学习C++这一篇就够了（提升篇）

学习C++合集 -总共3篇，本文为第2篇（提升篇）

1.学习C++这一篇就够了（基础篇）

2.学习C++这一篇就够了（提升篇）

3.学习C++这一篇就够了（进阶篇）

• C++中除了面向对象的编程思想外，还有另一种就是泛型编程
• 主要用到的技术就是模板

模板机制的分类：

• 函数模板
• 类模板

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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定制，用虚拟的类型来表示

关键字：template

语法：

template <typename T> // template <class T>

函数声明或者定义

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

意义：将类型参数化，提高代码通用性。

使用方法：

• 自动类型推导
• 显示指定类型

注意事项：

• 自动类型推导，无论有几个 T，其必须要推导出一致的数据类型，才可以使用
• 函数模板必须要确定 T 的数据类型，才可以使用

与普通函数的区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换，也就是隐式转换
• 函数模板只有在调用显示指定类型才会发生隐式转换，用自动类型推导就不会

示例：

void SwapDouble(double &a, double &b)        //这是一个普通的两个double类型数值交换的函数，缺点是数据类型被固定死了
{
    double temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<typename T>                         //声明一个函数模板，T是通用的数据类型
void mySwap(T &a, T &b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<class T>
void func()
{
  cout << "注意事项"  << endl;
}


int main()
{
    int a = 20;
    int b = 10;
    char c = '5';
    
   //1、自动推导类型，又编译器自动推导出数据类型
    mySwap(a , b);

    //mySwap(a , c);    //×，因为 T 的数据类型不一致，一个是int型，一个是char型
                        // 同时自动推导类型不会发生隐式转换，无法将int变char型，也无法将char变int型

   //2、显示指定类型，直接告诉编译器这两个传参的数据类型
    mySwap<int>(a , b)

   //func();           //×，因为 T 没有一个确定的数据类型
     func<int>();      //√，因为我们给 T 指定了一个确定的数据类型
                       // 同时显示指定类型可以发生隐式转换，强制转换为int型

}

调用规则

• 如果普通函数和函数模板都实现了，优先使用普通函数
• 可以通过空模板参数列表强制调用函数模板
• 函数模板可以以发生函数重载
• 如果函数模板可以更好的匹配，那肯定是优先使用函数模板啦

示例：

void Print(int a , int b)
{
    cout << "普通函数" << endl;
}

template<class T>
void Print(T a , T b)
{
    cout << "函数模板" << endl;
}

template<class T>
void Print(T a , T b ， T c)
{
    cout << "函数模板" << endl;
}


int main()
{
    int a = 10;
    int b = 5;
    char c1 = 'a';
    char c2 = 'b';

    Print(a , b);          //1、普通函数和函数模板你都一样实现的情况下，优先调用普通函数

    Print<>(a , b);        //2、利用空模板参数列表来强制调用函数模板
    Print<>(a , b , c);    //3、函数模板可以发生函数重载
    
   Print(c1 , c2);         //4、函数模板可以更好的匹配，优先调用函数模板
                           //这是编译器所做的决定，它觉得直接将类型变成通用类型 比 将char转换成int更加方便
 }

函数模板的局限性

一些特定的数据类型，函数模板就处理不了

示例：

template<class T>
void func(T a , T b)         //如果a 和 b 都是数组类型，那赋值操作就运行不了
{                            //如果 T 是某一个类自定义数据类型，也处理不了
     a  = b;
}

• 为了解决这些问题，C++提供了模板的重载，为特定的数据类型提供具体化的模板
• 利用具体化的模板，可以解决类型自定义的通用性
• 但是模板其实不用去写，可以在STL中调用系统提供的模板

语法：

template<> 返回值类型 函数名（参数1，参数2，···）

示例：

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

template<class T>
bool Compare(T &a , T &b)        //只能对比一些普通的变量，对于自定义的数据类型，无法处理
{
   if(a == b)
       return ture;
   else
       return flase;
}

//template<>  表示这是个具体化Person实现的函数模板
template<> bool Compare(Person &a , Person &b)
{
    if(a.m_name == b.m_name && a.m_age == b.m_age)
        return ture;
    else
        return flase;
}

int main()
{
    Person p1("张三"，20);
    Person P2("李四"，30);
    
    if(Conpare(p1 , p2))                   //只要参数是Person类型，编译器会自动调用具体化Person类型的函数模板
        cout << "完全一致" << endl;
    else
        cout << "对比失败" << endl;
}

类模板

作用：建立一个通用的类，但是类中的成员变量类型未知，用一个虚拟的类型来表示

语法：

template<typename T> 类

• template：声明创建一个模板
• typename：表明后面的 T 是一种数据类型，typename 也可以用class替代
• T：通用的数据类型

与函数模板的区别：

• 类模板在使用的时候，没有自动类型推导的方式
• 类模板在模板参数列表中可以有默认参数类型

示例：

//temolate<class Nametype, class AgeType = int>     //类模板的参数列表可以说有默认参数类型
template<class NameType, class AgeType>     //因为会有涉及到两个不同类型的变量，所以创建了两个虚拟的类型
class Person
{
public:
    Person(NameType name, AgeType age)
    { 
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
    NameType m_name;
    AgeType m_age;
}
int main()
{
    Person<string ,int> p1("张三"，99);        //既然指定了string类型，记得添加string头文件
    // Person("李四"，56);                     //×，类模板没有自动类型推导的方式
    // Person<string> p2("王五"，66);          //√，只要在前面有模板参数列表的声明中默认参数就可以用
}

类模板成员函数创建时机

• 普通类中的成员函数，在一可以就可以创建
• 类模板中的成员函数，在函数调用时才创建

示例：

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

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

template<class T>
class myClass
{
public:
     T obj;
     void func1(){  obj.showPerson1(); }   //因为是类模板，函数此时其实还没有创建，所以随便用别人家的函数也没事
     void func2(){  obj.showPerson2(); }
} 

int main()
{
    myClass<Person1> p1;                  // 将通用类型指定为 Person1 类型，创建了类 p1
    p1.func1();                           //此时才是创建成员函数 func1() 的时候，调用的时候才进行声明
    //p1.func2();                         //因为指定的是 Person1 类，所以只有 Person1类中的 showPerson1()函数被声明了
                                          //Person2 类中的 showPerson2（） 并没有被声明，说明不能调用

    myClass<Person2> p2;
    //p2.func1();
    p2.func2();
}

类模板对象做函数参数

作用：用模板实例出的对象来当做函数参数传入

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：将整个对象进行模板化，传递下去

一般而言第一种传递方式比较常见；

第二种和第三种，其实有点像函数模板和类模板结合使用；

使用函数 typeid（temp） 可获知一个参数 temp 的类型；

示例：

template<class T1, class T2>
class Person
{
    Person(T1 name, T2 age)
    {
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
    showPerson()
    {
        cout << "名字：" << this->m_name <<"年龄: " << this->m_age << endl;
    }
    T1 m_name;
    T2 m_age;
}

void func1( Person<string, int>&p )               //1、指定传入类型
{
    p.showPerson();
}

template<class T1, class T2>                     //要加上这个，不然编译器不知道 T1 和 T2 是什么
void func2( Person<T1, T2>&p );                  //2、参数模块化,T1 和 T2 由编译器根据传参去推导
{
    p.showPerson();
    cout << T1 的数据类型 << typeid(T1).name << endl;    //使用typeid()可获知 T1 / T2 的数据类型
    cout << T2 的数据类型 << typeid(T2).name << endl;
}

template<classs T>
void func3(T &p)                               //3、整个类进行模板化，T 由编译器根据传参去推导
{
    p.showPerson();             
    cout << "T 的数据类型 " << typeid(T).name << endl;     //获取 T 的数据类型      
}

int main()
{
    Person<string , int> p("张三", 50);
    
    func1(p);                //1、指定传入类型
    func2(p);                //2、参数模板化
    func3(p);                //3、整个类进行模板化
    
}

类模板与继承

当类模板碰到继承时：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明时要指定父类 T 的类型
• 如果不指定，编译器就无法给子类分配内存
• 要想灵活指定父类中 T 的类型，子类也必须为类模板

语法：

template<class T1 , class T2>

class 子类：继承方式 父类<T2>

{

//T1 通用类型留给子类自己用

}

示例：

template<class T>
class Base
{
    T m;
}

// class Son : public Base         //×，父类是类模板，继承中需要指定父类中 T 的类型
class Son1 : public Base <int>     //将父类中的数据类型指定为 int 型，这样继承才可以成功
{
}

template<class T1, class T2>
class Son2:public Base<T2>         //这样 类模板的 Son2 的参数 T2 就变成了父类的 T 的类型，达到灵活指定父类 T类型的目的
{                            
   T1 m;
}

int main ()
{
   Son1 s1;                        //创建子类对象s1的时候，父类中的 T 类型就被强制指定成 int 型
   Son2 <char , int>s2;            //创建子类对象s2的时候，父类中的 T 类型就随着子类的定义而改变，此时 父类中 T 便是 int 型
}

