1 函数模板

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

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

1.1 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

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

template<typename T> 函数声明或定义

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

模板就是让编译器自动生成一大堆函数，由模板生成函数的过程，被称为模板的实例化

我们在交换两个变量的值时，因为他们的类型不一样需要写两个交换函数，但是这两个函数只有变量的类型不一致，其他方面全部一致，因此可以使用模板的概念简化代码
模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化；编译器根据调用的实参类型，在形参及结构体内自动生成对应的类型

#include <iostream>
using namespace std;

// 交换整型变量
void swapInt(int& a, int& b)
{
    
    
	int t = a;
	a = b;
	b = t;
}

// 交换 double 型变量
void swapInt(double& a, double& b)
{
    
    
	double t = a;
	a = b;
	b = t;
}

// 利用模板交换变量
template<typename T> void mySwap(T& a, T&b)
{
    
    
	T t = a;
	a = b;
	b = t;
}

void test01()
{
    
    
	int a = 10, b = 20;
	double c = 1.1, d = 2.2;

	// 两种使用模板的方式
	// 1.自动类型推导
	mySwap(a, b);  // 使用自动类型推导时候，要确保a和b的类型是一致的，否则编译错误

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	// 2.显示指定类型
	mySwap<double>(c, d);  // 但是这里<>里的类型必须与 c d 类型一直，否则编译不通过
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << "d = " << d << endl;
}

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 调用" << endl;
}

void test01()
{
    
    
	//func();  // 错误，模板不能独立使用，必须确定出 T 的类型
	func<int>();  // 利用显示指定类型的方式，给 T 一个类型，才可以使用该模板
}

案例：利用函数模板，对不同数据类型数据从大到小进行排序

#include <iostream>

using namespace std;


template<typename T> void mySwap(T& a, T& b)
{
    
    
	T t = a;
	a = b;
	b = t;
}

template<typename T> void mySort(T arr[], int len)
{
    
    
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
    
    
		int max = i;
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
    
    
			if (arr[max] < arr[j])	max = j;
		}
		if (max != i) mySwap(arr[max], arr[i]);
	}
}

template<typename T> void printArray(T arr[], int len)
{
    
    
	for (int i = 0; i < len; i++) cout << arr[i] << ' ';
	cout << endl;
}

void test01()
{
    
    
	char charArr[] = "bdcfeagh";
	int number = sizeof(charArr) / sizeof(char);
	mySort(charArr, number);
	printArray(charArr, number);
}

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

1.2 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

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
普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）

#include <iostream>
using namespace std;

int myAdd01(int a, int b)
{
    
    
	return a + b;
}

template<typename T> T myAdd02(T a, T b)
{
    
    
	return a + b;
}

void test01()
{
    
    
	int a = 10, b = 20;
	char c = 'c';  // c 对应的ASCII码 99

	// 要注意和实参被 & 修饰的区别：如果是引用修饰的实参，这里类型不一致也会报错
	cout << myAdd01(a, c) << endl;  // 109

	// 自动类型转换，不会发生隐式类型转换
	// cout << myAdd02(a, c) << endl;  // 使用模板，不会发生自动类型转换，这里报错

	// 显示指定类型
	cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;  // 这里如果指定类型，则不会报错
}

1.3 普通函数与函数模板的调用规则

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数，如果只有声明，没有函数体实现，则会报错
可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
函数模板也可以发生重载，只要它们的形参表或类型参数表不同即可
如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

函数模板和函数的调用次序：

先找参数完全匹配的普通函数
再找参数完全匹配的模板函数
再找实参经过自动类型转换后能匹配的普通函数
都找到，报错

// 普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
    
    
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T> void myPrint(T a, T b) 
{
    
     
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T> void myPrint(T a, T b, T c) 
{
    
     
	cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test01()
{
    
    
	// 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
	// 注意 如果告诉编译器，普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b);  // 调用普通函数

	// 2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b);  // 调用函数模板

	// 3、函数模板也可以发生重载
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c);  // 调用重载的函数模板

	// 4、 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';  // 因为这里 char 类型的会被
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2);  // 调用函数模板
}

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

1.4 模板的局限性

模板的通用性并不是万能的，如果下面的例子传入的参数是两个数组，则无法实现

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 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

