元素
	T& operator[](int index)
	{
		return this->pAddress[index];
	}

	// 返回数组的容量
	int getCapacity()
	{
		return this->m_Capacity;
	}

	// 返回数组大小
	int getSize()
	{
		return this->m_Size;
	}

	// 析构函数
	~myArray()
	{
		// cout << "myArray 的析构函数调用" << endl;
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
		}
	}
	

private:
	// 数组 - 指针指向堆区开辟的真实数组
	T* pAddress;
	// 容量
	int m_Capacity;
	// 大小
	int m_Size;
};

类模板案例 - 数组类封装.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

#include "myArray.hpp"

void printIntArray(myArray<int>& arr)
{
	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;

	}
}

void test01()
{
	myArray<int> arr1(5);
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		// 利用尾插法向数组中插入数据
		arr1.pushBack(i);
	}
	cout << "arr1 的打印输出为: " << endl;
	printIntArray(arr1);
	cout << "arr1 的容量为: " << arr1.getCapacity() << endl;
	cout << "arr1 的大小为: " << arr1.getSize() << endl;

	myArray<int> arr2(arr1);
	printIntArray(arr2);

	// 尾删
	arr2.popBack();
	cout << "arr2 尾删后: " << endl;
	cout << "arr2 的容量为: " << arr2.getCapacity() << endl;
	cout << "arr2 的大小为: " << arr2.getSize() << endl;

	// myArray<int> arr3(100);
	// arr3 = arr1;
}


// 测试自定义数据类型
class Person
{
public:
	// 必须写默认构造函数
	Person() { }
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void printPersonArray(myArray<Person>& arr)
{
	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++)
	{
		cout << "姓名: " << arr[i].m_Name << " 年龄: " << arr[i].m_Age  << endl;

	}
}


void test02()
{
	myArray<Person> personArray(10);
	Person p1("桥本有菜", 20);
	Person p2("三上悠亚", 18);
	Person p3("河北彩花", 22);
	Person p4("小泽玛利亚", 36);
	// 将数据插入到数组中
	personArray.pushBack(p1);
	personArray.pushBack(p2);
	personArray.pushBack(p3);
	personArray.pushBack(p4);
	// 打印数组中的xinxi
	cout << "personArray 的打印输出为: " << endl;
	printPersonArray(personArray);
	cout << "personArray 的容量为: " << personArray.getCapacity() << endl;
	cout << "personArray 的大小为: " << personArray.getSize() << endl;

}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：能够利用所学知识点实现通用的数组

第二章 STL 模板库

一、STL 初识

1、STL的诞生

长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升
大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准，导致被迫从事大量重复工作
为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了 STL

2、STL基本概念

STL(Standard Template Library, 标准模板库)
STL 从广义上分为：容器container) 算法(algorithm) 迭代器iterator)
容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

3、STL六大组件

STL 大体分为六大组件，分别是：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据。
算法：各种常用的算法，如sot、find、copy、for_each等
迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
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。

4、STL中容器、算法、迭代器

容器：置物之所也

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，链表树，栈，队列，集合，映射表等

这些容器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。
关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法：问题之解法也

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)

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

迭代器：容器和算法之间粘合剂

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。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持 ++、==、!=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持 ++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持 ++、==、!=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持 ++、--
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器	读写，支持 ++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

5、容器算法送代器初识

了解 STL 中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为 Vector, 可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

(1) Vector 存放内置数据类型

容器： vector

算法：for_each

迭代器：vector<int>::iterator

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 标准算法头文件
using namespace std;

// vector存放内置数据类型
void myPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}
void test01()
{
	// 创建了一个 vector 容器, 数组
	vector<int> v;
	// 想容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	// 第一种遍历方式
	/*
	// 通过迭代器访问容器中的数据
	vector<int>::iterator itBegin = v.begin(); // 起始迭代器 指向容器中第一个元素
	vector<int>::iterator itEnd = v.end(); // 结束迭代器 指向容器中最后一个元素的下一个位置
	while (itBegin != itEnd)
	{
		cout << *itBegin << endl;
		itBegin++;
	}

	*/

	// 第二种遍历方式
	/*
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << endl; 
	}
	*/

	// 第三种遍历方式 利用 STL提供遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

(2) Vector 存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 标准算法头文件
using namespace std;

// 1. Vector 存放自定义置数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};
void test01()
{
	// 创建了一个 vector 容器, 数组
	vector<Person> v;
	// 向容器中插入数据
	Person p1("桥本有菜", 20);
	Person p2("三上悠亚", 18);
	Person p3("河北彩花", 22);
	Person p4("苍井空", 38);
	Person p5("小泽玛利亚", 32);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	// 遍历容器
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		// cout << "\t姓名: " << (*it).m_Name << " 姓名: " << (*it).m_Age << endl;
		cout << "\t姓名: " << it->m_Name << " 姓名: " << it->m_Age << endl;
	}
}

// 2. Vector 存放自定义数据类型的指针
void test02()
{
	// 创建了一个 vector 容器, 数组
	vector<Person*> v;
	// 向容器中插入数据
	Person p1("桥本有菜", 20);
	Person p2("三上悠亚", 18);
	Person p3("河北彩花", 22);
	Person p4("苍井空", 38);
	Person p5("小泽玛利亚", 32);
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);
	// 遍历容器
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "\t姓名: " << (*it)->m_Name << " 姓名: " << (*it)->m_Age << endl;
	}
}


int main()
{
	cout << "Vector 存放自定义置数据类型: " << endl;
	test01();
	cout << "Vector 存放自定义数据类型的指针: " << endl;
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

(3) Vector 容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 标准算法头文件
using namespace std;

// Vector 容器嵌套容器

void test01()
{
	vector<vector<int>> v;
	// 创建小容器
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;
	// 向小容器中添加数据
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}
	// 将小容器插入到大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

	// 通过大容器，将所有的数据遍历一遍
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		// (*it) --- 容器 vector<int>
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

二、 STL 常用容器

1、string 容器

(1) string 基本概念

本质：

string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string 和 char区别：

char* 是一个指针
string 是一个类，类内部封装了char*,管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

string类内部封装了很多成员方法

例如: 查找find, 拷贝copy, 删除delete, 替换replace, 插入insert

string 管理 char* 所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

(2) string 构造函数

构造函数原型：

构造函数	说明
`string();`	创建一个空的字符串例如：string str;
`string(const char* s);`	使用字符串 s 初始化
`string(const string& str);`	使用一个 string 对象初始化另一个 string 对象
`string(int n, char c);`	使用n个字符c初始化

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// string的构造函数
void test01()
{
	// 默认构造
	string s1;
	
	// 使用字符串 s 初始化
	const char* str = "桥本有菜";
	string s2(str);
	cout << "s2 = " << s2 << endl;

	// 使用一个 string 对象初始化另一个 string 对象 拷贝构造
	string s3(s2);
	cout << "s3 = " << s3 << endl;

	// 使用n个字符c初始化
	string s4(10, 'a');
	cout << "s4 = " << s4 << endl;

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：string 的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

(3) string 赋值操作

功能描述：

给 string 字符串进行赋值

赋值的函数原型

函数	说明
`string& operator=(const char* s);`	char* 类型字符串赋值给当前的字符串
`string& operator=(const string& s);`	把字符串s赋给当前的字符串
`string& operator=(char c);`	字符赋值给当前的字符串
`string& assign(const char* s);`	把字符串s赋给当前的字符串
`string& assign(const char* s, int n);`	把字符串s的前个字符赋给当前的字符串
`string&assign(const string& s);`	把字符串s赋给当前字符串
`string&assign(int n, char c);`	用n个字符c赋给当前字符串

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// string的赋值操作
void test01()
{
	string str1;
	str1 = "桥本有菜";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	string str4;
	str4.assign("三上悠亚");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("Hello World", 5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl;

	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(10, 'a');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

(4) string 字符串拼接

功能描述：

实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

函数	说明
`string& operator+=(const char* str);`	重载+=操作符
`string& operator+=(const char c);`	重载+=操作符
`string& operator+=(const string& str);`	重载+=操作符
`string& append(const char* s);`	把字符串s连接到当前字符串结尾
`string& append(const char* s ,int n);`	把字符串s的前个字符连接到当前字符串结尾
`string& append(const string& s);`	同 `operator+=(const string& str)`
`string& append(const string& s, int pos,int n);`	字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

示例：

#include <iostream>
using namespace std;


void test01()
{
	string str1 = "我";
	str1 += "爱三上悠亚";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;
	str1 + ';';
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2 = "桥本有菜 河北彩花爱我 ";
	str2 += str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3 = "I ";
	str3.append(" Love ");
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	str3.append("Yuya Mikami Hashimoto has a dish", 12);
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	str3.append(str2);
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	str3.append(str2, 0, 8); // 参数2 起始位置，参数3 截取的字符个数
	cout << "str3 = " << str3 << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

(5) string 查找和替换

功能描述：

查找：查找指定字符串是否存在
替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

函数	说明
`int find(const string& str, int post = 0) const;`	查找str第一次出现位置，从pos开始查找
`int find(const char* s, int post = 0) const;`	查找s第一次出现位置，从pos开始查找
`int find(const chart* str, int post, int n) const;`	从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
`int find(const char c, int pos = 0) const;`	查找字符c第一次出现位置
`int rfind(const string& str, int pos = npos) const;`	查找str最后一次位置，从pos开始查找
`int rfind(const char* s, int pos = npos) const;`	查找s最后一次出现位置，从pos开始查找
`int rfind(const char* s, int pos, int n) const;`	从pos查找s的前n个字符最后一次位置
`int rfind(const char c, int pos = 0) const;`	查找字符c最后一次出现位置
`string& replace(int pos, int n, const string& str);`	替换从pos开始n个字符为字符串str
`string& replace(int pos, int n, const char* s);`	替换从pos开始的n个字符为字符串s

示例：

#include <iostream>
using namespace std;


// 字符串查找和替换

// 1、查找
void test01()
{
	// find
	string str1 = "abcdefgde";
	int pos = str1.find("de");
	if (pos == -1)
	{
		cout << "未找到指定字符串" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到指定字符串, pos = " << pos << endl;
	}

	// rfind 和 find 区别：rfind 从右往左查找，find 从左往右查找
	pos = str1.rfind("de");
	cout << "找到指定字符串, pos = " << pos << endl;
}

// 2、替换
void test02()
{
	string str1 = "abcdefg";
	// 从1号位置起3个字符替换为"1111"
	str1.replace(1, 3, "1111");
	cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

find查找是从左往后，rfind从右往左

find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1

replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

(6) string 字符串比较

功能描述：

字符串之间的比较

比较方式：

字符串比较是按字符的ASC码进行对比

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

int compare(const string& s) const; // 与字符串s比较
int compare(const char* s) const; // 与字符串s比较

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 字符串比较
void test01()
{
	string str1 = "Xello";
	string str2 = "Hello";
	if (str1.compare(str2) == 0)
	{
		cout << "str1 等于 str2" << endl;
	}
	else if (str1.compare(str2) > 0)
	{
		cout << "str1 大于 str2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "str1 小于 str2" << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

(7) string 字符存取

string中单个字符存取方式有两种：

char& operator[](int n); // 通过 [] 方式取字符
char& at(int n); // 通过 at 方式取字符

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void test01()
{
	string str = "Hello World";
	// 通过 [] 方式取字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	// 通过 at 方式取字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	// 修改单个字符
	str[0] = 'X';
	cout << "str = " << str << endl;
    
    str.at(1) = 'X';
    cout << "str = " << str << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [] 或 at