类模板成员函数的类外实现

类外实现的方法：

• 类内声明，类外写函数定义
• 类外写函数时，作用域需要加上模板参数列表

语法：

template<class T>

返回值类型 作用域<T>::成员函数()

//作用域要加上模板参数列表<T>，不管传参和函数内部有没有用到 T ，<T> 都要写出来

{

}

示例：

template <class T1, class T2>
class Person
{
public:
    //Person(T1 name , T2 age)                        //这是成员函数之构造函数的类内实现   
    // { 
    //     this->m_name = name;                  
    //     this->m_age = age;
    // }       
    // void PrintPerson()                             //这是成员函数之普通函数的类内实现
    // {
    //      cout << "姓名：" << this->m_name << "年龄" << this->m_age << endl;
    // }

      Person(T1 name, T2 age);                       //类外实现之类内声明
      void PrintPerson();

    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>::PrintPerson()
{
    cout << "姓名：" << this->m_name << "年龄" << this->m_age << endl;

} 
int main()
{
    Person<string ,int> p("张三" , 50);
    p.PrintPerson();
}

分文件编写

在使用类模板过程中，进行分文件编写会出现一些问题：

一般的分文件编写：

.h：写类声明和成员函数定义

.cpp：写类中成员函数的实现

x.cpp：写主函数和应用功能

原因：类模板的成员函数在主函数调用的时候才创建，所以会导致预处理时链接不到

解决办法（建议用第二种）：

1. 直接包含.cpp源文件（将x.cpp中的#include".h">改成#include".cpp"，而.cpp中也有包含头文件，这样改，就是在跑主函数之前，将声明和实现都跑了一遍）
2. 将声明和实现写在同一个文件中，后缀名改成.hpp（.hpp是约定俗成的名字，不是强制的，但大家都这么写）

两种方法，目的都是在跑主函数之前，将声明和实现都先跑了一遍。

类模板与友元

类模板和友元配合成的全局函数的类内实现和类外实现：

• 类内实现：直接在类内声明友元即可（建议这个，比较简单）
• 类外实现：需要提前让编译器知道全局函数的存在（有点复杂，不建议）

示例：

template<class T1, class T2>                        //类外实现——这部分最好写在最前面，提前让编译器知道这个Person类的存在
class Person;

template<class T1, class T2>                        //类外实现——这部分实现最好写在前面，提前让编译器知道这个函数的存在
void PrintPerson2( Person<T1, T2>p)
{
    cout << "姓名:" << p.m_name << "年龄" << p.m_age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class person
{
    friend void PrintPerson1( Person<T1,T2> p)                //全局函数，友元函数的类内实现，这个比较简单
    {
       cout << "姓名:" << p.m_name << "年龄" << p.m_age << endl;
    }
   
   friend void PrintPerson2<>( Person<T1, T2> p);               //全局函数，友元函数的类外实现，需要先类内声明，类外实现
                                                                //加一个空模板参数列表，将这个普通函数变成类模板函数 
public:
    Person(T1 name, T2 age)
    {
        this->m_name = name;
        this->m_age = age;
    }
private:
    T1 m_name;
    T2 m_age;
}

int main()
{
   Person<string, int> p("张三", 50);
   PrintPerson1(p);                   //类内实现
   PrintPerson2(p);                   //类外实现
 }

STL

• 之所以有C++的面向对象和泛型编程，目的就是提升可重复性
• STL的诞生，就是为了建立一套数据结构和算法的标准，提高可重复利用性

STL基本概念

• STL，即标准模板库
• 从广义上分为：容器、算法、迭代器
• 从细分上分为：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器
• 容器和算法通过迭代器进行无缝连接
• STL所有的代码都运用到了函数模板和类模板

STL六大组件

六大组件就是上线说到的：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：各种常用算法，如sort、find、copy、for_each等
• 迭代器：容器和算法之间的链接器
• 仿函数：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者迭代器的东西
• 空间配置器：负责空间的分配和管理

容器

作用：存放数据，将广泛使用的数据结构给实现出来

常用的数据结构：数组、链表、树、栈、队列、集合、映射表等

容器的分类：

• 序列式容器：强调值的位置，每个元素都有固定的位置
• 关联式容器：二叉树结构，元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法

作用：问题的解法，即用有限的步骤，解决逻辑上的难题

算法的分类：

• 质变算法：运算中更改区间内元素的内容，如拷贝、替换、删除等
• 非质变算法：运算中不会更改区间内元素的内容，如查找、计数、遍历、寻值等

迭代器

作用：容器和算法之间的链接器，即就是提供一种方法，既能依序寻找容器内某个元素，又不暴露容器内部的表示方法

• 每个容器都有自己专属的迭代器
• 迭代器的使用方法类似于指针
• 最常用的是双向迭代器和随机访问迭代器

迭代器的种类：

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	对数据的向前操作	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	对数据的向前和向后操作	读写，支持++、--
随机访问迭代器	访问任何数据，功能最强	读写，支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

String容器

基本概念

• string是C++风格的字符串，但是本质上是一个类
• String是内部封装了char类型，管理string这个类，用的是char*的容器
• 包含头文件#include<string>

特点

• string内部封装了很多成员函数方法，比如find查找，copy复制，delete删除，replace替换，insert插入等等
• string管理char*所分配出来的内存，不用担心复制越界内存和取值越界，也不用担心溢出或者碎片，这些由容器内部统一管理

string构造函数

• string()；无参构造，主要用来创建一个空字符串
• string(const char* s); 用来初始化一个字符串
• string(const string& str); 用一个string对象来初始化另一个string对象
• string(int n，char c); 初始化n个字符c
• 以上构造函数没有什么可比性，根据实际情况灵活运用即可

示例：

#include<string>     //只要涉及到string，就要包含其头文件
int main()
{
    string s1;                      //1、用于创建一个空的字符串

    const char* str = "中秋节";
    string s2(str);                 //2、创建一个字符串s2,将字符串s1初始化赋值给字符串s2
    cout << "str2 = " << s2 << endl;

    string s3(s2);                  // 调用拷贝构函数
    cout << "str3 = " << s3 << endl;

   string s4(10,'A');              //3、创建一个字符串4，初始化赋值为10个‘A’
   cout << "str4 = " << s4 << endl;
}

赋值操作

作用：给string字符串赋值

函数原型：

• string& operator= ( const char *s ) ; 将char *类型的字符串赋值给当前字符串
• string& operator= ( const string &s ) ; 将string类型字符串赋值给当前字符串
• string& operator= ( char c ) ; 将字符c赋值给当前字符串
• string& assign ( const char*s ) ; 将char *类型字符串赋值给当前字符串
• string& assign ( const char *s, int n ) ; 将char *类型的字符串的前n个字符赋值给当前字符串
• string& assign ( const string &s ) ; 将const类型的字符串赋值给当前字符串
• string& assign ( int n,char s ) ; 将n个字符s赋值给当前字符串

示例：

int main()
{
     string s1;
     s1 = "hello C++";          //相当于operator=("hello C++"),由编译器进行内部转化
     cout << "s1 = " << s1 << endl;

     string s2;
     s2 = s1;                    //相当于operator=(s1)，由编译器进行内部转化
     cout << "s2 = " << s2 << endl;

     string s3;
     s3 = 'A';                  //相当于operator=('A')，由编译器进行内部转化
     cout << "s3 = " << s3 << endl;

     string s4;
     s4.assign("Hello C++");     //也就是 string&  assign ( const char *s)
     cout << "s4 = " << s4 << endl;

     string s5;
     s5.assign(s4);             //也就是 string&  assign ( const string &s )
     cout << "s5 = " << s5 << endl;

     string s6;
     s6.assign("hello C++",5);  //也就是 string&  assign ( const char *s，int n)
     cout << "s6 = " << s6 << endl;

     string s7;
     s7.assign(10,'A');         //也就是 string&  assign ( int n, char s)
     cout << "s7 = " << s7 << endl;
}