#include<iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

// 普通函数模板
template<class T> bool myCompare(T& a, T& b)
{
    
    
	if (a == b)	return true;
	else	return false;
}

// 具体化，优先于普通模板。以 template<> 开头，并通过名称指出类型
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2)
{
    
    
	if (p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)	return true;
	else	return false;
}

void test01()
{
    
    
	int a = 10;
	int b = 20;
	// 内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
	bool ret = myCompare(a, b);
	if (ret)	cout << "a == b " << endl;
	else	cout << "a != b " << endl;
}

void test02()
{
    
    
	Person p1("Tom", 10);
	Person p2("Tom", 10);
	// 自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
	// 可以创建具体化的 Person 数据类型的模板，用于特殊处理这个类型
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret)	cout << "p1 == p2 " << endl;
	else	cout << "p1 != p2 " << endl;
}

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

2 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

template<typename T>
类

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 类模板
template<class NameType, class AgeType> class Person
{
    
    
public:
	Person(NameType name, AgeType age)  // 使用构造函数赋初值
	{
    
    
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
    
    
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

void test01()
{
    
    
	// 指定 NameType 为 string 类型，AgeType 为 int 类型
	Person<string, int> p("孙悟空", 99);
	P1.showPerson();
}

2.1 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（就是不能在参数列表里自动转换，如一个 int，一个 double），必须显式指定类型
类模板在模板参数列表中可以有默认参数

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 类模板
template<class NameType, class AgeType = int>  class Person
{
    
    
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
    
    
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
    
    
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

// 1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
    
    
	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误；类模板使用时候，不可以用自动类型推导
	Person<string, int> p("孙悟空", 1000);  // 必须使用显示指定类型的方式，使用类模板
	p.showPerson();
}

// 2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
    
    
	Person<string> p("猪八戒", 999);  // 类模板中的模板参数列表，可以指定默认参数
	p.showPerson();
}

2.2 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的区别：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

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

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

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

	// 可以编译成功
	// 类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成
	void fun1() {
    
    
		obj.showPerson1();
	}
	void fun2() {
    
    
		obj.showPerson2();  // Person1 中没有 showPerson2()
	}
};

void test01()
{
    
    
	MyClass<Person1> m;  // 说明 m 是 Person1 的对象

	m.fun1();
	// showPerson2 不是 showPerson1 的成员
	// m.fun2();  // 编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}

2.3 类模板对象做函数参数

一共有三种传入方式：

指定传入的类型 — 直接显式对象的数据类型
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

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 类模板
template<class NameType, class AgeType = int> class Person
{
    
    
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
    
    
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}

	void showPerson()
	{
    
    
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}

public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

// 1、指定传入的类型（最常用）
void printPerson1(Person<string, int>& p)
{
    
    
	p.showPerson();
}

void test01()
{
    
    
	Person<string, int > p("孙悟空", 100);
	printPerson1(p);
}

// 2、参数模板化
template <class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
    
    
	p.showPerson();
	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;  // string
	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;  // int
}
void test02()
{
    
    
	Person<string, int> p("猪八戒", 90);
	printPerson2(p);
}

// 3、整个类模板化
template<class T> void printPerson3(T& p)
{
    
    
	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;  // Person string int
	p.showPerson();

}
void test03()
{
    
    
	Person<string, int> p("唐僧", 30);
	printPerson3(p);
}

2.4 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意：

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

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

// 错误，c++ 编译需要给子类分配内存，必须知道父类中 T 的类型才可以向下继承
// class Son: public Base
class Son: public Base<int>  // 必须指定一个类型
{
    
    
};

void test01()
{
    
    
	Son c;
}

// 如果想灵活指定出父类中 T 的类型，子类也需变为类模板
// 类模板继承类模板，用 T2 指定父类中的 T 类型
template<class T1, class T2> class Son2: public Base<T2>
{
    
    
public:
	Son2()
	{
    
    
		cout << typeid(T1).name() << endl;  // int
		cout << typeid(T2).name() << endl;  // char
	}
};

void test02()
{
    
    
	Son2<int, char> child1;
}

2.5 类模板成员函数类外实现

#include <string>

// 类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2> class Person {
    
    
public:
	// 成员函数类内声明
	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) {
    
      // Person<T1, T2>:: 指定作用域（也就是谁的构造函数）
	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;
}

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

2.6 类模板分文件编写

如果有多个类，一般会将类写到一个单独的文件里
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
解决方案：
- 解决方式1：直接包含 .cpp 源文件（一般不用）
- 解决方式2：将类的声明和实现写到一个名为 .hpp 得文件中，并不是强制

person.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>

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;
};

// 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;
}

main.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

// 解决方式1，包含cpp源文件
#include "person.cpp" 