(8) string 插入和删除

功能描述：

对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

函数	说明
`string& insert(int pos, const char* s);`	插入字符串
`string& insert(int pos, const string& str);`	插入字符串
`string& insert(int pos, int n, char c);`	在指定位置插入n个字符c
`string& erase(int pos, int n = npos);`	删除从 pos 开始的n个字符

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 字符串 插入和删除
void test01()
{
	string str = "Hello";
	// 插入
	str.insert(5, " 桥本有菜");
	cout << "str = " << str << endl;
	// 删除(一个汉字两个字符)
	str.erase(5, 8);
	cout << "str = " << str << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：插入和删除的起始下标都是从0开始

(9) string 子串

功能描述：

从字符串中获取想要的子串

函数原型:

函数	说明
`string substr(int pos = 0, int n = npos) const;`	返回由 pos 开始的n个字符组成的字符串

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// string求子串
void test01()
{
	string str = "abcdef";
	string subStr = str.substr(1, 3);
	cout << "subStr = " << subStr << endl;
}

// 实用操作
void test02()
{
	string email = "1040409049@qq.com";
	// 从邮件地址中获取用户信息
	int pos = email.find("@");
	string userName = email.substr(0, pos);
	cout << "userName = " << userName << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

2、vector 容器

(1) vector 基本概念

功能：

vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

不同之处在于数组是静态空间，而 vector 可以动态扩展

动态扩展：

并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

![](images/vector 容器.jpeg)

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

(2) vector 构造函数

功能描述：

创建 vector 容器

函数原型：

函数	说明
`vector<T> v;`	采用模板类实现，默认构造函数
`vector(v.begin(), v.end());`	将 v[begin(), end()) 区间中的元素拷贝给本身
`vector(n, elem);`	构造函数将 n 个 elem 拷贝给本身
`vector(const vector& vec);`	拷贝构造函数

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// vector 容器构造函数
void test01() 
{
	// 默认构造 无参构造
	vector<int> v1; 
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	// 通过区间方式进行构造
	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	// n 个 elem 方式构造
	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);

	// 拷贝构造
	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：vector 的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

(3) vector 赋值操作

功能描述：

给 vector 容器进行赋值

函数原型：

函数	说明
`vector& operator=(const vector& vec);`	重载等号操作符
`assign(beg, end);`	将[beg, end) 区间中的数据拷贝赋值给本身
`assign(n, elem);`	将 n 个 elem 拷贝赋值给本身

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;


void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// vector赋值操作
void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	// 1. 赋值 operator=
	vector<int> v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

	// 2. assign
	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	// 3. assign n 个 elem 方式赋值
	vector<int> v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：vector赋值方式比较简单，使用 operator=, 或者 assign 都可以

(4) vector 容量和大小

功能描述：

对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

函数	说明
`empty();`	判断容器是否为空
`capacity();`	容器的容量
`size();`	返回容器中元素的个数
`resize(int num);`	重新指定容器的长度为um,若容器变长，则以默认值填充新位置，如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
`resize(int num, elem);`	重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// vector 容量和大小
void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	// 判断容器是否为空
	if (v1.empty()) // 为真： 代表容器为空
	{
		cout << "v1 为空" << endl;
	}
	else // 为假： 代表容器不为空
	{
		cout << "v1 不为空" << endl;
		// 获取容器容量
		cout << "v1 的容量为: " << v1.capacity() << endl;
		// 获取容器大小
		cout << "v1 的大小为: " << v1.size() << endl;
	}

	// 重新指定大小
	v1.resize(15); // 如果重新指定的比原来长了，默认用0填充新的位置
	printVector(v1);

	// 重新指定大小
	v1.resize(20, 100); // 利用重载版本，可以指定默认填充值，参数2
	printVector(v1);

	// 重新指定大小
	v1.resize(5); // 如果重新指定的比原来短了，超出部分会删除掉
	printVector(v1);

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

判断是否为空 --- empty

返回元素个数 --- size

返回容器容量 --- capacity

重新指定大小 --- resize

(5) vector 插入和删除

功能描述

对 vector 容器进行插入、删除操作

函数原型：

函数	说明
`push_back(ele);`	尾部插入元素ele
`pop_back();`	删除最后一个元素
`insert(const_iterator pos, ele);`	迭代器指向位置pos插入元素ele
`insert(const_iterator pos, int count, ele);`	迭代器指向位置pos插入count个元素ele
`erase(const_iterator pos);`	删除迭代器指向的元素
`erase(const_iterator start, const_iterator end);`	删除迭代器从start到end之间的元素
`clear();`	删除容器中所有元素

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;


void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// vector 插入和删除
void test01()
{
	vector<int> v1;
	
	// 尾插法
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	printVector(v1);
	
	// 尾删法
	v1.pop_back();
	printVector(v1);
	
	// 插入 第一个参数是迭代器
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
	printVector(v1);

	// 删除 第一个参数是迭代器
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);

	// 清空
	// v1.erase(v1.begin(), v1.end());
	v1.clear();
	printVector(v1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

尾插 --- push_back

尾删 --- pop_back

插入 --- insert (位置迭代器)

删除 --- erase (位置迭代器)

清空 --- clear

(6) vector 数据存取

功能描述：

对vector中的数据的存取操作

函数原型：

函数	说明
`at(int idx);`	返回索引 idx 所指的数据
`operator[];`	返回索引 idx 所指的数据
`front();`	返回容器中第一个数据元素
`back();`	返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// vector 数据存取
void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	// 利用 [] 方式访问数组中的元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	// 利用 at 方式访问数组中的元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	// 获取第一个元素
	cout << "第一个元素为：" << v1.front() << endl;

	// 获取最后一个元素
	cout << "最后个元素为：" << v1.back() << endl;
}


int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

除了用迭代器获取vector容器中元素，[]和at也可以

front 返回容器第一个元素

back 返回容器最后一个元素

(7) vector 互换容器

功能描述：

实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

函数	说明
`swap(vec);`	将vec与本身的元素互换

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (int i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

// vector 互换容器
// 1. 基本使用
void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	cout << "交换前: " << endl;
	
	
	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	cout << "交换后: " << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

// 2. 实际用途
// 巧用 swap 可以收缩内存空间
void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	cout << "v 的容量为: " << v.capacity() << endl;
	cout << "v 的大小为: " << v.size() << endl;

	v.resize(3); // 重新指定大小
	cout << "v 的容量为: " << v.capacity() << endl;
	cout << "v 的大小为: " << v.size() << endl;

	// 巧用 swap 收缩内存 
	// vector<int> (v)匿名对象
	vector<int> (v).swap(v);
	cout << "v 的容量为: " << v.capacity() << endl;
	cout << "v 的大小为: " << v.size() << endl;
}

int main()
{
	// test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：swap 可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

(8) vector 预留空间

功能描述：

减少 vector 在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

函数	说明
`reserve(int len);`	容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// vector容器预留空间
void test01()
{
	vector<int> v;
	// 利用 reserve 预留空间
	v.reserve(100000);

	int num = 0; // 统计开辟次数
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])
		{
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：如果数据量较大可以一开始利用reserve预留空间

3、deque 容器

(1) deque 容器基本概念

功能：

双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与vectorl区别：

vector 对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
deque 相对而言，对头部的插入删除速度会比 vector 快
vector 访问元素时的速度会比deque快这和两者内部实现有关

deque 内部工作原理：

deque 内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

deque:容器的迭代器也是支持随机访问的

(2) deque 构造函数

功能描述：

deque 容器构造

函数原型：

函数	说明
`deque<T> deqT;`	默认构造形式
`deque(beg, end);`	构造函数将[beg,end)区间中的元素拷贝给本身。
`deque(n, elem);`	构造函数将n个elem拷贝给本身。
`deque(const deque& deq);`	拷贝构造函数

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;


void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		// *it = 100; 容器中的数据不可以修改了
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// deque 构造函数
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	deque<int> d2(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d2);

	deque<int> d3(10, 100);
	printDeque(d3);

	deque<int> d4(d3);
	printDeque(d4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：deque 容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

(3) deque 赋值操作

功能描述：

给deque容器进行赋值

函数原型：

函数	说明
`deque& roperator=(const deque& deq);`	重载等号操作符
`assign(beg, end);`	将[beg,end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
`assign(n,elem);`	将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;


void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		// *it = 100; 容器中的数据不可以修改了
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// deque 赋值操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	// operator= 赋值
	deque<int> d2;
	d2 = d1;
	printDeque(d2);

	// assign 赋值
	deque<int> d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d3);

	// assign 赋值
	deque<int> d4;
	d4.assign(10, 100);
	printDeque(d4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：deque 赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

(4) deque 大小操作

功能描述：

对deque容器的大小进行操作

函数原型：

函数	说明
`deque.empty();`	判断容器是否为空
`deque.size();`	返回容器中元素的个数
`deque.resize(num);`	重新指定容器的长度为um,若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
`deque.resize(num,elem);`	重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;


void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		// *it = 100; 容器中的数据不可以修改了
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// deque 大小操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	if (d1.empty())
	{
		cout << "d1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "d1不为空" << endl;
		cout << "d1 的大小: " << d1.size() << endl;
		// deque容器没有容量的概念
	}
	
	// d1.resize(15);
	d1.resize(15, 1);
	printDeque(d1);

	// 重新指定大小
	d1.resize(5);
	printDeque(d1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

deque 没有容量的概念

判断是否为空 --- empty

返回元素个数 --- size

重新指定个数 --- resize

(5) deque 插入和删除

功能描述：

向deque容器中插入和删除数据

函数原型：
两端插入操作：

函数	说明
`push_back(elem);`	在容器尾部添加一个数据
`push_front(elem);`	在容器头部插入一个数据
`pop_back();`	删除容器最后一个数据
`pop_front();`	删除容器第一个数据

指定位置操作：

函数	说明
`insert(pos, elem);`	在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
`insert(pos, n, elem);`	在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
`insert(pos, beg, end);`	在pos位置插入[beg, end)区间的数据，无返回值。
`clear();`	清空容器的所有数据
`erase(beg, end);`	删除[beg, end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
`erase(pos);`	删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;


void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		// *it = 100; 容器中的数据不可以修改了
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// deque 插入和删除
void test01()
{
	deque<int> d1;
	// 尾插法
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);
	// 头插法
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);
	printDeque(d1);
	// 尾删法
	d1.pop_back();
	printDeque(d1);
	// 头删法
	d1.pop_front();
	printDeque(d1);
}

// 指定位置操作
void test02()
{
	deque<int> d1;
	// 尾插法
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);
	// 头插法
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);
	printDeque(d1);
	// insert插入
	d1.insert(d1.begin(), 1000);
	printDeque(d1);
	// insert插入
	d1.insert(d1.begin(), 2, 10000);
	printDeque(d1);
	// insert插入 按照区间进行插入
	deque<int> d2;
	d2.push_back(1);
	d2.push_back(2);
	d2.push_back(3);
	d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end());
	printDeque(d1);

}

// 删除
void test03()
{
	deque<int> d1;
	// 尾插法
	d1.push_back(10);
	d1.push_back(20);
	// 头插法
	d1.push_front(100);
	d1.push_front(200);
	// 删除
	deque<int>::iterator it = d1.begin();
	it++;
	d1.erase(it);
	printDeque(d1);
	// 按照区间的方式删除
	// d1.erase(d1.begin(), d1.end());
	d1.clear();
	printDeque(d1);
}

int main()
{
	// test01();
	// test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