字符串拼接

作用：就是在字符串末尾再拼接一段字符串

函数原型：

• string& operator+ ( const char *c ) ; //将char*类型的字符串拼接到当前字符串末尾
• string& operator+ ( const char c ) ; //将字符c拼接到当前字符串末尾
• string& operator+ ( const string& str ) ; //将string类型的字符串拼接到当前字符串末尾
• string& append ( const char *s ) ; //将char*类型的字符串拼接到当前字符串末尾
• string& append ( const char *s , int n ); //将char*类型字符串的前n个字符拼接到当前字符串末尾
• string& append ( const string &s ) ; // 将string类型额字符串拼接到当前字符串末尾
• string& append ( const string &s, int pos , int n ); //将string类型的字符串从pos个开始的n个字符拼接到当前字符串末尾

示例：

int main()
{
   string s1 = "I";
   s1 += "love games";               //相当于 string& operator+ ( const char *c )，由编译器内部自动转化
   cout << "s1 = " << s1 <<endl;     

   s1 += ';';                        //相当于 string& operator+ ( const char c )，由编译器内部自动转化
   cout << "s1 = " << s1 <<endl;

   string s2 = "LOL";
   s1 += s2;                         //相当于 string& operator+ ( const string& str )，由编译器内部自动转化
   cout << "s1 = " << s1 <<endl;

   string s3 = "I";
   s3.append(" love ");              //相当于 string& append ( const char *s ) ;
   s3.append("game abcsd ", 4);      //相当于 string& append ( const char *s ，int n) ;
   cout << "s3 = " << s3 <<endl;

   s3.append(s2);                    //相当于 string& append ( const string& s ) ;
   cout << "s3 = " << s3 <<endl;

   string s4 = "sjdia DNF";
   s3.append(s4, 5, 3);             //相当于 string& append ( const string &s, int pos , int n );
   cout << "s3 = " << s3 <<endl;
}

字符串的查找和替换

作用：

• 查找：查找指定的字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• int find ( const string& str , int pos = 0 ) const ; //查找str第一次出现的位置，从pos开始查找
• int find ( const char* s , int pos = 0 ) const ; //查找 s 第一次出现的位置，从pos开始查找
• int find ( const char* s ,int pos , int n ) const ; //查找s的前n个字符第一次出现的位置，从pos开始查找
• int find ( const char c , int pos = 0 ) const ; //查找字符串 c 第一次出现的位置，从pos开始查找
• int rfind ( const string& str , int pos = npos ) const; //查找str最后一次的位置，从pos开始查找
• int rfind ( const char* s , int pos = npos ) const ; //查找 s 最后一次出现的位置，从pos开始查找
• int rfind ( const char* s , int pos , int n) const; //查找 s 的前n个字符最后一次的位置，从pos开始查找
• int rfind ( const char s , int pos = 0 ) const ; //查找字符 s 最后一次出现的位置，从pos开始查找
• string& replace ( int pos , int n , const string& str) ; //从pos开始的n个字符，替换成字符串str
• string& replace ( int pos , int n , const char* s); //从pos开始的n个字符，替换成字符串 s

特点：

• find是从左往右找，rfind是从右往左找，找到了返回下标位置，找不到返回 -1
• replace会把替换字符串全部替换进去，不管你指定多少个字符

示例：

int main()
{
    string s1 = "sdafaffgg";
    int ret = s1.find("fa");      //查找"fa"第一次出现的位置
    if( ret == -1 )
         return 0;
    
    ret = s1.rfind ("fa");         //查找"fa"最后一次出现的的位置
    if( ret == 1)
          return 0;

    s1.replace(2, 3, "AAAAA");     //将字符串s1的第2个开始的3个字符开始，全部替换成“AAAAA”
    
}

字符串比较

作用：字符串之间的比较

特点：

• 以其中的字符的ASCII值得方式进行比较
• > 返回 1
• < 返回 -1
• = 返回 0
• 主要是用来比较两个字符串是否一样，比较大小没有什么意义

函数原型：

• int compare ( const string& s) const ; //与string类型的字符串进行比较
• int compare ( const char s ) const ; //与char*类型的字符串进行比较

示例：

int main()
{
   string s1 = "dafwfw" ; 
   string s2 = "dasff" ; 
   if ( s1.compare( s2 ) == 0)
   {
       //主要是用来比较是否相等
   }
   else if (s1.compare(s2) > 0)
   {
   }
   else
   {
   }
}

字符存取

对单个字符进行存取有两种方法：

• 通过 [ ] 方式进行存取
• 通过at函数方式进行存取

函数原型：

• char& operator[](int n) ; //通过[]方式存取
• char& at(int n); //通过at方式存取

示例：

int main()
{
   string s1 = "hello C++";
   
   for(int i = 0 ; i < s1.size(); i++)
   {
       cout << s1[i] << endl;             //通过 [] 方式读取 
       cout << s1.at(i) << endl;          //通过 at 方式读取
   }
   str[0] = 'H';                          //通过[]方式修改
   str.at(1) = 'E';                       //通过at方式修改
   cout << s1 << endl ;
}

字符的插入和删除

作用：对字符串中进行插入和删除字符的操作

函数原型：

• string& insert ( int pos , const char* s ) ; //从pos位置开始插入字符
• string& insert ( int pos , const string& s); //从pos位置开始插入字符
• string& insert ( int pos , int n, char s); //从pos位置开始，插入n个字符s
• string& erase（ int pos ， int n = npos ) ; //从pos位置开始，删除n个字符
• 参数pos的位置，都是从下标0开始的

示例：

int main()
{
     string s1 = "hello" ; 
     s1.insert(1 , "aaaa");     //从下标1位置开始，插入字符串“aaaa”
     cout << s1 << endl;

     s1.erase( 1, 4 );         //从下标1位置开始，删除4个字符
     cout << s1 << endl;

     system("pause");
     return 0;
}

字符串子串

作用：从字符串中截取想要的子串

函数原型：

• string substr( int pos , int n = npos) const ; //从pos位置开始，截取n个字符

示例：

int main()
{
   string s1 = "safagrgwg";
   string substr = s1.substr( 0 , 3 );     //从s1字符串中，从位置0开始，截取3个字符作为子串
   cout  << substr << end;

   system("pause");
   rerurn ;
}

Vector容器

基本概念

• vector数据结构与数组非常相似，但是只能进行尾部的插入和删除，所以也被称为单端数组
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器，功能最强大的迭代器之一
• 包含头文件 #include<vector>

与普通数组的区别

• 数组是静态空间
• vector可以动态扩展
• 动态扩展并不是在原空间上续接新空间，而是寻找更大的空间，将原数据拷贝过去，在新空间后续接空间，释放源空间

​ ​vector容器结构以及成员函数

构造函数

作用：创建vector容器

函数原型：

• vector <T> v ; //默认构造函数，T 是数据类型 ， v是容器名字
• vector ( v.begin() , v.end() ) ; //将v.[ begin() , end() ) 区间中的元素拷贝给本身
• vector ( n , a ) ; //构造函数将 n 个 a 数值拷贝给本身
• vector ( const vector &ver ) ; //拷贝构造函数

示例：

int main()
{
   vector <int> v1;                           //创建方法一：默认构造，无参构造
   for ( int i = 0; i< 10; i++)
   {
       v1.push_back(i);     //将0~9这些参数填入容器中
   }

   vector<int> v2 ( v1,begin(), v1.end());   //创建方法二：将v1容器中的数据拷贝给容器v2
   
   vector<int> v3( 10, 100 );                //创建方法三：将10个100填入容器v3
 
   vector<int> v4( v3 );                     //创建方法四：将v3容器数据拷贝给容器v4

    system("pause");
    return 0;
}

vector赋值

作用：给vector容器进行赋值操作

函数原型：

• vector& operator= ( const vector &vst ) ; //重载方式进行赋值
• assign ( begin , end ) ; //将 [ begin , end )区间内的数值赋值给本身
• assign (n , A) ; //将n个字符A赋值给本身

示例：

int main()
{
    vector<int> v1;
    for(int i = 0 ; i < 10; i++)
    {
         v1.push_back(i);
    }
    vector<int> v2;                                  //赋值方法一：重载赋值
     v2 = v1;
  
    vector<int> v3;
    v3.assign(v1,begin() , v1.end() );               //赋值方式二：将v1的区间[begin ，end) 数据赋值给v3

    vector<int> v4;
    v4.assign(10 , 200);                              //赋值方式三，将10个200赋值给v4
}

容量和大小

作用：获取vector容器的容量和大小参数

函数原型：

• empty ( ) ; //判断是否为空
• capacity ( ) ; //获取容器的容量
• size ( ) ; //获取元素个数
• resize ( int num ) ; //重新指定容器长度，容器变长，超出的用0表示；容器变短，超出的被删除
• resize ( int num，int elem ) ; //重新指定容器元素，容器变长，超出的用elem表示，变短则超出的被删除