// 解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"

void test01()
{
    
    
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

2.7 类模板与友元

全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可（最好用这个）
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

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;

// 类模板函数定义，因为这里需要 Person 类，所以，需要在该定义之前，声明 Person 类
template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2>& p)  // 全局函数，没有必要加作用域
{
    
    
	cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2> class Person
{
    
    
	// 1、全局函数配合友元   类内实现
	friend void printPerson(Person<T1, T2> p)
	{
    
    
		cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
	}

	// 2、全局函数配合友元  类外实现
	// 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
	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2>& p);  // 必须要加空模板参数列表，否则只是普通函数，与类外的函数定义不匹配

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

private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

// 1、全局函数在类内实现
void test01()
{
    
    
	Person<string, int> p("Tom", 20);
	printPerson(p);
}

// 2、全局函数在类外实现
void test02()
{
    
    
	Person<string, int> p("Jerry", 30);
	printPerson2(p);
}

3 STL 初识

3.1 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

3.2 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

3.3 STL 六大组件

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 sort、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

3.4 STL 中的容器、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。这些容器又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（但是可能有值的排序的可能）
算法：问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，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
- 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
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

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++、–，
随机访问迭代器		读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

三者关系：算法需要通过迭代器，才能访问容器中的元

3.5 容器算法迭代器初识

STL 中最常用的容器为 Vector，可以理解为数组

容器： vector

算法： for_each

迭代器： vector::iterator

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void MyPrint(int val)
{
    
    
	cout << val << endl;
}

void test01()
{
    
    
	// 创建 vector 类型的容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	// 向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	// v.begin() 起始迭代器：返回指向容器中的第一个数据
	// v.end() 结束迭代器：返回指向容器的最后一个元素的下一个位置
	// vector<int>::iterator 中的 iterator 是迭代器名称

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	// 第一种遍历方式
	while (pBegin != pEnd)	cout << (*pBegin) ++ << endl;

	// 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
	// 使用 STL 提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);  // 写函数名即可，因为利用了回调机制
}

vector 中存放自定义数据类型

#include <vector>
#include <string>

// 自定义数据类型
class Person
{
    
    
public:
	Person(string name, int age) {
    
    
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	string mName;
	int mAge;
};

// 存放自定义数据类型对象
void test01()
{
    
    
	vector<Person> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	// 两种遍历方式都行
	// for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl;
}

// 存放自定义数据类型指针
void test02()
{
    
    
	vector<Person*> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	// 向容器中添加指针数据
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	// 遍历容器中的数据，看 <> 中的是啥类型，取出来的就是啥类型的数据
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    
    
		Person* p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}

Vector 容器嵌套容器，类似一个二维数组

#include <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);  // 1 2 3 4
		v2.push_back(i + 2);  // 2 3 4 5
		v3.push_back(i + 3);  // 3 4 5 6
		v4.push_back(i + 4);  // 4 5 6 7
	}

	// 将小容器元素插入到大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

	// 因为 *it 对应的 <> 也是一个小容器，所以需要再次遍历
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    
    
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
    
    
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

4 常用容器

4.1 string 容器

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

4.1.1 string 构造函数

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

#include <string>

// string 构造
void test01()
{
    
    
	string s1;  // 创建空字符串，调用无参构造函数
	const char* str = "hello world";

	string s2(str);  // 把 c_string 转换成了string

	cout << "str2 = " << s2 << endl;  // hello world

	string s3(s2);  // 调用拷贝构造函数
	cout << "str3 = " << s3 << endl;  // hello world

	string s4(10, 'a');
	cout << "str3 = " << s3 << endl;  // aaaaaaaaaa
}

4.1.2 string 赋值操作

赋值的函数原型：

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 n 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

//赋值
void test01()
{
    
    
	string str1;
	str1 = "hello world";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;  // hello world

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;  // hello world

	string str3;
	str3 = 'a';  // 用的比较少
	cout << "str3 = " << str3 << endl;  // a

	string str4;
	str4.assign("hello c++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;  // hello c++

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl;  // hello

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

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;  // xxxxx
}

4.1.3 string 字符串拼接

函数原型：

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 n 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

void test01()
{
    
    
	string str1 = "我";

	str1 += "爱玩游戏";

	cout << "str1 = " << str1 << endl;  // str1 = 我爱玩游戏

	str1 += ':';

	cout << "str1 = " << str1 << endl;  // str1 = 我爱玩游戏:

	string str2 = "LOL DNF";

	str1 += str2;

	cout << "str1 = " << str1 << endl;  // str1 = 我爱玩游戏:LOL DNF

	string str3 = "I";
	str3.append(" love ");
	str3.append("game abcde", 4);  // I love game
	// str3.append(str2);
	str3.append(str2, 4, 3);  // 从下标 4 位置开始 ，截取 3 个字符，拼接到字符串末尾
	cout << "str3 = " << str3 << endl;  // I love gameDNF
}