插入和删除提供的位置是迭代器！

尾插 --- push_back

尾删 --- pop_back

头插 --- push_front

头删 --- pop_front

(6) deque 数据存取

功能描述：

对deque中的数据的存取操作

函数原型：

函数	说明
`at(int idx);`	返回索引 idx 所指的数据
`operator[];`	返回索引 idx 所指的数据
`front();`	返回容器中第一个数据元素
`back();`	返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;

// deque 数据存取
void test01()
{
	deque<int> d;
	// 尾插法
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	// 头插法
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	d.push_front(300);
	// 通过 [] 方式访问元素
	for (int i = 0; i < d.size(); i++)
	{
		cout << d[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	// 通过 at 方式访问元素
	for (int i = 0; i < d.size(); i++)
	{
		cout << d.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << "d 的第一个元素为: " << d.front() << endl;
	cout << "d 的最后个元素为: " << d.back() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

除了用迭代器获取 deque 容器中元素，[]和at也可以

front 返回容器第一个元素

back 返回容器最后一个元素

(7) deque 排序

功能描述：

利用算法实现对deque容器进行排序

算法：

函数	说明
`sort(iterator beg, iterator end);`	对beg和end区间内元素进行排序

示例：

#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm> // 标准算法头文件
using namespace std;

// deque 排序
void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
	{
		// *it = 100; 容器中的数据不可以修改了
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	deque<int> d;
	// 尾插法
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	// 头插法
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	d.push_front(300);
	cout << "排序前的结果: " << endl;
	printDeque(d);
	// 排序 默认排序规则 从小到大 升序
	// 对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用 sort 算法直接对其进行排序
	// vector容器也可以使用 sort 进行排序
	sort(d.begin(), d.end());
	cout << "排序后的结果: " << endl;
	printDeque(d);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件algorithm即可

4、案例 - 评委打分

(1) 案例描述

有5名选手：选手ABCDE,10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。

(2) 实现步骤

创建五名选手，放到 vector 中
遍历 vector 容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到 deque 容器中
sort算法对 deque 容器中分数排序，去除最高和最低分
deque 容器遍历一遍，累加总分
获取平均分

示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <deque>
#include <algorithm> // 标准算法头文件
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person(string name, int score)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Score = score;
	}
	string m_Name;
	int m_Score;
};


void createPerson(vector<Person>& v)
{
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		string name = "选手";
		name += nameSeed[i];
		int score = 0;
		Person p(name, score);
		// 将创建的 Person 对象 放入到容器中
		v.push_back(p);
	}
}

void setScore(vector<Person>& v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		// 将评委的分数放入deque容器中
		deque<int> d;
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			int score = rand() % 41 + 60; // 60 ~ 100
			d.push_back(score);
		}

		/*
		cout << it->m_Name << "打分: " << endl;
		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		{
			cout << *dit << " ";
		}
		cout << endl;
		*/

		// 排序 
		sort(d.begin(), d.end());
		// 去除最低分 和最高分
		d.pop_front();
		d.pop_back();
		// 取平均分
		int sum = 0;
		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		{
			sum += *dit;
		}
		int avg = sum / d.size();

		// 将平均分赋值给选手
		it->m_Score = avg;
	}
}

void showScore(vector<Person>& v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名: " << (*it).m_Name << " 分数: " << (*it).m_Score << endl;
	}
}

int main()
{

	// 随机数种子
	srand((unsigned int)time(NULL));
	// 1、创建 5 名选手
	vector<Person> v; // 存放选手的容器
	createPerson(v);
	// 测试
	/*
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名: " << (*it).m_Name << " 分数: " << (*it).m_Score << endl;
	}
	*/

	// 2、 给五名选手打分
	setScore(v);

	// 3、显示最后得分
	showScore(v);


	system("pause");
	return 0;
}

5、stack 容器

(1) stack 基本概念

概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据称为 --- 入栈（push）

栈中弹出数据称为 --- 出栈（pop）

生活中的栈：

(2) stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

函数	说明
`stack<T> stk;`	stack采用模板类实现，stack对象的默认构造形式
`stack(const stack& stk);`	拷贝构造函数

赋值操作：

函数	说明
`stack& operator=(const stack& stk);`	重载等号操作符

数据存取：

函数	说明
`push(elem);`	向栈顶添加元素
`pop();`	从栈顶移除第一个元素
`top();`	返回栈顶元素

大小操作：

函数	操作
`empty();`	判断堆栈是否为空
`size();`	返回栈的大小

示例：

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;


// stack 容器
void test01()
{
	// 特点：符合先进后出数据结构
	stack<int> s;
	// 入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);
	s.push(40);
	cout << "栈的大小: " << s.size() << endl;

	// 只要栈不为空，查看栈顶，并且执行出栈操作
	while (!s.empty())
	{
		// 查看栈顶元素
		cout << "栈顶元素为: " << s.top() << endl;

		// 出栈
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小: " << s.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

入栈 --- push

出栈 --- pop

返回栈顶 --- top

判断栈是否为空 --- empty

返回栈大小 --- size

6、queue 容器

(1) queue 基本概念

概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

![](images/queue 容器.jpeg)

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 --- 入队 push

队列中出数据称为 --- 出队 pop

生活中的队列：

(2) queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

函数	说明
`queue<T> que;`	queue 采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
`queue(const queue& que);`	拷贝构造函数

赋值操作：

函数	说明
`queue& operator=(const queue& que);`	重载等号操作符

数据存取：

函数	说明
`push(elem);`	往队尾添加元素
`pop();`	从队头移除第一个元素
`back();`	返回最后一个元素
`front();`	返回第一个元素

大小操作：

函数	说明
`empty();`	判断堆栈是否为空
`size();`	返回栈的大小

示例：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

// 队列 Queue

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()
{
	// 创建队列
	queue<Person> q;
	// 准备数据
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	Person p3("河北彩花", 26);
	Person p4("吉泽明步", 36);
	// 入队
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);
	cout << "队列大小: " << q.size() << endl;
	// 判断队列是否为空，不为空则查看队头队尾，出队
	while (!q.empty())
	{
		// 查看队头
		cout << "队头为: 姓名: " << q.front().m_Name << " 年龄: " << q.front().m_Age << endl;
		// 查看队尾
		cout << "队尾为: 姓名: " << q.back().m_Name << " 年龄: " << q.back().m_Age << endl;
		// 出队
		q.pop();
		cout << "\n" << endl;
	}
	cout << "队列大小: " << q.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

入队 --- push

出队 --- pop

返回队头元素 --- front

返回队尾元素 --- back

判断队是否为空 --- empty

返回队列大小 --- size

7、list 容器

(1) list基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表(list): 是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

![](images/list 容器.png)

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

链表灵活，但是空间（指针域）和时间（遍历）额外耗费较大

List有个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

(2) list 构造函数

功能描述：

创建list容器

函数原型：

函数	说明
`list<T> lst;`	list s采用模板类实现对象的默认构造形式
`list(beg, end);`	构造函数将[beg,end)区间中的元素考贝给本身
`list(n, elem);`	构造函数将n个elem拷贝给本身。
`list(const list& lst);`	拷贝构造函数

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// 打印列表函数
void printList(const list<int>& l)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// list 构造函数
void test01()
{
	// 创建list容器 - 默认构造
	list<int> l1;
	// 添加数据 - 尾插法
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	// 遍历容器
	printList(l1);

	// 创建list容器 - 区间构造
	list<int> l2(l1.begin(), l1.end());
	printList(l2);

	// 创建list容器 - 拷贝构造
	list<int> l3(l2);
	printList(l3);

	// 创建list容器 - n个elem
	list<int> l4(10, 1000);
	printList(l4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

(3) list 赋值和交换

功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

函数	说明
`assign(beg, end);`	将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
`assign(n, elem);`	将n个elem拷贝赋值给本身。
`list& operator=(const list& lst);`	重载等号操作符
`swap(lst);`	将lst与本身的元素互换。

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// list容器赋值和交换

// 打印list
void printList(const list<int>& l)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// 1. 赋值
void test01()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	printList(l1);

	// 1.1 operator= 赋值
	list<int> l2;
	l2 = l1;
	printList(l2);

	// 1.2 assign 赋值 - 区间赋值
	list<int> l3;
	l3.assign(l2.begin(), l2.end());
	printList(l3);

	// 1.3 assign 赋值 - n个elem
	list<int> l4;
	l4.assign(10, 100);
	printList(l4);
}

// 2. 交换
void test02()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	list<int> l2;
	l2.assign(10, 100);
	
	cout << "交换前: " << endl;
	printList(l1);
	printList(l2);

	// 2.1 swap 交换
	l2.swap(l1);
	cout << "交换后: " << endl;
	printList(l1);
	printList(l2);
}

int main()
{
	// test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

(4) list 大小操作

功能描述：

对list容器的大小进行操作

函数原型：

函数	说明
`size();`	返回容器中元素的个数
`empty();`	判断容器是否为空
`resize(num);`	重新指定容器的长度为um,若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
`resize(num, elem);`	重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// list 大小操作

void printList(const list<int>& l)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int> l1;
	l1.push_back(10);
	l1.push_back(20);
	l1.push_back(30);
	l1.push_back(40);
	printList(l1);
	// 1. 判断容器是否为空
	if (l1.empty())
	{
		cout << "l1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "l1不为空" << endl;
		// 2. 获取元素个数
		cout << "l1的元素个数为: " << l1.size() << endl;
	}

	// 3. 重新指定大小 - 默认填充
	l1.resize(10);
	printList(l1);

	// 4. 重新指定大小 - 指定元素
	l1.resize(20, 100);
	printList(l1);

	// 5. 重新指定大小 - 缩小
	l1.resize(5);
	printList(l1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

判断是否为空 --- empty

返回元素个数 --- size

重新指定个数 --- resize

(5) list 插入和删除

功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

函数	说明
`push_back(elem);`	在容器尾部加入一个元素
`pop_back();`	删除容器中最后一个元素
`push_front(elem)`	在容器开头插入一个元素
`pop_front();`	从容器开头移除第一个元素
`insert(pos, elem);`	在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
`insert(pos, n, elem);`	在pos位置插入n个elem数据，无返回值
`insert(pos, beg, end);`	在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
`clear();`	移除容器的所有数据
`erase(beg, end);`	删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置
`erase(pos);`	删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
`remove(elem);`	删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// list 插入和删除
void printList(const list<int>& l)
{

	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	// 创建list容器
	list<int> l;

	// 1. 尾插法
	l.push_back(10);
	l.push_back(20);
	l.push_back(30);
	// 2. 头插法
	l.push_front(100);
	l.push_front(200);
	l.push_front(300);
	printList(l); // 300 200 100 10 20 30
	// 3. 尾删法
	l.pop_back();
	printList(l); // 300 200 100 10 20
	// 4. 头删法
	l.pop_front();
	printList(l); // 200 100 10 20
	// 5. insert 插入
	list<int>::iterator it = l.begin();
	l.insert(++it, 1000);
	printList(l); // 200 1000 100 10 20
	// 6. erase 删除
	it = l.begin();
	l.erase(++it);
	printList(l); // 200 100 10 20
	// 7. remove 移除
	l.push_back(10000);
	l.push_back(10000);
	l.push_back(10000);
	l.push_back(10000);
	printList(l); // 200 100 10 20 10000 10000 10000 10000
	l.remove(10000);
	printList(l); // 200 100 10 20
	// 8. clear 清空
	l.clear();
	printList(l); // 
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