示例：

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void PrintVector(vector<int>& v)                                 //利用迭代器写出的打印容器函数
{
    for(vector<int>::iterator i = v.begin();i < v.end(); i++)
    {
        cout << *i << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    vector<int> v;
    for( int i = 0;i < 10; i++)
        v.push_back(i);
    PrintVector(v);
    
    if( v.empty() )                                             //判断容器是否为空
     {
           cout << "容器v为空" << endl;
     }
     else
     {
          cout << " 容器v不为空" << endl;
          cout << "容器v的容量为：" << v.capacity() << endl;   //获取容器的容量
          cout << "容器v的大小为：" << v.size() << endl;       //获取容器的元素个数
     }

      v.resize( 15 , 100);                                      //重新指定容器长度
                                                                //如果超出容器本身长度，超出的用100表示
                                                                //如果比容器本身小，多余的会被删除
      PrintVector(v);
 
      v.resize ( 5 );                                          //重新指定容器长度
                                                               //如果超出容器本身长度，超出的默认0表示
                                                               //如果比容器本身小，多余的会被删除
      PrintVector(v);
}

插入和删除

作用：在容器中插入元素和删除元素

函数原型：

• push_back ( ) ; //尾部插入
• pop_back ( ) ; //删除尾部最后一个元素
• insert ( const_iterator pos , elem ) ; //插入元素elem，第一个参数是迭代器指向位置
• insert (const_iterator pos , int num , elem ) ; //插入num个elem数值，第一个参数是迭代器指向位置
• erase ( const_iterator pos ); //删除元素，第一个参数是迭代器指向位置
• erase ( const_iterator begin , const_iterator end ); //删除从头到尾的元素
• clear ( ); //删除容器内全部元素

示例：

void PrintVector( vector<int>& v)                    //一个打印函数，用于打印容器内的数据
{
    for( vector<int>::iterator i = v.begin(); i<v.end(); i++)
    {
           cout << "*i" << " " ;
     }
     cout << endl;                  
}

int main()
{
    vector<int> v;
   
    for(int i=0;i<10;i++)
         v.push_back( i );                //尾部插入0~9元素
    PrintVector(v);

    v.pop_back();                         //删除最后一个元素
    PrintVector(v);
   
    v.insert(v.begin() , 100);           //在迭代器begin位置插入元素100
    PrintVector(v);
   
    v.insert( v.begin() , 3, 100 );      //在迭代器begin位置插入3个元素100
    PrintVector(v);
 
    v.erase( v.begin() );                //产出迭代器begin位置的元素
    PrintVector(v);

    v.erase( v.begin() , v.end() );      //产出迭代器从begin到end之间的元素
    PrintVector(v);
    
    v.clear();                           //删除容器内全部元素
    PrintVector(v);

    system("pause");
    return 0;
}

数据存取

作用：获取容器中的数据

函数原型：

• at ( int idx ) ; //返回索引下的元素
• operator[ ] ; //重载方式返回索引下的元素
• front ( ) ; //获取容器第一个元素
• back ( ) ; //获取容器中最后一个元素

示例：

int main()
{
    vector<int> v;
    for(int i = 0; i< 10; i++)
    {
          v.push_back ( i ) ;                               //开始填充容器元素
    }
    for(i = 0; i< 10; i++)
           cout << v[i] << " ";                             //以重载方式operator[]获取容器元素
    cout << endl;
    
    for(i = 0;i < 10; i++)
           cout << v.at(i) << " ";                          //以at()方式获取容器元素
    cout << endl;
   
    cout << "容器v的的第一个元素：" << v.front() << endl;   //获取第一个元素v.front()
    cout << "容器v的最后一个元素：" << v.back() << endl;    //获取最后一个元素v.back()
}

容器互换

作用1：实现两个容器之间的元素互换

作用2：用于收缩容器容量（原理就是创建一个小容量的容器与本身的大容量容器互换）

函数原型：

• swap( vec ) ; //将容器vec中的元素与本身互换

示例：

void PrintVector( vector<int>& v )
{
    for(vectot<int>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++)
    {
         cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    //==========================作用1：容器元素互换========================================//
    vector<int> v1;
    for(int i = 0 ; i< 10 ; i++)
        v1.push_back(i);

    vector<int> v2;
    for(int i = 10; i > 0; i--)
        v2.push_back(i);

    PrintVector(v1);               //元素互换之前
    PrintVector(v2);
   
    v1.swap ( v2 ) ;
   
    PrintVector(v1);               //元素互换之后   
    PrintVector(v2);

   //==============================作用2：收缩容器内存============================================//
   
   vector<int> v;
   for(int i = 0; i < 10000; i++)                             //创建一个容器，里面有10000个元素
        v.push_back(i);

  cout << "此时容器大小为：" << v.size() << endl;             //此时大小 = 10000
  cout << "此时容器的容量为：" << v.capacity() << endl;       //此时容量 > 10000

  v.resize(3);                                               //重新指定容器大小 = 3

  cout << "此时容器大小为：" << v.size() << endl;            //此时大小 = 3
  cout << "此时容器的容量为：" << v.capacity() << endl;      //但是此时容量依旧是 > 10000，这就很浪费内存
          
  vector<int> v.swap ( v ) ;                                 //以v为拷贝，创建一个匿名对象x，此时x大小和容量 = 3
                                                             //将容器x 与 容器v进行互换
                                                             //容器x变成了容器v，此时x的大小 = 3，,容量 > 10000  
                                                             //容器v就换成了容器x，此时v就变成大小和容量 = 3
                                                             //而容器x由于是匿名对象，执行完其内存就后就被系统释放掉了 

  cout << "此时容器的容量为：" << v.capacity() << endl;      //此时容器v的容量 = 3
  cout << "此时容器大小为：" << v.size() << endl;            //此时容器的大小 = 3
   
}

预留内存

作用：在一开始就开辟出足够的空间，减少动态扩展的次数

原理：因为一旦容器输入数据量较大的时候，编译器会根据内存实际情况时不时进行动态扩展，动态扩展次数一旦多了，操作时间就长了，所以最好是在一开始就预留足够多的空间，将动态扩展次数维持为1次。

函数原型：

• reserve ( int len ) ; //预留len个元素长度，预留位置不初始化，也不可以访问

示例：

int main()
{
   vector<int> v;

   v.reserve(10000);                        //从一开始就预留10000个元素大小的内存

   int num = 0;
   int *p = NULL:  
   for(int i = 0; i< 10000; i++)
   {
        v.push_back( i );
        if( p != &v[0])                     //以 指针p实时跟踪容器首元素位置 来确定动态扩展次数
        {
            p = &v[0];
            num ++;
        }
   }

  cout << "动态扩展的次数：" << num << endl;
}

vector排序

• 作用：利用算法对容器内元素进行排序
• 需要包含算法头文件 #include <algorithm>
• 对于随时访问的迭代器都可以使用该排序函数

函数原型：

• sort( iterator begin , iterator end ) ; // 对begin和end之间的元素进行从小到大排序

示例：

void PrintVector( const vector<int>& dv)
{
    for( vector<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++ )
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
     vector<int> d;
     d.push_back(10);
     d.push_back(30);
     d.push_back(20);
     d.push_back(100);
     d.push_back(50);
     d.push_back(70);
     Printvector(d);                      //排序前
   
     sort( d.begin(), d.end() );         //进行排序
     Printvector(d);                      //排序后
  
     system("pause");
     return 0;
}

deque容器

• 与数组类似，可以进行头部和尾部的插入和删除，因为也被称为双端容器
• deque容器的迭代器也是支持随机访问的
• 头文件#include <deque>

deque与vector的区别：

• vector容器只能尾部插入和删除，因为对于头部操作效率很低，数据量越大越低
• deque容器头部的插入和删除速度比vector快多了
• vector和deque内部结构不同，导致元素的速度vector会更快，导致deque没有容量限制，可以无限扩张
• 二者的迭代器都支持随机访问，是最强大的迭代器之一

deque内部结构和成员函数​

内部工作原理

• deque内部有一个中控器，用于记录每段缓冲区的地址，缓冲区中放置真实数据
• 中控器+缓冲区，使得deque看起来像是一块连续的内存

deque内部工作原理

​包含头文件 #include <stack

构造函数

作用：创建deque容器

函数原型：

• deque<T> d ; //默认构造函数，T表示数据类型
• deque( begin , end ) ; //将容器[ begin , end )区间内的数据拷贝给本身
• deque( count , elem ) ; //将count个elem数值拷贝给本身
• deque ( const deque& d ) ; //拷贝构造函数，将容器数据整个拷贝给本身