4.1.4 string 查找和替换

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：

int find(const string& str, int pos = 0) const; // 查找 str 第一次出现位置，从 pos 开始查找
int find(const char* s, int pos = 0) const; // 查找 s 第一次出现位置，从 pos 开始查找
int find(const char* s, int pos, 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

// 查找
void test01()
{
    
    
	string str1 = "abcdefgde";

	// 从左往右查
	int pos = str1.find("de");  // 如果正确查找，返回下标；否则，返回 -1

	// 未找到
	if (pos == -1) cout << "未找到" << endl;
	// 正确查找
	else cout << "pos = " << pos << endl;

	pos = str1.rfind("de");  // 从右往左查找

	cout << "pos = " << pos << endl;
}

// 替换
void test02()
{
    
    
	string str1 = "abcdefgde";
	str1.replace(1, 3, "1111");  // 从下标 1 起 3 个字符，替换为 1111

	cout << "str1 = " << str1 << endl;  // a1111efg
}

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

4.1.5 string 字符串比较

比较方式：按字符的 ASCII 码进行对比

等于 = 返回 0

大于 > 返回 1

小于 < 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

// 字符串比较
void test01()
{
    
    
	string s1 = "hello";
	string s2 = "aello";

	int ret = s1.compare(s2);

	if (ret == 0) 	cout << "s1 等于 s2" << endl;
	else if (ret > 0) 	cout << "s1 大于 s2" << endl;
	else 	cout << "s1 小于 s2" << endl;
}

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

4.1.6 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 方法获取字符

void test01()
{
    
    
	string str = "hello world";

	// 通过 [] 方式取字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)	cout << str[i] << " ";  // h e l l o
	cout << endl;

	// 通过 at 方法获取字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)	cout << str.at(i) << " ";  // h e l l o
	cout << endl;

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

4.1.7 string 插入和删除

函数原型：

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

// 字符串插入和删除
void test01()
{
    
    
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111");

	cout << str << endl;  // h111ello

	str.erase(1, 3);  // 从 1 号位置开始删除 3 个字符
	cout << str << endl;  // hello
}

4.1.8 string 获取子串

函数原型：

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

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

	string email = "[email protected]";
	int pos = email.find("@");  // 按字符查找，返回开始的下标
	cout << pos << endl;  // 8
	string username = email.substr(0, pos);  // 截取名字子串
	cout << "username: " << username << endl;  // username: zhangsan
}

4.2 vector 容器

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；vector 容器的迭代器支持随机访问

在这里插入图片描述

4.2.1 vector 构造函数

函数原型：

vector<T> v; // 采用模板实现类实现，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

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

void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;  // 无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v1.push_back(i);

	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	// 通过区间方式进行构造
	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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

	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);  // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
}

4.2.2 vector 赋值操作

函数原型：

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**（注意这里与 string 的不同）**
assign(n, elem); // 将 n 个 elem 拷贝赋值给本身

#include <vector>

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

// 赋值操作
void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;  // 无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v1.push_back(i);
	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	// 赋值
	vector<int> v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	vector<int> v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);  // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
}

4.2.3 vector 容量和大小

函数原型：

empty(); // 判断容器是否为空
capacity(); // 容器的容量（随机开辟）
size(); // 返回容器中元素的个数
resize(int num); // 重新指定容器的长度为 num，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

#include <vector>

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

void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v1.push_back(i);
	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	// 容器为空
	if (v1.empty())	cout << "v1 为空" << endl;
	else
	{
    
    
		cout << "v1 不为空" << endl;
		cout << "v1 的容量 = " << v1.capacity() << endl;  // 13
		cout << "v1 的大小 = " << v1.size() << endl;  // 10
	}

	// 重新指定大小，若指定的更大，用 10 填充，默认用 0 填充新位置
	v1.resize(15, 10);
	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 10 10

	// 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
	v1.resize(5);
	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4
}

4.2.4 vector 插入和删除

函数原型：

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


#include <vector>

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

// 插入和删除
void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	printVector(v1);  // 10 20 30 40 50