尾插 --- push_back

尾删 --- pop_back

头插 --- push_front

头删 --- pop_front

插入 --- insert

删除 --- erase

移除 --- remove

清空 --- clear

(6) list 数据存取

功能描述：

对list容器中数据进行存取

函数原型：

函数	说明
`front();`	返回第一个元素。
`back();`	返回最后一个元素。

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// list 数据存取
void printList(const list<int>& l)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	// 创建list容器
	list<int> l;
	// 尾插
	l.push_back(10);
	l.push_back(20);
	l.push_back(30);
	l.push_back(40);
	cout << "l = ";
	printList(l);
	// l[0] // 不可以使用 [] 访问list容器中的元素
	// l.at(0) // 不可以使用 at 访问list容器中的元素
	// 原因：list本质是链表，不是使用连续线性空间存储数据， 迭代器也是不支持随机访问的

	// 1. 获取第一个元素
	cout << "l 的第一个元素为: " << l.front() << endl;

	// 2. 获取最后一个元素
	cout << "l 的最后一个元素为: " << l.back() << endl;

	// 3. 验证迭代器是不支持随机访问的
	list<int>::iterator it = l.begin();
	it = it++; // 支持双向
	it = it--;
	// it = it + 1;  // 不支持随机访问
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

list容器中不可以通过 [] 或者 at 方式访问数据

返回第一个元素 --- front

返回最后一个元素 --- back

(7) list 反转和排序

功能描述：

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

函数	说明
`reverse();`	反转链表
`sort();`	链表排序

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// list 反转和排序
void printList(const list<int>& l)
{
	for (list<int>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

bool myCompare(int v1, int v2)
{
	// 降序 让第一个数大于第二个数
	return v1 > v2;
}

void test01()
{
	// 创建 list 容器
	list<int> l;
	
	// 插入数据
	l.push_back(30);
	l.push_back(10);
	l.push_back(60);
	l.push_front(50);
	l.push_front(80);
	l.push_front(20);
	cout << "反转前: " << endl;
	printList(l);

	// 1. 反转
	l.reverse();
	cout << "反转后: " << endl;
	printList(l);

	// 2. 排序 默认排序规则 从小到大 升序
	l.sort();
	cout << "排序后: " << endl;
	printList(l);

	// 3. 排序降序
	l.sort(myCompare);
	cout << "降序后: " << endl;
	printList(l);

	// 注意：所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
	// 不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供对应一些算法
	// #include <algorithm>
	// sort(l.begin(), l.end())
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

反转 --- reverse

排序 --- sort (成员函数)

(8) 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

示例：

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

// 对自定义数据类型做排序

// 人员类
class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int height)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
		this->m_Height = height;
	}
public:
	string m_Name;
	int m_Age;
	int m_Height;
};

// 打印人员信息
void printPersonList(const list<Person>& l)
{
	for (list<Person>::const_iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++)
	{
		cout << "\t姓名: " << (*it).m_Name << " 年龄: " << (*it).m_Age << " 身高: " << (*it).m_Height << endl;
	}
}

// 升序函数
bool ascPerson(const Person& p1, const Person& p2)
{
	if (p1.m_Age < p2.m_Age || (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Height > p2.m_Height))
	{
		return true;
	}
	return false;
}


// 降序函数
bool dscPerson(const Person& p1, const Person& p2)
{
	if (p1.m_Age > p2.m_Age || (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Height < p2.m_Height))
	{
		return true;
	}
	return false;
}

// 测试函数
void test01()
{

	// 创建list容器
	list<Person> l;
	// 创建人员信息
	Person p1("三上悠亚", 18, 165);
	Person p2("桥本有菜", 18, 167);
	Person p3("河北彩花", 16, 158);
	Person p4("吉泽明步", 38, 172);

	Person p5("波多野结衣", 36, 165);
	l.push_back(p1);
	l.push_back(p2);
	l.push_back(p3);
	l.push_back(p4);
	l.push_back(p5);
	cout << "排序前: " << endl;
	printPersonList(l);
	
	// 1. 升序排列
	l.sort(ascPerson);
	cout << "升序后: " << endl;
	printPersonList(l);


	// 2. 降序排列
	l.sort(dscPerson);
	cout << "降序后: " << endl;
	printPersonList(l);

}

// 程序入口函数
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序

高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

8、set / multiset 容器

(1) set 基本概念

简介：

所有元素都会在插入时自动被排序

本质：

set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

set 不允许容器中有重复的元素
multiset 允许容器中有重复的元素

(2) set 构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

函数	说明
`set<T> st;`	默认构造函数
`set(const set& st);`	拷贝构造函数

赋值：

函数	说明
`set& operator=(const set& st);`	重载等号操作符

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// set 容器构造和赋值
void printSet(const set<int>& s)
{
	// 遍历容器
	for (set<int>::const_iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	// 1. 默认构造
	set<int> s1;
	// 插入数据 只有 insert 方式
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(30);
	
	// 遍历容器
	/*
		set容器特点：
			- 所有的元素在插入时候会自动被排序
			- set容器不允许插入重复值
	*/
	printSet(s1);

	// 2. 拷贝构造
	set<int> s2(s1);
	printSet(s2);

	// 3. operator= 等号赋值
	set<int> s3;
	s3 = s2;
	printSet(s3);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

set容器插入数据时用 insert

set容器插入数据的数据会自动排序

(3) set 大小和交换

功能描述：

统计set容器大小以及交换set容器

函数原型：

函数	说明
`size();`	返回容器中元素的数目
`empty();`	判断容器是否为空
`swap(st);`	交换两个集合容器

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// set 容器大小和交换
void printSet(const set<int>& s)
{
	// 遍历容器
	for (set<int>::const_iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// 1. 大小
void test01()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	// 1.1 判断是否为空
	if (s1.empty())
	{
		cout << "s1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1不为空" << endl;
		// 1.2 查看容器大小
		cout << "s1的大小为: " << s1.size() << endl;
	}
	
}

// 2. 交换
void test02()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	set<int> s2;
	s2.insert(100);
	s2.insert(300);
	s2.insert(200);
	s2.insert(400);
	cout << "交换前: " << endl;
	printSet(s1);
	printSet(s2);

	// 2.1 交换
	s1.swap(s2);
	cout << "交换后: " << endl;
	printSet(s1);
	printSet(s2);


}

int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

统计大小 --- size

判断是否为空 --- empty

交换容器 --- swap

(4) set 插入和删除

功能描述：

set容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

函数	说明
`insert(elem);`	在容器中插入元素。
`clear();`	清除所有元素
`erase(pos);`	删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
`erase(beg,end);`	删除区间[beg, end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
`erase(elem);`	删除容器中值为elem的元素。

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// set容器插入和删除
void printSet(const set<int>& s)
{
	// 遍历容器
	for (set<int>::const_iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	set<int> s1;

	// 插入
	s1.insert(30);
	s1.insert(10);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	// 删除
	s1.erase(s1.begin());
	printSet(s1);

	// 删除的重载版本
	s1.erase(30);
	printSet(s1);

	// 清空
	// s1.erase(s1.begin(), s1.end());
	s1.clear();
	printSet(s1);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

插入 --- insert

删除 --- erase

清空 --- clear

(5) set 查找和统计

功能描述：

对set容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

函数	说明
`find(key);`	查找key是否存在，若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回 set.end();
`count(key);`	统计key的元素个数

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// set容器查找和统计
// 1. 查找
void test01()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	
	set<int>::iterator pos = s1.find(30);
	if (pos != s1.end())
	{
		cout << "找到了元素: " << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}
}

// 2. 统计
void test02()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	s1.insert(30);
	s1.insert(30);
	// 对于 set 而言统计结果 要么是 0 要么是 1
	int num = s1.count(30);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

查找 --- find （返回的是迭代器）

统计 --- count （对于set,结果为0或者1）

(6) set 和 multiset 区别

学习目标：

掌握set和multiset的区别

区别

set 不可以插入重复数据，而 multiset 可以
set 插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
multiset 不会检测数据，因此可以插入重复数据

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// set和multset区别
void test01()
{
	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);
	if (ret.second)
	{
		cout << "第一次插入成功!!!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "第一次插入失败!!!" << endl;
	}

	ret = s.insert(10);
	if (ret.second)
	{
		cout << "第二次插入成功!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "第二次插入失败!!!" << endl;
	}


	// multiset 允许插入重复值
	multiset<int> ms;
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);
	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

如果不允许插入重复数据可以利用 set

如果需要插入重复数据利用 multiset

(7) pair 对组创建

功能描述：

成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

pair<type, type> p(value1, value2);
pair<type, type> p = make_pair(value1, value2);

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// pair 对组创建
void test01()
{
	// 方式一：
	pair<string, int> p1("三上悠亚", 18);
	cout << "姓名: " << p1.first << " 年龄: " << p1.second << endl;

	// 方式二：
	pair<string, int> p2 = make_pair("桥本有菜", 22);
	cout << "姓名: " << p2.first << " 年龄: " << p2.second << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

两种方式都可以创建对组，记住一种即可

(8) set 容器排序

学习目标：

set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：

利用仿函数，可以改变排序规则

示例一：set存放内置数据类型

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

// 仿函数
class MyCompare
{
public:
	// 必须添加 const
	bool operator() (int v1, int v2) const
	{
		return v1 > v2;
	}
};

// set容器排序
void test01()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(20);
	s1.insert(50);
	s1.insert(30);
	for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	// 指定排序规则 从大到小
	set<int, MyCompare> s2;
	s2.insert(10);
	s2.insert(40);
	s2.insert(20);
	s2.insert(50);
	s2.insert(30);
	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：利用仿函数可以指定set容器的排序规则

示例二：set存放自定义数据类型

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person(string name, int age, int height)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
		this->m_Height = height;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
	int m_Height;
};

// 仿函数 - 升序
class AscPerson
{
public:
	// 必须添加 const
	bool operator() (const Person& p1, const Person& p2) const
	{
		if (p1.m_Age < p2.m_Age || (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Height > p2.m_Height))
		{
			return true;
		}
		return false;
	}
};

// 仿函数 - 降序
class DscPerson
{
public:
	// 必须添加 const
	bool operator() (const Person& p1, const Person& p2) const
	{
		if (p1.m_Age > p2.m_Age || (p1.m_Age == p2.m_Age && p1.m_Height < p2.m_Height))
		{
			return true;
		}
		return false;
	}
};


// set容器排序
void test01()
{
	// 创建人员信息
	Person p1("三上悠亚", 18, 165);
	Person p2("桥本有菜", 18, 167);
	Person p3("河北彩花", 16, 158);
	Person p4("吉泽明步", 38, 172);
	Person p5("波多野结衣", 36, 163);
	
	// 1. 升序
	cout << "升序: " << endl;
	set<Person, AscPerson> s1;
	s1.insert(p1);
	s1.insert(p2);
	s1.insert(p3);
	s1.insert(p4);
	s1.insert(p5);
	// 打印人员信息
	for (set<Person, AscPerson>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++)
	{
		cout << "\t姓名: " << (*it).m_Name << " 年龄: " << (*it).m_Age << " 身高: " << (*it).m_Height << endl;
	}

	// 2. 降序
	cout << "降序: " << endl;
	set<Person, DscPerson> s2;
	s2.insert(p1);
	s2.insert(p2);
	s2.insert(p3);
	s2.insert(p4);
	s2.insert(p5);
	// 打印人员信息
	for (set<Person, DscPerson>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++)
	{
		cout << "\t姓名: " << (*it).m_Name << " 年龄: " << (*it).m_Age << " 身高: " << (*it).m_Height << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：对于自定义数据类型，set 必须指定排序规则才可以插入数据