示例：

void PrintDeque( const deque<int>& d )                                //为了放置d容器被中间意外修改，最后增加const修饰
{
    for(deque<int>::const_iterator i = d.begin(); i != d.end(); i++)  //迭代器就得使用const修饰的迭代器
    {
         cout << *i << " ";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    deque<int> d1;                                  //构造方法一：无参构造
    for( int i = 0; i < 10 ; i++)
    {
         d1.push_back(i);
    }
     PrintDeque(d1);
     
    deque<int> d2( d1.begin() , d1.end() );       //构造方法二：将d1的[begin() , end()) 区间之内的数据拷贝给容器d2
    PrintDeque(d2);

    deque<int> d3(10 , 200);                      //构造方式三：将10 个 200 拷贝给容器d3
    PrintDeque(d3);

    deque<int> d4 (d1);                           //构造方式四：将d1容器整个拷贝给d4
    PrintDeque(d4);

    system("pause");
    return 0;
}

赋值操作

作用：给deque容器进行赋值

函数原型：

• deque& operator=( const deque& d) ; //重载方式进行赋值
• assign ( begin , end ); //将[ begin , end )区间内的数据赋值给容器
• assign ( count , elem ); //将count个elem数值赋值给容器

示例：

void PrintDeque ( const deque<int>& d )
{
    for( deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++ )
    {
        cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    deque<int> d1;
    for(int i = 0; i< 10; i++)
       d1.push_back( i );
    PrintDeque(d1);

    deque<int> d2;
    d2 = d1;                                 //赋值方式一：重载方式
    PrintDeque(d2);
   
   deque<int> d3;
   d3.assign( d1.begin() , d1.end() );      //赋值方式二：将d1的[ begin , end )之间数据赋值给d3
   PrintDeque(d3);

   deque<int> d4;
   d4.assign( 10 , 200);                   //赋值方式三：将10个200赋值给容器d4
   PrintDeque(d4);

   system("pause");
   return 0;
}

获取大小，没有容量限制

• 作用：获取deque内部的元素长度
• 由于中控器+缓冲区的内部结构，导致deque是没有容量限制的，理论上内存可以无限扩张，所以没有获取容量的函数

函数原型：

• empty( ) ; // 判断容器是否为空
• size( ) ; //获取元素个数
• resize ( num ) ; //重新指定容器长度，若容器变长，以默认值0填充新位置；若长度变短，超出部分删除
• resize ( num , elem ) ; //重新指定容器长度，若容器变长，以elem填充新位置，若变短，超出部分删除

示例：

void PrintfDeque(const deque<int>& d)
{
    for( deque<int>::const_iterator i = d.begin(); i != d.end(); i++ )
    {
        cout << *i << " " ;
    } 
    cout << endl;
}
int main()
{
    deque<int> d;
    for(int i = 0; i < 10 ; i++ )
         d.push_back(i);

    if ( d.empty() )
    {
         cout << "容器d为空：" << endl;
    }
    else
    {
         cout << "容器d不为空：" << endl;
         PrintfDeque(d);
         cout << "容器d的长度为：" << d.size() << endl;
    }
    d.resize( 5 );
    PrintDeque(d);
    
    d.resize(10 ,100);
    PrintfDeque(d);
 
    system("pause");
    return 0;
}

插入和删除

作用：在容器两端进行插入和删除新数据

函数原型：

• push_back( elem); // 尾部插入数据elem
• push_front( elem); //头部插入数据elem
• pop_back( ); //删除最后一个元素
• pop_front( ); //删除第一个元素
• insert( pos ,elem); //在迭代器位置pos插入数据elem
• insert( pos , n, elem ); //在迭代器位置pos插入n个elem数据
• insert( pos, begin, end ); //在迭代器位置pos插入[begin , end)区间内的数据
• erase( pos); //删除迭代器位置pos的数据
• erase( begin , end ); //删除从begin到end之间的数据
• clear(); //删除容器内所有元素

示例：

void PrintDeque( const deque<int>& d )
{
    for( deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
           cout << *it << " " ;
    cout << endl;
}
int main()
{
     deque<int> d1;
     for(int i = 0; i< 10 ; i++)
         d1.push_back(i);                      //容器尾部添加数据
     PrintDeque(d1);

     d.push_front(100);                        //容器头部插入100
     d.pop_back();                             //删除最后一个元素
     d.pop_front();                            //删除第一个元素
     PrintDeque(d1);  

     deque<int> d2;
     deqeu<int>::iterator i = d2.begin();      //用迭代器指定位置
     
     d2.insert(i , 100 );                     //在指定位置 i 插入100
     d2.insert(i+1 , 2, 50 );                 //在指定位置 i 插入2个50
     PrintDeque(d2);

     d2.insert(i , d1.begin(), d1.end() );      //在指定位置 i 插入d1的[begin , end )所有数据
     PrintDeque(d2);

     d2.earse(i);                              //删除指定位置的元素
     d2.erase(d2.begin(), d2.end() );          //删除从begin到end之间的元素
     d2.clear();                               //删除容器内所有元素
     PrintDeque(d2);
}

数据存取

作用：对deque容器中的数据进行存取

函数原型：

• operator[ ] ; //重载方式返回索引idx的数据
• at( int dix ) ; //at（）返回索引idx的数据
• front( ) ; //返回第一个元素
• at( ) ; //at（）返回索引idx的数据

示例：

void PrintDeque( const deque<int>& d )
{
   for( deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
       cout << *it << " ";
   cout << endl; 
}
int main()
{
     deque<int> d;
     for(int i = 0;i< 10;i++ )
     {
          d.push_back(i);
     }
     for(i=0;i<10;i++)
         cout << d[i] << " ";                         //重载方式获取容器元素
      cout << endl;

    for(i = 0;i<10;i++)
         cout << d.at(i) << " " ;                     //at（）方式获取容器元素
    cout <<endl;

    cout << "第一元素为：" << d.front() << endl;      //获取第一个元素
    cout << "最后一个元素为：" << d.back() << endl;   //获取最后一个元素

    system("pause");
    return 0;
}

deque排序

• 作用：利用算法对容器内元素进行排序
• 需要包含算法头文件 #include <algorithm>
• 对于随时访问的迭代器都可以使用该排序函数，包括vector容器

函数原型：

• sort( iterator begin , iterator end ) ; // 对begin和end之间的元素进行从小到大排序

示例：

void PrintDeque( const deque<int>& d )
{
    for( deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++ )
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
     deque<int> d;
     d.push_back(10);
     d.push_back(30);
     d.push_back(20);
     d.push_back(100);
     d.push_back(50);
     d.push_back(70);
     PrintDeque(d);                      //排序前
   
     sort( d.begin(), d.end() );         //进行排序
     PrintDeque(d);                      //排序后
  
     system("pause");
     return 0;
}

stack容器

• stack容器是一种前进后出的数据结构，又称为栈容器
• 该容器只有顶端的元素才可以给外界获取
• 该容器不允许有遍历行为
• 包含头文件 #include <stack>

器内部结构以及成员函数

​

构造函数

函数原型：

• stack<T> stk ; //默认构造函数
• stack( const stack &stk ) ; // 拷贝构造函数

赋值操作

函数原型：

• stack& operator=( const stack& stk ) ; //重载方式进行赋值

数据存取

函数原型：

• push( elem ) ; //向栈顶添加元素
• pop( ) ; //删除栈顶第一个元素
• top( ) ; //返回栈顶元素

大小获取操作

函数原型：

• empty( ) ; //判断容器是否为空
• size( ) ; // 返回容器的大小

示例：

int main()
{
    stack<int> stk;                                           //创建一个栈容器
   
    for(int i = 0; i< 10; i++ )
   {
       stk.push(i);                                           //往栈顶添加元素
   }

   while( !stk.empty() )                                       //判断栈是否为空
   {
       cout << "栈顶的元素为：" << stk.top() << endl;          //返回栈顶元素
       cour << "栈的长度为：" << stk.size() << endl;           //返回栈的大小
       stk.pop();                                              //删除栈顶元素
   }

    system("pause");
    return 0;
}

queue容器

• queue容器是一种先进先出的数据结构，又称为队列容器
• 允许从一段添加元素，另一端删除元素
• 只有队尾和队头可以被外界使用，因此不允许有遍历行为
• 包含头文件 #include<queue>

queue内部结构和成员函数

构造函数

函数原型：

• queue<T> que ; //默认构造函数
• queue( const queue& que ) ; //拷贝构造函数

赋值操作

函数原型：

• queue& operator=( const queue& que ) ; //重载方式赋值

数据存取

函数原型：

• push( elem ) ; //往队尾添加元素
• pop( ) ; //删除队头的元素
• back( ) ; //返回最后一个元素
• front( ) ; //返回第一个元素