	// 尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);  // 10 20 30 40

	// 插入
	v1.insert(v1.begin(), 100);  // 把 100 插入到第一个参数的位置
	printVector(v1);  // 100 10 20 30 40

	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);  // 限定插入长度
	printVector(v1);  // 1000 1000 100 10 20 30 40

	// 删除，参数也是迭代器
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);  // 1000 100 10 20 30 40

	// 清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());  // 从头到尾全部删除
	v1.clear();  // 不用提供参数
	printVector(v1);
}

4.2.5 vector 数据存取

函数原型：

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

#include <vector>

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

	// 利用 [] 访问数组中元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)	cout << v1[i] << " ";
	cout << endl;

	// 利用 at 方式访问元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)	cout << v1.at(i) << " ";
	cout << endl;

	cout << "v1 的第一个元素为： " << v1.front() << endl;  // 0
	cout << "v1 的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;  // 9
}

4.2.6 vector 互换容器

函数原型：

swap(vec); // 将 vec 与本身的元素互换（实际用途：使用 swap 可以收缩内存空间）

#include <vector>

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

void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v1.push_back(i);
	printVector(v1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)	v2.push_back(i);
	printVector(v2);  // 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

	// 互换容器
	cout << "互换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);  // 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
	printVector(v2);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}

// 实际用途：使用 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;  // 138255
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;  // 100000

	v.resize(3);  // 重新指定大小

	cout << "v 的容量为：" << v.capacity() << endl;  // 138255
	cout << "v 的大小为：" << v.size() << endl;  // 3

	// 收缩内存
	vector<int>(v).swap(v);
	// vector<int>(v) -- 匿名对象：当前行使用完，系统立马回收内存空间

	cout << "v 的容量为：" << v.capacity() << endl;  // 3
	cout << "v 的大小为：" << v.size() << endl;  // 3
}

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

4.2.7 vector 预留空间

功能：减少 vector 在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

reserve(int len); // 容器预留 len 个元素长度，预留位置未初始化，元素不可访问

#include <vector>

void test01()
{
    
    
	vector<int> v;

	// 预留空间
	v.reserve(100000);

	int num = 0;  // 统计开辟次数
	int* p = NULL;

	// 这里说的是，在遍历创建容器的时候，并不是一次性就把内存空间确定好了的
	// 因为 vector 会动态扩展，如果内存满了的话，下面的遍历会进行多次开辟内存操作
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    
    
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0]) {
    
    
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}

	// 如果没预留空间的话，num 是 30，开辟了 30 次内存空间
	// 如果预留空间，num 是 1，只开辟了一次内存空间
	cout << "num:" << num << endl;
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用 reserve 预留空间

4.3 deque 容器

功能：

双端数组，可以对头端进行插入删除操作

特点：

支持随机访问

deque 与 vector 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回比 vector 快
vector 访问元素时的速度会比 deque 快（vector 是一块连续的内存空间）

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

4.3.1 deque 构造函数

函数原型：

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

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)  // 限定只读状态
{
    
    
	// 不能从 const iterator -> iterator，所以，需要更改 const_iterator
	// 添加了 const 之后，元素的值就不能修改了
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++)
		cout << *it << " ";
	cout << endl;
}

// deque 构造
void test01()
{
    
    
	deque<int> d1;  // 无参构造函数
	for (int i = 0; i < 10; i++)	d1.push_back(i);
	printDeque(d1);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	// 区间方式构造
	deque<int> d2(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d2);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	// n 个 elem 元素拷贝给本身
	deque<int> d3(10,100);
	printDeque(d3);  // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

	// 拷贝构造
	deque<int> d4 = d3;
	printDeque(d4);  // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
}

4.3.2 deque 赋值操作

函数原型：

deque& operator=(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

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)  // 限定只读状态
{
    
    
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

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

	deque<int> d2;
	d2 = d1;
	printDeque(d2);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	deque<int> d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d3);  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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

4.3.3 deque 大小操作

函数原型：

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 num，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

注意：

因为 deque 使用的是中控继的方式，所以它没有容量，只有容器大小

#include <deque>

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

// 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 的大小为：" << d1.size() << endl;
	}

	// 重新指定大小
	d1.resize(15, 1);
	printDeque(d1);

	d1.resize(5);
	printDeque(d1);
}

4.3.4 deque 插入和删除

两端插入操作：

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：

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

#include <deque>

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

// 两端操作
void test01()
{
    
    
	deque<int> d;
	// 尾插
	d.push_back(10);  
	d.push_back(20);
	// 头插
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d);  // 200 100 10 20 