9、map / multimap 容器

(1) map 基本概念

简介：

map中所有元素都是pair
pair中第一个元素为key(键值)，起到索引作用，第二个元素为value(实值)
所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

可以根据key值快速找到value值

map和multimapl区别：

map 不允许容器中有重复key值元素
multimap: 允许容器中有重复key值元素

(2) map 构造和赋值

功能描述：

对map容器进行构造和赋值操作

函数原型：
构造：

函数	说明
`map<T1, T2> mp;`	map默认构造函数
`map(const map &mp);`	拷贝构造函数

赋值：

函数	说明
`map& operator=(const map& mp);`	重载等号操作符

示例：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// map容器 构造和赋值
void printMap(const map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key: " << (*it).first << " value: " << it->second << endl;
	}
}

void test01()
{
	// 1. 默认构造
	map<int, int> m1;
	m1.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m1.insert(pair<int, int>(3, 30));
	m1.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m1.insert(pair<int, int>(4, 40));
	cout << "m1: ------------------------------" << endl;
	printMap(m1);

	// 2. 拷贝构造
	map<int, int> m2(m1);
	cout << "m2: ------------------------------" << endl;
	printMap(m2);

	// 3. operator= 等号赋值
	map<int, int> m3;
	m3 = m2;
	cout << "m3: ------------------------------" << endl;
	printMap(m3);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组

(3) map 大小和交换

功能描述：

统计map容器大小以及交换map容器

函数原型：

函数	说明
`size();`	返回容器中元素的数目
`empty();`	判断容器是否为空
`swap(st);`	交换两个集合容器

示例：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// map容器 大小和交换
void printMap(const map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key: " << (*it).first << " value: " << it->second << endl;
	}
}

// 1. 大小
void test01()
{
	// 创建map容器
	map<int, int> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(4, 40));
	
	// 1.1 判断容器是否为空
	if (m.empty())
	{
		cout << "m 为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "m 不为空" << endl;
		// 1.2 获取容器大小
		cout << "m 的大小为: " << m.size() << endl;
	}
}

// 2. 交换
void test02()
{
	// 创建map容器
	map<int, int> m1;
	m1.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m1.insert(pair<int, int>(3, 30));
	m1.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m1.insert(pair<int, int>(4, 40));

	map<int, int> m2;
	m2.insert(pair<int, int>(1, 100));
	m2.insert(pair<int, int>(3, 300));
	m2.insert(pair<int, int>(2, 200));
	m2.insert(pair<int, int>(4, 400));
	cout << "交换前：" << endl;
	cout << "m1：------------------------------" << endl;
	printMap(m1);
	cout << "m2：------------------------------" << endl;
	printMap(m2);

	cout << "交换后：" << endl;
	m1.swap(m2);
	cout << "m1：------------------------------" << endl;
	printMap(m1);
	cout << "m2：------------------------------" << endl;
	printMap(m2);
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

统计大小 --- size

判断是否为空 --- empty

交换容器 --- swap

(4) map 插入和删除

功能描述：

map容器进行插入数据和删除数据

函数原型：

函数	说明
`insert(elem);`	在容器中插入元素。
`clear();`	清除所有元素
`erase(pos);`	`删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。`
`erase(beg, end);`	删除区间[beg,end)的所有元素，返回下一个元素的迭代器。
`erase(key);`	删除容器中值为key的元素。

示例：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

void printMap(const map<int, int>& m)
{
	for (map<int, int>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key: " << (*it).first << " value: " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

// map容器插入和删除
void test01()
{
	map<int, int> m;
	// 1. 插入
	// 方式一
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	// 方式二(推荐)
	m.insert(make_pair(2, 20));
	// 方式三
	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
	// 方式四(不推荐) 用途：可以利用 key 访问到 value
	m[4] = 40;
	// 如果不存在会给一个默认值为 0 的值
	// cout << m[5] << endl;

	printMap(m);


	// 2. 删除
	// 删除第一个元素
	m.erase(m.begin()); 
	printMap(m);

	// 删除指定key的元素
	m.erase(3);
	printMap(m);

	// 3. 清空
	// m.erase(m.begin(), m.end());
	m.clear();
	printMap(m);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

map插入方式很多，记住其一即可

插入 --- insert

删除 --- erase

清空 --- clear

(5) map 查找和统计

功能描述：

对map容器进行查找数据以及统计数据

函数原型：

函数	说明
`find(key);`	查找key是否存在，若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回 set.end():
`count(key);`	统计key的元素个数

示例：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// map容器 查找和统计
void test01()
{
	map<int, int> m;
	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	// 1. 查找
	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);
	if (pos != m.end())
	{
		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << pos->second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到该元素" << endl;
	}
	// 2. 统计 map不允许插入重复的 key，count统计而言结果只能是 0或1; multimap 的 count统计可能大于1
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

查找 --- find (返回的是迭代器)

统计 --- count (对于map,结果为0或者1)

(6) map 容器排序

学习目标：

map容器默认排序规则为按照key值进行从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点：

利用仿函数，可以改变排序规则

示例：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

// 倒序仿函数
class DesMap
{
public:
	bool operator() (int v1, int v2) const
	{
		return v1 > v2;
	}
};

// map容器排序
void test01()
{
	map<int, int, DesMap> m;
	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	m.insert(make_pair(5, 50));

	for (map<int, int, DesMap>::const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key: " << (*it).first << " value: " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

利用仿函数可以指定map容器的排序规则

对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则，同set容器

10、案例 - 员工分组

案例描述：

公司今天招聘了10个员工(ABCDEFGHIJ)，10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
员工信息有：姓名工资组成：部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入key(部门编号)value(员工)
分部门显示员工信息

实现步骤：

创建10名员工，放到vector中
遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
分组后，将员工部门编号作为key,具体员工作为value,放入到 multimap 容器中
分部门显示员工信息

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
using namespace std;
#define CEHUA 0
#define MEISHU 1
#define YANFA 2

class Person
{
public:
	string m_Name;
	int m_Wages;
};

// 创建员工函数
void createPerson(vector<Person>& v)
{
	string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Person p;
		p.m_Name = "员工";
		p.m_Name += nameSeed[i];
		p.m_Wages = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
		v.push_back(p);
	}
}


// 创建员工分组函数
void setGroup(const vector<Person>& v, multimap<int, Person>& mm)
{
	for (vector<Person>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		// 产生随机部门编号
		int deptId = rand() % 3; // 0, 1, 2
		mm.insert(make_pair(deptId, *it));
	}
}


// 创建员工分组显示函数
void showPersonByGroup(const multimap<int, Person>& mm)
{
	cout << "策划部门:" << endl;
	multimap<int, Person>::const_iterator pos = mm.find(CEHUA);
	int count = mm.count(CEHUA);
	int index = 0;
	for (; pos != mm.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "\t姓名: " << pos->second.m_Name << " 薪资: " << pos->second.m_Wages << endl;
	}

	cout << "美术部门:" << endl;
	pos = mm.find(MEISHU);
	count = mm.count(MEISHU);
	index = 0;
	for (; pos != mm.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "\t姓名: " << pos->second.m_Name << " 薪资: " << pos->second.m_Wages << endl;
	}

	cout << "研发部门:" << endl;
	pos = mm.find(YANFA);
	count = mm.count(YANFA);
	index = 0;
	for (; pos != mm.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "\t姓名: " << pos->second.m_Name << " 薪资: " << pos->second.m_Wages << endl;
	}
}

int main()
{
	// 随机数种子
	srand((unsigned int)time(NULL));

	// 1. 创建10名员工，放入vector
	vector<Person> v;
	createPerson(v);
	// 打印员工信息
	cout << "全部员工信息:" << endl;
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "\t姓名: " << it->m_Name << " 薪资: " << it->m_Wages << endl;
	}	
	// 2. 员工分组
	multimap<int, Person> mm;
	setGroup(v, mm);

	// 3.分组显示员工
	showPersonByGroup(mm);

	system("pause");
	return 0;
}

三、STL 函数对象

1、函数对象

(1) 函数对象概念

概念：

重载 函数调用操作符 的类，其对象常称为函数对象
函数对象 使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：

函数对象（仿函数）是一个类，不是一个函数

(2) 函数对象使用

特点：

函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
函数对象可以作为参数传递

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数对象（仿函数）

// 1. 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public:
	int operator() (int v1, int v2) const
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

// 2. 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
	MyPrint()
	{
		this->count = 0;
	}
	void operator() (string test)
	{
		cout << test << endl;
		this->count++;
	}
	int count; // 内部状态
};
void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");
	myPrint("Hello World");
	cout << "myPrint 调用的次数为: " << myPrint.count << endl;
}

// 3. 函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint& myPrint, string test)
{
	myPrint(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello World");
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递

2、谓词

(1) 谓词概念

返回bool类型的仿函数称为谓词
如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

(2) 一元谓词

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

// 一元谓词
class GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int v)
	{
		return v > 5;
	}

};
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	// GreaterFive() 匿名的函数对象
	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了大于五的数字为: " << *it << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

(3) 二元谓词

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

// 二元谓词
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 > v2;
	}

};
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	
    // 使用函数对象 改变算法策略，变为从大到小排序
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

3、内建函数对象

(1) 内建函数对象意义

概念：

STL内建了一些函数对象

分类：

算术仿函数
关系仿函数
逻辑仿函数

用法：

这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
使用内建函数对象，需要引入头文件#include <functional>

(2) 算术仿函数

功能描述：

实现四则运算
其中negate, 是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

函数	说明
`template<class T> T plus<T>`	加法仿函数
`template<class T> T minus<T>`	减法仿函数
`template<class T> T multiplies<T>`	乘法仿函数
`template<class T> T divides<T>`	除法仿函数
`template<class T> T modulus<T>`	取模仿函数
`template<class T> T negate<T>`	取反仿函数

示例：

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

// 内建函数对象 算数仿函数
// 1. negate 一元仿函数 取反仿函数
void test01()
{
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;
}
// 2. plus 二元仿函数 加法仿函数
void test02()
{
	plus<int> p;
	cout << p(10, 20) << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：使用内建函数对象，需要引入头文件#include <functional>

(3) 关系仿函数

功能描述：

实现关系对比

仿函数原型：

函数	说明
`template<class T> bool equal_to<T>`	等于
`template<class T> bool not_equal_to<T>`	不等于
`template<class T> bool greater<T>`	大于
`template<class T> bool greater_equal<T>`	大于等于
`template<class T> bool less<T>`	小于
`template<class T> bool less_equal<T>`	小于等于

示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// 内建函数对象 关系仿函数
// 大于 greater
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 > v2;
	}
};


void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(50);
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	// 降序排序
	// sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

(4) 逻辑仿函数

功能描述：

实现逻辑运算

函数原型：

函数	说明
`template<class T> bool logical_and<T>`	逻辑与
`template<class T> bool logical_or<T>`	逻辑或
`template<class T> bool logical_not<T>`	逻辑非

示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// 内建函数对象 逻辑仿函数
// 逻辑非 logical_not
void test01()
{
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	for (vector<bool>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	// 利用逻辑非 将容器v搬运到容器v2中，并执行取反操作
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());
	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可

四、STL 常用算法

算法主要是由头文件 <algorithm> <functional> <numeric> 组成
<algorithm>：是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
<numeric>：体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
<functional>：定义了一些模板类，用以声明函数对象。

1、常用遍历算法

学习目标：

掌握常用的遍历算法

算法简介：

算法	说明
`for each`	遍历容器
`transform`	搬运容器到另一个容器中

(1) for_each

功能描述：

实现遍历容器

函数原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);
遍历算法遍历容器元素
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _func：函数或函数对象