大小获取

函数原型：

• empty( ) ; //判断队列是否为空
• size( ) ; // 判断队列的大小

示例;

class Person()
{
public;
   Person(string name , int age)
   {
       this->m_name = name;
       this->m_age = age;
   }
    string m_name;
    int m_age;
}
int main()
{
     queue<Person> q;
     
     Person p1("张三" ，10 );
     Person p2("李四" , 20 );
     Person p1("王五" ，30 );
     Person p1("赵六" ，40 );

    q.push(p1);
    q.push(p2);
    q.push(p3);
    q.push(p4);

    while( !empty() )
    {
        cout << "第一元素："  << q.front() << endl;
        cout << "最后一个元素："  << q.back() << endl;
        cout << "容器的长度：" << q.size() << endl;
        q.pop();
    }
}

list容器

• list容器是一种双向循环的数据结构，又称为链式容器
• 内部结构并不是连续的内存，迭代器不能随访问，只能前移和后移，属于双向迭代器
• 包含头文件 #include<list>
• 动态存储分配，不会存在内存浪费和溢出的问题
• 随机访问，插入和删除非常方便
• 占用空间比较大，遍历的消耗非常大

list容器内部结构以及成员函数

构造函数

作用：创建一个list容器

函数原型：

• list<T> lst ; //默认构造函数
• list( begin , end ) ; //将区间 [ begin ，end）之间的元素拷贝给本身
• list( n , elem ) ; // 将 n个elem拷贝给本身
• list( const list &lst) ; // 拷贝构造函数

赋值与交换

作用：给list容器赋值，以及交换list容器

函数原型：

• list& operator=( const list& lst ) ; // 重载方式进行赋值
• assign( begin() , end() ) ; //将区间[ begin , end)之间的元素赋值给本身
• assign( n , elem ) ； //将 n 个 elem赋值给本身
• swap( lst ) ; // 将容器 与 本身的元素互换

示例：

void PrintList( const list<int>& L)
{
    for( list<int>::const_iterator it = L.begin(); it!=L.end(); it++ )
    {
         cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    list<int>  L1;                                 //创建方法一：默认构造函数L1
    for( int i = 0 ; i<10; i++ )
         L1.push_back( i );
    PrintList(L1);

    list<int> L2( L1.begin() , L1.end() );         //创建方法二：将L1区间[ begin , end )之间的数据拷贝给L2
    PrintList(L2);

    list<int> L3( 10 ,100 );                       //创建方法三：将 10 个 100 拷贝给L3
    PrintList(L3);
    
    List<int> L4(L1);                              //创建方法四：将L1整个容器本身拷贝给L4
    PrintList(L4);

    List<int> L5;
    L5 = L1;                                       //赋值方式一：重载方式赋值
    PrintList(L5); 

    List<int> L6;
    L6.assign( L1.begin() , L1.end() );            //赋值方式二：将L1[begin ，end）之间的元素赋值给L6
    PrintList(L6); 

    List<int> L7;
    L7.assign( 10 , 200 );                         //赋值方式三：将10 个 200 赋值给L7
    PrintList(L7); 
    
    L7.swap( L6 );                                 //将容器L6 与容器 L7 进行元素交换
    PrintList(L6); 
    PrintList(L7); 
    
}

大小操作

作用：获取容器list的长度

函数原型：

• size( ) ; //返回元素个数
• empty( ) ; // 判断是否为空
• resize( num ) ; //重新指定容器长度，容器变长，以默认值0填充，容器变短，超出的元素被删除
• resize( num , elem ) ; //重新指定容器长度，容器变长，以数值elem填充，容器变短，超出的元素被删除

示例：

void PrintList( const list<int>& L)
{
    for( list<int>::const_iterator it = L.begin(); it!=L.end(); it++ )
    {
         cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    list<int>  L1;                                 
    for( int i = 0 ; i<10; i++ )
         L1.push_back( i );
    PrintList(L1);

    if( L1.empty())                                             // 判断容器是否为空
    {
         cout << "L1 为空：" << endl;
    }
    else
    {
         cout << "L1不为空：" << endl;
         cout << "L1的元素个数为：" << L1.size() << endl;       //判断容器的长度
    }
    
    L1.resize( 5 );                                             //重新指定容器大小为5，超出长度5的元素被删除
    PrintList(L1);
    
    L1.resize(10 , 10000);                                     //重新指定容器大小为10，超出原有长度的位置用10000填充
    PrintList(L1);
}

插入和删除

作用：对list容器进行元素插入和删除

函数原型：

• push_back( elem ); //尾部插入数据
• push_front( elem ); //头部插入数据
• pop_back(); //删除最后一个元素
• pop_front(); //删除第一个元素
• insert( pos, elem ); //在迭代器pos位置插入数值elem
• insert( pos , n , elem ); //在迭代器pos位置插入n个elem
• insert( pos , begin , end ); //在迭代器pos位置插入从begin到end之间的元素
• erase( pos ); //删除迭代器pos位置的元素
• erase( begin , end ); //删除迭代器[ begin , end ) 之间的元素
• remove( elem ); //删除容器中与elem相同的所有元素

示例;

void PrintList( const list<int>& L)
{
    for( list<int>::const_iterator it = L.begin(); it!=L.end(); it++ )
    {
         cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    list<int> L;
    
    for(int i = 0;i<10; i++)
    {
        L.push_back(i);                 //尾部插入元素
        L.push_front(i);                //头部插入元素
    }
    PrintList(L);
   
     L.pop_front();                      //删除第一个元素
     L.pop_back();                       //删除最后一个元素
     PrintList(L);

     list<int>::iterator it = L.begin();
     L.insert( it , 1000);               //在迭代器it位置插入1000
     L.insert( it++ ,5, 1000);           //在迭代器it++位置插入5个1000
     PrintList(L);
     
     L.remove( 10000 );                  //移除容器中与1000相同的所有元素
     PrintList(L);

     list<int> L1;
     L1.insert( L1.begin() , L.begin() , L.end() );     //将L[begin，end)之间的元素赋值给L1容器
     PrintList( L1 );

     L1.erase(L1.begin);                                //擦除迭代器位置的元素
     L1.earse( L1.begin() , L1.end() );                 //擦除容器从begin到end之间的元素
     PrintList( L1 );

     system("pause");
     return 0;
}

数据存取

• 存取方式不是[]获取，也不是at()获取
• 因为list容器本质是链表，既不是连续的内存，迭代器也不支持随机访问

函数原型：

• front(); // 返回第一个元素
• back(); // 返回最后一个元素

示例：

void PrintList( const list<int>& L)
{
    for( list<int>::const_iterator it = L.begin(); it!=L.end(); it++ )
    {
         cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    list<int> L;
    
    for(int i = 0;i<10; i++)
    {
        L.push_back(i);                 //尾部插入元素
    }
    PrintList(L);

    cout << "第一个元素是：" << L.front() << endl;
    cout << "最后一个元素是：" << L.end() << endl;
    
    list<int>::iterator it = L.begin();
    it++;                    //√，没报错，说明迭代器支持前移
    it--;                    //√，没报错，说明迭代器支持后移
    //it = it + 1 ;         //×，编译器报错，说明迭代器不支持地址随机跳跃，it = it-1也一样不行
    //it = it + 2 ;         //×，编译器报错，说明迭代器不支持地址随机跳跃，it = it-2也一样不行
    //it = it + x ;         //×，编译器报错，说明迭代器不支持地址随机跳跃，it = it-x也一样不行
  
   system("pause");
   return 0;
}

反转和排序规则

作用：将容器中的元素反转，以及对元素进行排序

函数原型：

• reverse(); //容器元素进行反转
• sort(); //容器元素进行从小到大排序，没有迭代器参数，所以这个是内部成员函数，不是标准算法
• //对于定义数据类型，必须要指定排序规则（高级排序），否则编译器是不知道怎么排的

示例：

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)          //指定排序规则，提供降序方法
{
    return v1 > v2 ;                     //指定规则：第一个数 > 第二个数，代表降序
}

int main()
{
    list<int> L;
    L.push_back(10);
    L.push_back(30);
    L.push_back(50);
    L.push_back(80);
    L.push_back(60);
    PrintList(L);                    //反转前
   
