泛型编程,就是使用模板为主要工具来编写程序。其中没有太多的面向对象的观念,不涉及虚函数的使用。
使用C++标准库
C++标准库:以代码形式给出,放于各种头文件( header files )内,经过编译后才能使用。
所有新式的 headers 内的组件封装于 namespace “std” 。
一、STL体系结构
STL标准库约占C++标准库的85%,其中含有六大部件。 容器、算法、迭代器、仿函数、配接器、配置器。以及一些小的部分。
allocator 一般有默认值,显示化时,其参数类型要与容器类型匹配,否则编译出错。
count_if 算法 计数给定条件下的元素个数。
not1 函数适配器 表示条件反转,括号内的小于40语意变成大于等于40。
bind2nd 函数适配器 绑定第2参数,表示通过算法 less 将容器内所有元素与常量40绑定比较。
less 函数对象 比较小于40。
前闭后开区间 [ ),例如 对象都有c.begin() 和 c.end()连个函数, c.end()指向最后一个元素地址的下一个地址。 *c.end() ×
for(begin:end)基于范围的 for 循环
auto 省略类型定义,可由编译器自动判断类型
容器 — 结构与分类
1.Sequence Containers 序列式容器
Array 数组类 —— 连续的固定大小的空间,不能自动扩充
Vector 数组 —— 可由尾端扩充,由容器分配器自动完成
Deque 双队列 —— 双向扩充
List —— 双向链表 Forward List —— 单链表
2.Association Containers 关联式容器 —— 有 key 和 value ,适合做查找
Set / Multiset 集合 —— 底层内存由红黑树(高度平衡二分树)实现,key 值就是 value
Map / Multimap 图 —— 有 key 与 value,Multi 表示 key 值可重复
3.Unordered Containers —— C++11不定序容器 之前也归于关联式容器
基于 哈希表散列链表 (Hash Table Separate Chaining)实现
Unordered Set / Multiset 无序集合 Unordered Map / Multimap 无序图
容器的测试—限制与效率
无需将所有的 include 操作放在所有程序的最前面,以 namespace 将每段程序分隔开,每段测试用例所需的头文件会更明了。而且 include 头文件重复时有保护机制,所以不用担心。
变量的声明可不用全部写在程序开始处,放在使用出利用凸排一目了然。
1.测试 array
array提供的操作函数:
size() 返回数组大小 front() 返回第一个元素值
back() 返回数组尾元素值 data() 返回数组存放的首地址
其他:
clock() 记录当前系统时间,返回毫秒数 ms clock() - timeStart 可得到运行时 间
qsort() 快速排序法 参数为起始地址,元素个数,元素占用空间大小,元 素比较函数
bsearch() 二分查找法,查找前数组必须有序,存放于cstdlib
2.测试 vector
Vector 提供的操作函数:
push_back() 元素放入Vector 尾端 vector容量增长的本质:每次空间不够时,容器适配器会在另一个内存空间将待用空间多次的两倍扩张(1.2.4.8........),安排好扩张内存后将所有值复制过去。
size() 目前容器中真正元素的个数 capacity() 扩充后真正的容器容量 2的n次幂
::find() STL模板函数(全局函数)循序查找,返回值为迭代器 ::sort() STL模板函数(全局函数)排序
在全随机排列的情况下,sort 加 bsearch 的查找方法所耗费的时间不如直接 find 循序查找快,虽然二分查找本身效率较高。
3.测试 List 、Forward_list
.sort() List容器的类方法,当容器自己提供 了 .sort() 函数时,其运行效率一定比全局 ::sort() 要快。
forward_list只有 push_front() ,没有 .back()取表尾 与 .size() 取表长函数。
4.测试 Deque
push_front() pop_front() push_back() pop_back()
内存中是分段连续的buffer,每次扩充时,扩充一个固定的 buffer 大小。
在队列前后入队出队时,会自动修正++与--所指向的地址,以保证表面上看是连续的。
没有 sort() 类方法,直接使用 ::sort() STL模板函数
queue 和 stack 都是基于 deque 实现,技术上本质为容器适配器,因为只能先进先出或者先进后出,所以不提供迭代器。
关联式容器的查找速度非常快(结构为红黑树),快于所有的序列式容器。
5.测试 Multiset / Set
在set 中 insert 相同数据时,不会报错,不会有异常返回。所以插入次数可能比元素个数少。
初始化后会自动排序,set 所具有的 insert 方法插入位置由排序自动决定。
6.测试 Multimap / Map
multimap<long,string> c;
c.insert(pair<long,string>(i,buf));
定义时要指定两个参数 key 和 value。insert 时要将数据组合(pair)放入。
Multimap 不可使用 [ ] 做 insertion,map 可以 : c[ i ] = string (buf),i 默认为key,string 为 value。
取 value 时用 (*pItem).second
7.使用 Unordered Set / Multiset
.bucket_count() 篮子的个数,即哈希表的大小。可能有的 bucket 存放多个元素,有的 bucket 不存放元素。
bucket 个数一定多余元素个数,实现时如果元素个数大于等于篮子个数时,bucket 就会以大约两倍扩充,散列表会重新打散放置。
8.分配器 — 使用
Windows中 Dev-C++ 、Code::Block 等集成开发环境下使用 GCC 编译器编译。
这些 allocator 后存放在 <ext\...> 中作为 GCC 扩展库,并非 C++ 标准规定的,存放在__gnu_cxx::命名空间中。
一般通过 allocator 调用容器的类方法来管理内存,一般没有必要使用 allocate() 和 deallocate() 方法直接申请与销毁内存(需指出所指定的内存大小)。