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

// for_each遍历

// 普通函数
void print01(int val)
{
	cout << val << " ";
}
// 仿函数
class Print02 
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
	cout << endl;

	for_each(v.begin(), v.end(), Print02());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

(2) transform

功能描述：

搬运容器到另一个容器中

函数原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, func);
参数解释：
- beg1：源容器开始迭代器
- end1：源容器结束迭代器
- beg2：目标容器开始迭代器
- _func：函数或者函数对象

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// transform

class Transform
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val + 1000;
	}
};

class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	

	// 目标容器 注意：目标容器必须提前开辟空间
	vector<int> vt;
	vt.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(), vt.begin(), Transform());

	// for_each
	for_each(vt.begin(), vt.end(), MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

2、常用查找算法

学习目标：

掌握常用的查找算法

算法简介：

算法	说明
`find`	查找元素
`find_if`	按条件查找元素
`adjacent_find`	查找相邻重复元素
`binary_search`	二分查找法
`count`	统计元素个数
`count_if`	按条件统计元素个数

(1) find

功能描述：

查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

find(iterator beg, iterator end, value);
按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- value：查找的元素

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// find
// 1. 查找内置数据案例
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	// 查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "指定元素未找到!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指定元素已找到: " << *pos << endl;
	}
}


// 2. 查找自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	// 重载 == 底层 find 知道如何对比 person 数据类型
	bool operator==(const Person& p)
	{
		return this->m_Age == p.m_Age && this->m_Name == p.m_Name;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	Person p3("河北彩花", 20);
	Person p4("吉泽明步", 38);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	// 查找容器中是否有 名为：河北彩花 年龄为 20 这个元素
	Person searchPerson("河北彩花", 20);
	vector<Person>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), searchPerson);
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "指定元素未找到!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指定元素已找到: " << "姓名: " << pos->m_Name << "年龄: " << pos->m_Age << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：利用 find 可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

(2) find_if

功能描述：

按条件查找元素

函数原型：

find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _Pred：函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// find_if
// 1. 查找内置数据案例
class GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	// 查找容器中大于5的元素
	vector<int>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "指定元素未找到!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指定元素已找到: " << *pos << endl;
	}
}

// 2. 查找自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLessTwenty
{
public:
	bool operator()(const Person& p)
	{
		return p.m_Age <= 20;
	}
};

void test02()
{
	vector<Person> v;
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	Person p3("河北彩花", 20);
	Person p4("吉泽明步", 38);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	// 查找容器中年龄小于等于二十岁的人
	vector<Person>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), AgeLessTwenty());
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "指定元素未找到!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指定元素已找到: " << "姓名: " << pos->m_Name << "年龄: " << pos->m_Age << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：只会返回一个符合条件的元素迭代器

(3) adjacent_find

功能描述：

查找相邻重复元素

函数原型：

adjacent_find(iterator beg, iterator end);
查找相邻重复元素，返回相邻元素的第一个位置的迭代器
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// adjacent_find
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(0);
	v.push_back(2);
	v.push_back(0);
	v.push_back(3);
	v.push_back(1);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);
	v.push_back(3);
	v.push_back(1);

	// 查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator pos = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "指定相邻重复元素未找到!!!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "指定相邻重复元素已找到: " << *pos << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

(4) binary_search

功能描述：

查找指定元素是否存在

函数原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
查找指定的元素，查到返回true否则false
注意：在无序序列中不可用
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- value：查找的元素

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// binary_search
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	// v.push_back(2); 如果是无需序列，结果未知
	// 查找容器是是否有 9 这个元素
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 9);
	if (ret)
	{
		cout << "v 中有 9 这个元素" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "v 中没有 9 这个元素" << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

(5) count

功能描述：

统计元素个数

函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);
统计元素出现次数
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- value：统计的元素

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// count
// 1. 统计内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	// 统计容器中元素为 40 的元素个数
	int num = count(v.begin(), v.end(), 40);
	cout << "容器中元素为 40 的元素个数为: " << num << endl;
}

// 2. 统计自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	// 重写 operator==
	bool operator==(const Person& p)
	{
		return this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};
void test02()
{
	vector<Person> v;
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	Person p3("河北彩花", 20);
	Person p4("吉泽明步", 38);
	Person p5("河北彩花", 20);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
	Person p("河北彩花", 20);
	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "容器中元素 姓名为 河北彩花 年龄为 20 的元素个数为: " << num << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

(6) count_if

功能描述：

按条件统计元素个数

函数原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
按条件统计元素出现次数
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _Pred：谓词

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// count_if
// 1. 统计内置数据类型
class GreaterTwenty
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 20;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	// 统计大于 20 的元素个数
	int num = count_if(v.begin(), v.end(), GreaterTwenty());
	cout << "大于 20 的元素个数为: " << num << endl;
}

// 2. 统计自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLessTwenty
{
public:
	bool operator()(const Person& p)
	{
		return p.m_Age <= 20;
	}
};

void test02()
{
	vector<Person> v;
	Person p1("三上悠亚", 18);
	Person p2("桥本有菜", 22);
	Person p3("河北彩花", 20);
	Person p4("吉泽明步", 38);
	Person p5("波多野结衣", 36);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
	// 统计年龄小于等于 20 的人员个数
	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLessTwenty());
	cout << "年龄小于等于 20 的人员个数为: " << num << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

3、常用排序算法

学习目标：

掌握常用的排序算法

算法简介：

算法	说明
`sort`	对容器内元素进行排序
`random shuffle`	`洗牌指定范围内的元素随机调整次序`
`merge`	容器元素合并，并存储到另一容器中
`reverse`	反转指定范围的元素

(1) sort

功能描述：

对容器内元素进行排序

函数原型：

sort(iterator beg,iterator end,Pred);
按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _Pred：谓词

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <functional>
using namespace std;

// sort()
void myPrint(int v)
{
	cout << v << " ";
}
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	
	// sort 升序排列
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	// sort 降序排列
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：sort 属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

(2) random_shuffle

功能描述：

洗牌指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：

random shuffle(iterator beg, iterator end);
指定范围内的元素随机调整次序
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// random_shuffle
void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	// 打印输出
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	// 利用洗牌算法打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());

	// 打印输出
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

}

int main()
{
	// 随机种子
	srand((unsigned int)time(NULL));

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：random_shuffle 洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

(3) merge

功能描述：

两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：

merge(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,iterator end2,iterator dest);
容器元素合并，并存储到另一容器中
注意：两个容器必须是有序的
参数解释：
- beg1：容器1开始迭代器
- end1：容器1结束迭代器
- beg2：容器2开始迭代器
- end2：容器2结束迭代器
- dest：目标容器开始迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

//merge
void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v1.push_back(i+1);
	}
	// 目标容器
	vector<int> vTarget;
	// 提前给目标容器分配空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
	// 合并 需要两个有序序列
    merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	
	system("pause");
	return 0;
}

总结：merge合并的两个容器必须的有序序列

(5) reverse

功能描述：

将容器内元素进行反转

函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end);
反转指定范围的元素
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// reverse
void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	cout << "反转前: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	// 反转
	reverse(v.begin(), v.end());
	cout << "反转后: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

4、常用拷贝和替换算法

学习目标：

掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

算法	说明
`copy`	容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
`replace`	将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
`replace_if`	容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
`swap`	互换两个容器的元素

(1) copy

功能描述：

容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：

copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- dest：目标起始迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// copy
void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	// copy
	vector<int> v2;
	// 提前给目标容器分配空间
	v2.resize(v1.size());
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

(2) replace

功能描述：

将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
将区间内旧元素替换成新元素
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- oldvalue：旧元素
- newvalue：新元素

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// replace
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	cout << "替换前: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;
	
	// 将 容器中的 20 替换成 2000
	replace(v.begin(), v.end(), 20, 2000);
	cout << "替换后: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：replace会替换区间内满足条件的元素

(3) replace_if

功能描述：

将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, pred, newvalue);
按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- _pred：谓词
- newvalue：替换的新元素

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;


// replace_if
// 仿函数
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

// 谓词
class GreaterThirty
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 30;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	cout << "替换前: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;
	
	// 替换大于等于 30 的元素替换成 3000
	replace_if(v.begin(), v.end(), GreaterThirty(), 3000);
	cout << "替换后: " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：replace_if 按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

(4) swap

功能描述：

互换两个容器的元素

函数原型：

swap(container c1, container c2);
互换两个容器的元素
参数解释：
- c1：容器1
- c2：容器2

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// swap
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+100);
	}
	cout << "交换前: " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrint());
	cout << endl;

	// 容器交换
	swap(v1, v2);
	cout << "交换后: " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5、常用算术生成算法

学习目标：

掌握常用的算术生成算法

注意：

算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

算法简介：

算法	说明
`accumulate`	计算容器元素累计总和
`fill`	向容器中添加元素

(1) accumulate

功能描述：

计算区间内容器元素累计总和

函数原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value);
计算容器元素累计总和
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- value：起始值

示例：

#include <iostream>
#include <numeric>
#include <vector>
using namespace std;


// accumulate
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i <= 100; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	
	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
	cout << "total = " << total << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：accumulate使用时头文件注意是numeric,这个算法很实用

(2) fill

功能描述：

向容器中填充指定的元素

函数原型：

fill(iterator beg, iterator end, value);
向容器中填充元素
参数解释：
- beg：开始迭代器
- end：结束迭代器
- value：填充的值

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <vector>
using namespace std;

// fill
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}

};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.resize(10);
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;

	// 重新填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：利用fill可以将容器区间内元素填充为指定的值

6、常用集合算法

学习目标：

掌握常用的集合算法

算法简介：

算法	说明
`set intersection`	求两个容器的交集
`set_union`	求两个容器的并集
`set difference`	求两个容器的差集

(1) set intersection

功能描述：

求两个容器的交集

函数原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
求两个集合的交集
注意：两个集合必须是有序序列
参数解释：
- beg1：容器1开始迭代器
- end1：容器1结束迭代器
- beg2：容器2开始迭代器
- end2：容器2结束迭代器
- dest：目标容器开始迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// set_intersection
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i); // 0 ~ 9
		v2.push_back(i+5); // 5 ~ 14
	}
	vector<int> vTarget;
	// 目标容器需要提前开辟空间 - 最特殊情况 大容器包含小容器 开辟空间 取小容器的size即可
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	// 求两个集合中的交集
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

求交集的两个集合必须是有序序列

目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值

set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

(2) set_union

功能描述：

求两个集合的并集

函数原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
求两个集合的并集
注意：两个集合必须是有序序列
参数解释：
- beg1：容器1开始迭代器
- end1：容器1结束迭代器
- beg2：容器2开始迭代器
- end2：容器2结束迭代器
- dest：目标容器开始迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;


// set_union
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}
	vector<int> vTarget;
	// 求两个目标容器的并集 - 最特殊情况：两个容器没有交集，并集就是两个容器 size 相加
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

求并集的两个集合必须的有序序列

目标容器开辟空间需要两个容器相加

set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

(3) set_difference

功能描述：

求两个集合的差集

函数原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
求两个集合的差集
注意：两个集合必须是有序序列
参数解释：
- beg1：容器1开始迭代器
- end1：容器1结束迭代器
- beg2：容器2开始迭代器
- end2：容器2结束迭代器
- dest：目标容器开始迭代器

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;