    L.reverse();
    PrintList(L);                    //反转后

    //sotr( L.begin(), L.end() );    //×，因为list迭代器不支持随机访问，所以不能使用标准算法库的函数
    L.sort();                        //√，list容器内部提供一个自己的排序算法，排序是从小到大
    L.sort(myCompare);               //√，提供一个降序排序，这是底层算法决定的，会用就行
     
    system("pause");
    return 0;
}

set/multiset容器

• 在set/multiset容器中，所有的元素都会在插入时自动排序，默认从小到大
• 两者属于关联式容器，内部结构是用二叉树实现的
• 两者的头文件都是 #include<set>

set和multiset的区别：

• set容器不允许有重复的元素出现，即使强制插入重复元素，插入也会失败
• multiset容器可以有重复的元素出现

set的构造函数

作用：创建set容器

函数原型：

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

set的赋值函数

函数原型：

• set& operator( const set& st); // 函数重载实现赋值操作

set的插入和删除

函数原型：

• insert( elem ) ; // 插入只有insert()方式，不能指定位置，因为会自动排序
• erase(pos) ; // 删除迭代器pos位置的元素
• erase ( elem ); //删除数值为elem的元素
• erase( begin , end ); //删除[ begin,end）之间的元素
• clear(); //清除所有元素

set的大小和交换

• 作用：统计容器的大小以及交换set容器
• 没有重新指定容器大小的操作，因为会有默认值填充位置，而set容器中不能出现重复的元素

函数原型：

• size( ); //返回容器中元素个数
• empty( ); //判断容器是否为空
• swap( ); // 交换两个集合容器中的数据

set的查找和统计

作用：对set容器进行数据查找以及数据统计

函数原型：

• find( key ); //查找一个元素是否存在，存在则返回元素迭代器位置，不存在返回set.end()
• cout( key ); //统计key的元素个数,对于set而言不是0就是1，因为不允许有重复元素

示例：

void PrintSet( const set<int>& s)
{
    for(set<int>::const_iterator it = s.begin();it!= s.end();it++)
    {
         cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
   set<int> s1;                                      //默认构造函数创建set容器s1
   s1.insert(10);                                    //插入一些数据
   s1.insert(50);
   s1.insert(30);
   s1.insert(60);
   s1.insert(20);
   PrintSet(s1);
 
   set<int> s2(s1);                                  //拷贝构造函数，创建容器s2
   PrintSet(s2);
   
   set<int> s3;              
   s3 = s1;                                          //重载方式进行赋值
   PrintSet(s3);

   if( s1.empty())
   {
        cout << "容器s1为空" << endl;
   }
   else
   {
        cout << "容器s1不为空" << endl;
        cout << "容器s1的个数:" << s1.size() << endl;
   }

   set<int> s4;
   for(int i = 0; i<10;i++)
  {
     s4.insert(i);                                      //插入一些元素
  } 
   PrintSet(s4);             
  
   s4.swap(s1);                                         //s4与s1容器进行交换  
   PrintfSet(s4);
  
   s4.erase( s4.begin() );                              //删除迭代器位置begin的元素
   PrintSet(s4); 
   s4.erase( 5 );                                       // 删除数值为 5 的元素
   PrintSet(s4); 
   erase(s4.begin() , s4.end());                        // 删除在[begin，end)区间之间的元素
   PrintSet(s4);
   s4.clear();                                          //清除所有元素
   PrintSet(s4);

   set<int>::iterator pos = s1.find(30);               //查找元素是否存在，存在则返回元素的迭代器位置
   if( pos != s1.end() )                                
   {
       cout << "找到元素：" << *pos << endl;
   }
   else
   {
      cout << "没有找到元素" << endl;
   }
  
   cout << "统计元素个数" << s1.count(30) << endl;      //统计元素30的个数
                                                        //对于set容器而言，不是0就是1，因为其不会出现重复的元素
}

set和multiset的区别

• set不可以插入重复数据，而multiset可以
• set插入数据会返回插入结果，同时也是这样检测是不是重复元素
• multiset插入数据不会检测，因此可以插入重复数据

set.insert()的函数原型：

• _Pairib insert( value_type&& _Val) ；
• using _Pairib = pair<inerator , bool>； //set.insert()的返回值类型是对组，返回迭代器位置和插入结果

multiset.insert()的函数原型：

• iterator insert(value_type&& _Val); //multiset.insert()返回值类型只有迭代器位置，没有检测结果

示例：

void PrintfSet( set<int>& s)
{
    for( set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
    {
       cout << *it << " " ;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    set<int> s;
    pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);      //获取第一次插入数据的迭代器位置和插入结果
    if(ret.second)                                          //ret.second存放的就是插入结果
         cout << "第一次插入成功" << endl;
    else
         cout << "第一次插入失败" << endl;

    ret = s.insert(10);                                    //获取第二次插入的迭代器位置和插入结果
    if(ret.second)                  
         cout << "第二次插入成功" << endl;
    else
         cout << "第二次插入失败" << endl;                 //因为是插入了相同的元素，所以这一次的插入失败
     
    multiset<int> ms;                                      //multiset容器是可以插入相同元素的
    ms.insert(30);
    ms.insert(30);
    PrintSet(ms);                        
}

pair对组创建

作用：成对出现的数据，可以返回两个数据

创建方法的函数原型:

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

示例：

int main()
{
   pair<string , int> p1("Tom" , 20);                       // 第一种创建方式
   cout << "姓名：" << p1.first << "年龄：" << p1.second << endl;

   pair<string , int> p2 = make_pair("jerry" , 30);         // 第二种创建方式
   cout << "姓名：" << p2.first << "年龄：" << p2.second << endl;

  system("pause");
  return 0;
}

set容器排序

• 作用：set容器排序是默从小到大，但是可以可以通过仿函数来改变排序规则
• 要在插入数据之前就指定排序规则
• 如果是自定义数据类型，一定要指定排序规则

示例1：指定排序规则——内置数据类型

class Mycompare                   
{
public:
       bool operator()( int val1,int val2)
       {
           return val1 > val2 ;
       }
};
int main()
{
    //set<int> s1;               //这么写，那插入的数据肯定就是默认从下到大了
    set<int , MyCompare> s1;     // 既然要指定排序规则，就要在插入之前做好指定，由MyCompare类型来指定
                                 //而set<>中的参数只能是数据类型，所以MyCompare得用数据类型来表示，不能用函数名
    s1.insert(30);               //现在插入的数据，就会根据Mycompare来降序排或者升序排
    s1.insert(10); 
    s1.insert(50);
    s1.insert(40);
    s1.insert(20);
    
    for( set<int,MyCompare>::iterator it = s1.begin(); it!=s1.end(); it++ )
    {
         cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

示例2：指定排序规则——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 ComparePerson
{
public:
       bool operator()(set<Person>& p1 , set<Person>& p2)
       {
           return p1.m_age > p1.m_age ;                  //指定规则为按照年龄进行降序排序
       }
};
int main()
{
     set<person , ComparePerson> s;
    
     Person p1("刘备" , 40);           //如果没有指定排序规则的话，set容器都不知道按照什么进行排序，容器自己都蒙了
     Person p2("关羽" , 30); 
     Person p3("张飞" , 28);
     Person p4("赵云" , 20);
  
     s.insert(p1);                     //此时插入数据，容器就会按照年龄来进行排序
     s.insert(p2);
     s.insert(p3);
     s.insert(p4);

     for(set<Person , ComparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.s.end(); it++)
     {
          //cout << "姓名：" << *it.m_name << "年龄：" << *it.m_age << endl;
            cout << "姓名：" << it->m_name << "年龄：" << it->m_age << endl;
     }

     system("pause");
     return 0;
}

map/multimap容器

• map/multimap都是关联式容器，内部结构是二叉树
• map容器中的元素全是pair对组
• 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）
• 所有的元素都会根据元素的key键值自动排序，默认从小到大
• 可以根据键值快速找到value值，高效率高性能
• map/multimap两者的头文件都是#include<map>

map和multimap的区别：

• map容器中不允许有重复的key值元素
• multimap容器中允许有重复的key值元素

map的构造函数

函数原型;

• map<T1 , T2> mp ; // 默认构造函数
• map<const map& mp> ; // 拷贝构造函数

map的赋值函数

函数原型：

• map& operator=( const map& mp) ; // 重载等号操作符进行赋值操作

map的大小和交换

函数原型：

• size(); // 返回元素个数
• empty(); // 判断容器是否为空
• swap(); // 交换两个map容器

map的插入和删除

函数原型:

• insert(elem); // 插入元素，地址没法自定义，因为会自动排序
• erase(key); // 删除key值的元素
• erase(pos); // 删除迭代器pos位置的元素
• erase(begin , end); // 删除区间为[begin，end）之间的元素
• clear(); // 清除容器中所有元素

map的查找和统计

函数原型：

• find( key ); //查找元素是否存在，存在则返回元素迭代器，不存在则返回map.end() ;
• count( key ); //返回键值为key的元素的个数，对于map，不是0就是1，因为不允许出现重复元素

示例：

void PrintMap( map<int , int>& m )
{
    for( map<int,int>::iterator::it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << *it.first << "value = " << it->second << endl;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
     map<int,int> m1;                                      // 创建方式一：默认构造函数
     
     m1.insert( pair<int,int>(1,10) );                      //插入方式一
     m1.insert( pair<int,int>(3,30) );
     m1.insert( make_pair(2,20) );                          //插入方式二
     m1.insert( make_pair(4,40) );
     m1.insert( map<int,int>::value_type(6,60))             //插入方式三
     m1.insert( map<int,int>::value_type(7,70))
     m1[6] = 90;                                            //插入方式四，不建议用，如果插错了，value会被赋成0
     m1[7] = 80;                                            //不建议用这方式赋值，只适合用来访问
     PrintMap(m1);
    
     map<int , int> m2(m1);                                //创建方式二：拷贝构造函数
     PrintMap(m2);

     map<int,int> m3;                                      //重载运算符进行赋值操作
     m3 = m1;

     if( m3.empty())                                       // 判断容器是否为空
          cout << "map容器为空" << endl;
     else
     {
          cout << "map容器不为空"  << endl;
          cout << "容器元素个数：" << m3.size() << endl;    // 获取容器元素个数
     }

      map<int , int> m4;
      for(int i = 0;i<10 ;i++)
      {
           m4.insert( pair<int,int>(i,i*10) );
      }
      PrintMap(m4);                 // 容器交换前
      
      m4.swap(m1);                  //容器m4与m1进行交换
      PrintMap(m4);                 //跟容器m1交换后

      m4.erase(m4.begin());          //删除迭代器begin位置的元素
      PrintMap(m4);
      m4.erase(20);                  //删除key值为20的元素
      PrintMap(m4);
      m4.erase(m4.begin , m4.end);   //删除区间为 [m4.begin , m4.end())之间的元素
      PrintMap(m4);
      
      m4.clear();                     //清除容器m4中的所有元素
      PrintMap(m4);

      map<int,int>::iterator pos = m1.find(3);       //找到元素3，如果存在，则返回元素迭代器元素
      if( pos != m1.end())                           //如果不存在，则返回m1.end()
      {
          cout << "找到了元素" << endl;
          cout << "key = " << *pos.first << "value = " << "*pos.second" << endl; 
      }
      else
      {
          cout << "未找到元素" << endl;
      }
      
      int num = m1.count(3);                           //获取key = 3 的元素个数
      cout << "num = " << num << endl;                 //对于map容器，不是1就是0
 
      system("pause");
      return 0;
}

map容器排序

• 作用：利用仿函数，改变排序规则
• 排序规则一定要在插入数据前指定

示例：

class MyCompare
{
public:
       bool operator()(int v1,int v2)
       {
            return v1 > v2 ;             //指定降序的排序规则
       }
};
int main()
{
     map<int,int,MyCompare> m;                                     
     
     m.insert( pair<int,int,MyCompare>(1,10) );                      
     m.insert( pair<int,int,MyCompare>(3,30) );
     m.insert( make_pair(2,20) );                         
     m.insert( make_pair(4,40) );
     m.insert( make_pair(6,60) );
     m.insert( make_pair(5,50) );
     
    for( map<int,int,MyCompare>::iterator::it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << *it.first << "value = " << it->second << endl;
    }
   
    system("pause");
    return 0;
}

函数对象/仿函数

• 本质上是一个类，重载函数调用运算符的类，其创建的对象也就被称为函数对象
• 因为函数对象在发生重载时，就像函数调用一样，所以也叫做仿函数
• 说白了就是一个对象，一个可以当函数用的对象

特点：

• 函数对象在使用时跟函数差不多，可以有参数，也可以有返回值
• 函数对象可以有自己的状态，函数没有
• 函数对象可以作为参数传递

示例：

calss MyAdd
{
public:
      int oprator()(int v1, int v2)                  //特点1：本质是一个类，函数对象既可以有参数，也可以有返回值
      {
          return v1+v2;
      }
};
clss MyPrint
{
public:
      MyPrint()
      {
           this->count++;                             //特点2：函数对象可以拥有自己的状态
      }
      void operator()(string str)
      {
           cout << str << endl;
      }
      int count;
};
void test(MyPrint& mp , string str)                   //特点3：可以作为函数参数传递
{
     mp(str);
}
int main()
{
     MyAdd add;
     cout << "add = " << add(10 , 30) << endl;       //特点1：像普通函数一样调用


    MyPrint print;
    print("Hello C++");                             //特点2：可以有自己的状态，比如获取自己被调用了几次
    print("Hello C++");
    print("Hello C++");
    print("Hello C++");
    cout << "print被调用的次数为：" << print.count << endl;      

    test(print , "Hello C++");                      //特点3：函数对象作为参数进行传递
}

谓词

• 返回bool类型的仿函数，就称为谓词
• 如果operator()接受一个参数，就是一元谓词
• 如果operator()接受两个参数，就是二元谓词

一元谓词

• 如果operator()接受一个参数，就是一元谓词

示例：

class GreatFive
{
public:
    bool operator()(int val)         // 返回值是bool类型的仿函数，并且只有一个参数，就称为一元谓词
    {
          return val > 5;            
    }
};
int main()
{
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        v,push_back(i);
    }
    //功能，找到容器中，元素大于5的元素
    // GreatFive（）是一元谓词，是一个匿名的函数对象，功能是说明要找到大于5的元素
    vectot<int>::iterator it = find_if( v.begin(), v.end().Greatfive() );
    if( it == v.end() )
    {
         cout << "没找到" << endl;
    }
    else
    {
         cout << "找到了" << *it << endl;
    }

    return 0;
}

二元谓词

• 如果operator()接受两个参数，就是二元谓词

示例：

class MyCompare
{
public:
      bool operator()(int val1,int val2)     // 返回类型为bool类型，并且有两个参数，所以是二元谓词
      {
            return val1 > val2 ;            // 功能是从大到小
      }
};
int main()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(40);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(20);
    v.push_back(70);
    v.push_back(10);
   
    sort( v.begin() , v.end() );      // 默认是从小到大

    //利用仿函数改变排序规则，从大到小
    sort( v.begin() , v.end(), MyCompare() );     

    return 0;
}

内建函数对象

• STL内建了一些已经封装好了的函数对象
• 这些对象是由仿函数所产生的，用法和一般对象一样
• 需要加入头文件#include<functional>
• 内建函数对象是已经写好的标准算法入口，愿意你就用，不愿意就自己写一个

分类：

• 算术仿函数
• 关系仿函数
• 逻辑仿函数

算术仿函数

作用：实现四则运算

函数原型：

• template<class T> T plus<T> // 加法仿函数，二元运算
• template<class T> T minus<T> //减法仿函数，二元运算
• template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数，二元运算
• template<class T> T divides<T> //除法仿函数，二元运算
• template<class T> T modulus<T> //取模仿函数，二元运算
• template<class T> T negate<T> //取反仿函数 ，一元运算

示例：

#include<functional>
int main()
{
    negate<int> n;            //创建一个内建的取反对象
    cout << n(57) << endl;    //这就完成取反操作了

   plus<int> p;              //创建一个内建的加法对象,这里只需要声明一个int的数据类型就好了，因为只有同一类型的才能算术运算
   cout << p(10,20) << endl; //这样就完成加法操作了

   system("pause");
   return 0;
}

关系仿函数

作用：实现关系对比

函数原型：

• 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<calss T> bool less<T> //小于
• template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

示例：不用自己写的仿函数，用内建函数对象来改变排序规则

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
class MyCompare          
{
public:
      bool operator()(int val1, int val2)
      {
          return val1 > val2;
      }
};

int main()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(50);
    v.push_back(30);
    v.push_back(70);
    v.push_back(40);
    v.push_back(20);
    v.push_back(10);
    
    // sort(v.begin() , v.end(), MyCompare());     // 自己写的反函数开改变排序规则，实现大于等于的降序
    sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());      // 用内建函数对象来改变排序规则，实现大于等于的降序
   
    system("pause");
    return 0;
}

逻辑仿函数

作用：实现逻辑运算

函数原型：

• 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：用逻辑非操作将容器v1的元素取反并搬运到容器v2中

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
int main()
{
    vector<bool> v1;
    v1.push_back(true);
    v1.push_back(flase);
    v1.push_back(true);
    v1.push_back(flase);

    vector<bool> v2;
    v2.resize( v1.size() );         //重新指定容器v2的大小
    //transform这是标准算法，用于搬运元素
    //用逻辑非的规则将容器v1搬运到容器v2中
    transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());     
  
    system("pause");
    return 0;
}

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