// set_difference
class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}

};
void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}
	vector<int> vTarget;
	vTarget.resize(max(v1.size(), v2.size()));
	// 计算两个集合的差集
	// v1和v2的差集
	vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	cout << "v1和v2的差集: " << endl;
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, MyPrint());
	cout << endl;

	// v2和v1的差集
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	cout << "v2和v1的差集: " << endl;
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, MyPrint());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

求差集的两个集合必须的有序序列

目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值

set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

第三章实战案例

一、演讲比赛流程管理系统

1、演讲比赛程序需求

(1) 比赛规则

学校举行一场演讲比塞，共有12个人参加。比赛共两轮，第一轮为淘汰赛，第二轮为决赛
每名选手都有对应的编号，如1000~10012
比塞方式：分组比赛，每组6个人；
第一轮分为两个小组，整体按照选手编号进行抽签后顺序演讲。
十个评委分别给每名选手打分，去除最高分和最低分，求的平均分为本轮选手的成绩
当小组演讲完后，淘汰组内排名最后的三个选手，前三名晋级，进入下一轮的比赛。
第二轮为决塞，前三名胜出
每轮比赛过后需要显示晋级选手的信息

(2) 程序功能

开始演讲比赛：完成整届比赛的流程，每个比赛阶段需要给用户一个提示，用户按任意键后继续下一个阶段
查看往届记录：查看之前比塞前三名结果，每次比赛都会记录到文件中，文件用csv后缀名保存
清空比赛记录：将文件中数据清空
退出比赛程序：可以退出当前程序

(3) 程序效果图

2、项目创建

创建项目步骤如下：

创建新项目
添加文件

(1) 创建项目

打开 VS2019后，点击创建新项目，创建新的C++项目
填写项目名称及选择项目路径，点击创建生成项目

(2) 创建文件

添加源文件

3、创建管理类

功能描述：

提供菜单界面与用户交互
对演讲比赛流程进行控制工
与文件的读写交互

(1) 创建文件

在头文件和源文件的文件夹下分别创建 speechManager.h 和 speechManager.cpp 文件

(2) 头文件实现

在 speechManager.h 中设计管理类

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

// 声明演讲比赛管理类
class SpeechManager
{
public:
	// 构造函数
	SpeechManager();

	// 析构函数
	~SpeechManager();
};

(3) 源文件实现

在 speechManager.cpp 中将构造函数和析构函数实现补全

#include "speechManager.h"

// 实现声明演讲比赛管理类
SpeechManager::SpeechManager()
{
}

SpeechManager::~SpeechManager()
{
}

4、菜单功能

功能描述：与用户的沟通界面

(1) 添加成员函数

在管理类 speedchManager.h 中添加成员函数 void showMenu();

class SpeechManager
{
public:
	...
	// 展示菜单
	void showMenu();
	...
};

(2) 菜单功能实现

在管理类 speedchManager.cpp 中实现 showMenu() 函数

void SpeechManager::showMenu()
{
	cout << "*******************************************" << endl;
	cout << "************* 欢迎参加演讲比赛 ************" << endl;
	cout << "************* 1.开始演讲比赛 **************" << endl;
	cout << "************* 2.查看往届记录 **************" << endl;
	cout << "************* 3.清空比赛记录 **************" << endl;
	cout << "************* 0.退出比赛程序 **************" << endl;
	cout << "*******************************************" << endl;
}

(3) 测试菜单功能

在演讲比赛流程管理系统.cpp 中测试菜单功能

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
#include "speechManager.h"

// 演讲比赛流程管理系统

int main()
{
    // 实例化管理类
	SpeechManager sm;
	sm.showMenu();
	system("pause");
	return 0;
}

运行效果图：

5、退出功能

功能描述：实现退出程序

(1) 提供功能接口

在main函数中提供分支选择，提供每个功能接口

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

#include "speechManager.h"

// 演讲比赛流程管理系统

int main()
{
	// 实例化管理类
	SpeechManager sm;
	int choie = 0; // 用来存储用户选项
	while (true)
	{
		// 显示菜单
		sm.showMenu();
		// 提示输入
		cout << "请输入您的选择: ";
		// 接收用户输入
		cin >> choie;
		switch (choie)
		{
		
		case 1:
			// 开始演讲比赛
			break;
		case 2:
			// 查看往届记录
			break;
		case 3:
			// 清空比赛记录
			break;
		case 0:
			// 退出系统
			break;
		default:
			// 清屏
			system("cls");
			break;
		}
	}

	system("pause");
	return 0;
}

(2) 实现退出功能

在 speechManager.h 中提供退出系统的成员函数 void exitSystem();

在 speechManager.cpp 中提供具体的功能实现

void SpeechManager::exitSystem()
{
	cout << "欢迎下次使用" << endl;
	system("pause");
	exit(0);
}

(3) 测试退出功能

在 main 函数分支 0 选项中，调用退出程序的接口

case 0:
    // 退出系统
    sm.exitSystem();
    break;

运行测试效果：

6、演讲比赛功能

(1) 功能分析

比赛流程分析：

抽签 → 开始演讲比赛 → 显示第一轮比赛结果 →
抽签 → 开始演讲比赛 →显示前三名结果 → 保存分数

(2) 创建选手类

选手类中的属性包含：选手姓名、分数

头文件中创建 speaker.h 文件，并添加代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

class Speaker
{
public:
	// 姓名
	string m_Name;
	// 分数 最多有两轮得分
	double m_Score[2];
};

(3) 比赛

成员属性添加

在 speechManager.h 中添加属性

	// 比赛选手 容器 12 人
	vector<int> v1;

	// 第一轮晋级容器 6 人
	vector<int> v2;

	// 胜利前三名容器 3 人
	vector<int> vVictory;

	// 存放编号 以及对应的 具体选手容器
	map<int, Speaker> m_Speaker;

	// 记录比赛轮数
	int m_Index;

初始化属性

在 speechManager.h 中提供开始比赛的的成员函数 void initSpeech();
```
	// 初始化属性
	void initSpeech();
```

在 speechManager.cpp 中实现 void initSpeech();

void SpeechManager::initSpeech()
{
	// 容器保证为空
	this->v1.clear();
	this->v2.clear();
	this->vVictory.clear();
	this->m_Speaker.clear();
	// 初始化比赛轮数
	this->m_Index = 1;
}

SpeechManagert 构造函数中调用 void initSpeech();

SpeechManager::SpeechManager()
{
    // 初始化属性
	this->initSpeech();
}

创建选手

在 speechManager.h 中提供开始比赛的的成员函数 void createSpeaker();
```
	// 创建选手
	void createSpeaker();
```

在 speechManager.cpp 中实现 void createSpeaker();

void SpeechManager::createSpeaker()
{
	string nameSeed = "ABCDEFGHIJKL";
	for (int i = 0; i < nameSeed.size(); i++)
	{
		string name = "选手";
		name += nameSeed[i];
		Speaker sp;
		sp.m_Name = name;
		for (int i = 0; i < 2; i++)
		{
			sp.m_Score[i] = 0;
		}
		// 12名选手编号
		this->v1.push_back(i + 10001);
		// 选手编号以及对应的选手，存放到map容器中
		this->m_Speaker.insert(make_pair(i + 10001, sp));
	}
}

SpeechManager 类的构造函数中调用 void createSpeaker();

SpeechManager::SpeechManager()
{
	// 初始化属性
	this->initSpeech();
	// 创建选手
	this->createSpeaker();
}

测试在main中，在创建完成管理对象后，使用下列测试代码测试 12名选手初识状态

	// 实例化管理类
	SpeechManager sm;
	// 测试代码
	for (map<int, Speaker>::iterator it = sm.m_Speaker.begin(); it != sm.m_Speaker.end(); it++)
	{
		cout << "选手编号: " << it->first << " 选手姓名: " << it->second.m_Name << " 选手成绩: " << it->second.m_Score[0] 		<< endl;
	}

测试效果图

开始比赛成员函数添加

在speechManager.h 中提供开始比赛的的成员函数 void startSpeech();

该函数功能是主要控制比赛的流程

	// 开始比赛 - 比赛流程控制
	void startSpeech();

在speechManager.cpp 中将 startSpeech 的空实现先写入

我们可以先将整个比赛的流程写到函数中

void SpeechManager::startSpeech()
{
	// 第一轮比赛
	// 1. 抽签
	
	// 2. 比赛
	
	// 3. 显示晋级结果

	// 第二轮比赛
	// 1. 抽签

	// 2. 比赛

	// 3. 显示晋级结果

	// 4. 保存分数
}

抽签

功能描述：
正式比塞前，所有选手的比赛顺序需要打乱，我们只需要将存放选手编号的容器打乱次序即可
在 speechManager.h 中提供抽签的的成员函数 void speechDraw();
```
	// 抽签
	void speechDraw();
```

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void speechDraw();

void SpeechManager::speechDraw()
{
	cout << "第 << " << this->m_Index << " >> 轮比赛选手正在抽签..." << endl;
	cout << "--------------------------------------------------" << endl;
	if (this->m_Index == 1)
	{
		random_shuffle(v1.begin(), v1.end());
		for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++)
		{
			cout << *it << " ";
		}
		cout << endl;
	}
	else 
	{
		random_shuffle(v2.begin(), v2.end());
		for (vector<int>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
		{
			cout << *it << " ";
		}
		cout << endl;
	}
	cout << "--------------------------------------------------" << endl;
	system("pause");
	cout << endl;
}

在 startSpeech 比赛流程控制的函数中，调用抽签函数

void SpeechManager::startSpeech()
{
	// 第一轮比赛
	// 1. 抽签
	this->speechDraw();
}

在main函数中，分支1选项中，调用开始比塞的接

case 1:
    // 开始演讲比赛
    sm.startSpeech();
    break;

测试

开始比赛

在 speechManager.h 中提供比赛的的成员函数 void speechContest();
```
	// 比赛
	void speechContest();
```

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void speechContest();

void SpeechManager::speechContest()
{
	cout << "第 << " << this->m_Index << " >> 轮比赛正式开始" << endl;
	// 临时容器，保存 key: 分数; value: 选手编号;
	multimap<double, int, greater<double>> gropuScore;
	// 记录人员数， 6个为一组
	int num = 0;
	// 比赛的人员容器
	vector<int> v_Src;
	if (this->m_Index == 1)
	{
		v_Src = v1;
	}
	else
	{
		v_Src = v2;
	}
	// 遍历所有参赛选手
	for (vector<int>::iterator it = v_Src.begin(); it != v_Src.end(); it++)
	{
		num++;
		// 评委打分
		deque<double> d;
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			double score = (rand() % 401 + 600) / 10.f; // 600  ~ 1000
			d.push_back(score);
		}
		// 排序
		sort(d.begin(), d.end(), greater<double>()); 
		// 去掉最高分
		d.pop_back();
		// 去掉最低分
		d.pop_front();
		// 获取总分
		double sum = accumulate(d.begin(), d.end(), 0);
		// 获取平均分
		double avg = sum / (double)d.size();
		// 每个人平均分
		cout << "选手编号: " << *it << " 选手名称: " << this->m_Speaker[*it].m_Name << " 平均分: " << avg << endl;
		this->m_Speaker[*it].m_Score[this->m_Index - 1] = avg;
		// 6 个人一组，用临时容器保存
		gropuScore.insert(make_pair(avg, *it));
		if (num % 6 == 0)
		{
			cout << "第 " << num / 6 << " 小组比赛名次: " << endl;
			for (multimap<double, int, greater<double>>::iterator it = gropuScore.begin(); it != gropuScore.end(); it++)
			{
				cout << "选手编号: " << it->second << " 选手姓名: " << this->m_Speaker[it->second].m_Name << " 选手成绩: " << this->m_Speaker[it->second].m_Score[this->m_Index - 1] << endl;
			}
			int count = 0;
			// 取前三名
			for (multimap<double, int, greater<double>>::iterator it = gropuScore.begin(); it != gropuScore.end() && count < 3; it++, count++)
			{
				if (this->m_Index == 1)
				{
					v2.push_back((*it).second);
				}
				else
				{
					vVictory.push_back((*it).second);
				}
			}
			gropuScore.clear();
			cout << endl;
		}
	}
	cout << "第 << " << this->m_Index << " >> 轮比赛完成" << endl;
	system("pause");
}

在startSpeech 比赛流程控制的函数中，调用比赛函数

void SpeechManager::startSpeech()
{
    ...
	// 2. 比赛
	this->speechContest();
}

测试结果：

显示比赛分数

在 speechManager.h 中提供显示分数的成员函数 void showScore();
```
	// 显示比赛结果
	void showScore();
```

在 speethManager.cpp 中实现成员函数 void showScore();

void SpeechManager::showScore()
{
	cout << "第 " << this->m_Index << " 轮晋级选手信息如下: " << endl;
	vector<int> v;
	if (this->m_Index == 1)
	{
		v = v2;
	}
	else
	{
		v = vVictory;
	}
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "选手编号: " << *it << " 选手姓名: " << this->m_Speaker[*it].m_Name << " 选手平均分: " << this->m_Speaker[*it].m_Score[this->m_Index - 1] << endl;
	}
	cout << endl;
	system("pause");
	system("cls");
	this->showMenu();
}

在startSpeech 比赛流程控制的函数中，调用显示分数函数

void SpeechManager::startSpeech()
{
	...
	// 3. 显示晋级结果
	this->showScore();
}

运行代码，测试效果

第二轮比赛

第二轮比赛流程同第一轮，只是比赛的轮是+1，其余流程不变

在 startSpeech 比赛流程控制的函数中，加入第二轮的流程

void SpeechManager::startSpeech()
{
	...
	// 第二轮比赛
	this->m_Index++;
	// 1. 抽签
	this->speechDraw();
	// 2. 比赛
	this->speechContest();
	// 3. 显示晋级结果
	this->showScore();
	// 4. 保存分数
}

测试

(4) 保存分数

功能描述：

将每次演讲比赛的得分记录到文件中

功能实现：

在 speechManager.h 中添加保存记录的成员函数 void saveRecord();
```
	// 保存记录
	void saveRecord();
```

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void saveRecord();

void SpeechManager::saveRecord() 
{
	ofstream ofs;
	// 用输出的方式打开文件 - 写文件
	ofs.open("speech.csv", ios::out | ios::app);
	// 将每个人数据写入到文件中
	for (vector<int>::iterator it = vVictory.begin(); it != vVictory.end(); it++)
	{
		ofs << *it << "," << this->m_Speaker[*it].m_Score[1] << ",";
	}
	ofs << endl;
	// 关闭文件
	ofs.close();
	cout << "记录已经保存" << endl;
}

在startSpeech 比赛流程控制的函数中，调用保存文件函数

void SpeechManager::startSpeech()
{
	...
	// 4. 保存分数
	this->saveRecord();
    cout << "本届比赛完毕!" << endl;
	system("pause");
	system("cls");
}

测试效果

7、查看记录

(1) 读取记录分数

在speechManager.h中添加保存记录的成员函数 void loadRecord();

添加判断文件是否为空的标志 bool fileIsEmpty;

添加往届记录的容器 map<int, vector<string>> m_Record;

其中m_Record中的key代表第几届，value记录具体的信息

// 声明演讲比赛管理类
class SpeechManager
{
public:
	// ...

	// 读取记录
	void loadRecord();

	// ...
public:
	// ...

	// 文件为空标志
	bool fileIsEmpty;
	
	// 往届记录
	map<int, vector<string>> m_Record;
};

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void loadRecord();

void SpeechManager::loadRecord()
{
	// 1. 用输入的方式打开文件 - 读文件
	ifstream ifs("speech.csv", ios::in);
	if (!ifs.is_open())
	{
		cout << "文件不存在!" << endl;
		this->fileIsEmpty = true;
		ifs.close();
		return;
	}
	
	// 2. 文件为空
	char ch;
	ifs >> ch;
	if (ifs.eof())
	{
		cout << "文件为空!" << endl;
		this->fileIsEmpty = true;
		ifs.close();
		return;
	}
	// 3. 文件存在，且文件不为空
	this->fileIsEmpty = false;
	// 读取的单个字符放回去
	ifs.putback(ch);
	string data;
	int index = 0;
	while (ifs >> data)
	{
		// cout << data << endl;
		vector<string> v;
		int pos = -1;
		int start = 0;
		while (true)
		{
			// 从 0 开始查找 “,”
			pos = data.find(",", start);
			if (pos == -1)
			{
				// 找不到 break跳出循环
				break;
			}
			// 找到了，进行分隔 参数1：起始位置， 参数2：截取长度
			string tmp = data.substr(start, pos - start);
			v.push_back(tmp);
			start = pos + 1;
		}
		this->m_Record.insert(make_pair(index, v));
		index++;
	}
	ifs.close();
}

在 SpeechManager 构造函数中调用获取往届记录函数

SpeechManager::SpeechManager()
{
	// 初始化属性
	this->initSpeech();
	// 创建选手
	this->createSpeaker();
	// 获取往届记录
	this->loadRecord();
}

(2) 查看记录功能

在 speechManager.h 中添加保存记录的成员函数 void showRecord();

	// 查看往届得分
	void showRecord();

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void showRecord();

void SpeechManager::showRecord()
{
	for (map<int, vector<string>>::iterator it = this->m_Record.begin(); it != this->m_Record.end(); it++)
	{
		cout << "第 " << it->first + 1 << " 届演讲比赛: " <<
			"\n\t冠军编号: " << it->second[0] << " 冠军分数: " << it->second[1] <<
			"\n\t季军编号: " << it->second[2] << " 季军分数: " << it->second[3] <<
			"\n\t亚军编号: " << it->second[4] << " 亚军分数: " << it->second[5] << endl;
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

(3) 测试功能

在main函数分支2选项中，调用查看记录的接口

case 2:
    // 查看往届记录
    sm.showRecord();
    break;

(4) BUG 解决

目前程序中有几处bug未解决：

查看往届记录，若文件不存在或为空，并未提示

解决方式：在 showRecord 函数中，开始判断文件状态并加以判断

void SpeechManager::showRecord()
{
	if (this->fileIsEmpty)
	{
		cout << "文件不存在，或记录为空!" << endl;
	}
	else
	{
		for (map<int, vector<string>>::iterator it = this->m_Record.begin(); it != this->m_Record.end(); it++)
		{
			cout << "第 " << it->first + 1 << " 届演讲比赛: " <<
				"\n\t冠军编号: " << it->second[0] << " 冠军分数: " << it->second[1] <<
				"\n\t季军编号: " << it->second[2] << " 季军分数: " << it->second[3] <<
				"\n\t亚军编号: " << it->second[4] << " 亚军分数: " << it->second[5] <<
				endl;
		}
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

若记录为空或不存在，比完塞后依然提示记录为空

解决方式：saveRecord 中更新文件为空的标志
```
void SpeechManager::saveRecord()
{
	// ...
    // 更新文件状态
	this->fileIsEmpty = true;
    // ...
}
```

比完赛后查不到本届比赛的记录，没有实时更新

解决方式：比赛完毕后，所有数据重置

void SpeechManager::startSpeech()
{
	// ...
	// 5. 重置比赛
	// 初始化属性
	this->initSpeech();
	// 创建选手
	this->createSpeaker();
	// 获取往届记录
	this->loadRecord();
	// ...
}

在初始化时，设有初始化记录容器

解决方式：initSpeech 中添加初始化记录容器
```
void SpeechManager::initSpeech()
{
	// ...
	// 初始化记录容器
	this->m_Record.clear();
}
```
每次记录都是一样的

解决方式：在main函数一开始添加随机数种子
```
	// 随机数种子
	srand((unsigned int)time(NULL));
```

8、清空记录

(1) 清空记录功能实现

在 speechManager.h 中添加保存记录的成员函数 void clearRecord();

	// 清空记录
	void clearRecord();

在 speechManager.cpp 中实现成员函数 void clearRecord();

void SpeechManager::clearRecord()
{
	cout << "确认清空往届记录? " << "\n1、确认" << "\n2、取消" << endl;
	int select = 0;
	cin >> select;
	if (select == 1)
	{
		// 打开模式 ios::trunc 如果存在删除文件并重新创建
		ofstream ofs("speech.csv", ios::trunc);
		ofs.close();
		// 初始化属性
		this->initSpeech();
		// 创建选手
		this->createSpeaker();
		// 获取往届记录
		this->loadRecord();
		cout << "清空成功!" << endl;
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

(2) 测试清空

在main函数分支3选项中，调用清空比赛记录的接口

case 3:
    // 清空比赛记录
    sm.clearRecord();
    break;

运行程序，测试清空记录

9、源码

演讲比赛流程管理系统.zip

二、机房预约系统

https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z/?p=282&spm_id_from=pageDriver&vd_source=a114fe7b596b585428eaa1369ef02802

posted @ 2023-06-01 14:26 菜鸟程序员_python 阅读(132) 评论(0) 收藏举报

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C++ 进阶编程

第一章 模板

一、模板的概念

二、函数模板

1、函数模板语法

2、函数模板注意事项

3、函数模板案例

4、普通函数与函数模板的区别

5、普通函数与函数模板的调用规则

6、模板的局限性

三、类模板

1、类模板语法

2、类模板与函数模板区别

3、类模板中成员函数创建时机

4、类模板对象做函数参数

5、类模板与继承

6、类模板成员函数类外实现

7、类模板分文件编写

8、类模板与友元

9、类模板案例

第二章 STL 模板库

一、STL 初识

1、STL的诞生

2、STL基本概念

3、STL六大组件

4、STL中容器、算法、迭代器

5、容器算法送代器初识

(1) Vector 存放内置数据类型

(2) Vector 存放自定义数据类型

(3) Vector 容器嵌套容器

二、 STL 常用容器

1、string 容器

(1) string 基本概念

(2) string 构造函数

(3) string 赋值操作

(4) string 字符串拼接

(5) string 查找和替换

(6) string 字符串比较

(7) string 字符存取

(8) string 插入和删除

(9) string 子串

2、vector 容器

(1) vector 基本概念

(2) vector 构造函数

(3) vector 赋值操作

(4) vector 容量和大小

(5) vector 插入和删除

(6) vector 数据存取

(7) vector 互换容器

(8) vector 预留空间

3、deque 容器

(1) deque 容器基本概念

(2) deque 构造函数

(3) deque 赋值操作

(4) deque 大小操作

(5) deque 插入和删除

(6) deque 数据存取

(7) deque 排序

4、案例 - 评委打分

(1) 案例描述

(2) 实现步骤

5、stack 容器

(1) stack 基本概念

(2) stack 常用接口

6、queue 容器

(1) queue 基本概念

(2) queue 常用接口

7、list 容器

(1) list基本概念

(2) list 构造函数

(3) list 赋值和交换

(4) list 大小操作

(5) list 插入和删除

(6) list 数据存取

(7) list 反转和排序

(8) 排序案例

8、set / multiset 容器

(1) set 基本概念

(2) set 构造和赋值

(3) set 大小和交换

第一章模板

第三章实战案例