	// 尾删
	d.pop_back();  // 200 100 10
	// 头删
	d.pop_front();
	printDeque(d);  // 100 10
}

// 插入
void test02()
{
    
    
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d);  // 200 100 10 20 

	d.insert(d.begin(), 1000);
	printDeque(d);  // 1000 200 100 10 20 

	d.insert(d.begin(), 2,10000);
	printDeque(d);  // 10000 10000 1000 200 100 10 20

	deque<int> d2;
	d2.push_back(1);
	d2.push_back(2);
	d2.push_back(3);

	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
	printDeque(d);  // 1 2 3 10000 10000 1000 200 100 10 20
}

// 删除
void test03()
{
    
    
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d);  // 200 100 10 20

	d.erase(d.begin());  
	printDeque(d);  // 100 10 20

	d.erase(d.begin(), d.end());
	d.clear();
	printDeque(d);
}

4.3.5 deque 数据存取

函数原型：

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

#include <deque>

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

// 数据存取
void test01()
{
    
    
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_back(30);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	d.push_back(300);

	for (int i = 0; i < d.size(); i++)	cout << d[i] << " ";
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < d.size(); i++)	cout << d.at(i) << " ";
	cout << endl;

	cout << "front:" << d.front() << endl;  // 300
	cout << "back:" << d.back() << endl;  // 30
}

4.3.6 deque 排序

算法：

sort(iterator beg, iterator end) // 对 beg 和 end 区间内元素进行排序（支持随机访问迭代器的容器，都可以使用 sort 算法）

#include <deque>
#include <algorithm>

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

void test01()
{
    
    
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d);  // 200 100 10 20
	// 排序算法：默认从小到大排
	sort(d.begin(), d.end());
	printDeque(d);  // 10 20 100 200
}

注意：

因为 vector 更像一个数组，因此，它比 deque 多一个 capacity 属性

4.4 stack 和 queue 容器

4.4.1 stack 容器

概念：stack 是一种先进后出 (First In Last Out,FILO) 的数据结构

在这里插入图片描述

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

常用接口：

构造函数：

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：

stack& operator=(const stack &stk); // 重载等号操作符

数据存取：

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：

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

#include <stack>

// 栈容器常用接口
void test01()
{
    
    
	// 创建栈容器，栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;

	// 向栈中添加元素，叫做压栈、入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);

	while (!s.empty()) {
    
    
		// 输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		// 弹出栈顶元素
		s.pop();
	}

	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;  // 0
}

4.4.2 queue 容器

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

在这里插入图片描述

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

常用接口：

构造函数：

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：

queue& operator=(const queue &que); // 重载等号操作符

数据存取：

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：

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

#include <queue>
#include <string>


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("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	// 向队列中添加元素，入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	// 队列不提供迭代器，更不支持随机访问
	while (!q.empty()) {
    
    
		// 输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
  
		cout << endl;
		// 弹出队头元素
		q.pop();
	}
	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

4.5 list 容器

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

在这里插入图片描述

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 有一个重要的性质，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

4.5.1 list 构造函数

函数原型：

list<T> lst; // list 采用采用模板类实现，对象的默认构造形式
list(beg,end); // 构造函数将 [beg, end) 区间中的元素拷贝给本身
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

#include <list>

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;  // ，默认构造

	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);  // 10 20 30 40

	// 按照区间方式构造
	list<int> L2(L1.begin(),L1.end());
	printList(L2);  // 10 20 30 40

	// 拷贝构造
	list<int> L3(L2);
	printList(L3);  // 10 20 30 40

	// n 个 elem 拷贝方式
	list<int>L4(10, 100);
	printList(L4);  // 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
}

4.5.2 list 赋值和交换

函数原型：

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

#include <list>

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

// 赋值和交换
void test01()
{
    
    
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1);

	// 赋值
	list<int> L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);

	list<int> L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	list<int> L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);
}

// 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);

	L1.swap(L2);
	printList(L1);
	printList(L2);
}

4.5.3 list 大小操作

函数原型：

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 num，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。

#include <list>

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

// 大小操作
void test01()
{
    
    
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	if (L1.empty())	cout << "L1为空" << endl;
	else
	{
    
    
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
	}

	// 重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);
}

4.5.4 list 插入和删除

函数原型：

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

#include <list>

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

// 插入和删除
void test01()
{
    
    
	list<int> L;
	// 尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	// 头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	printList(L);

	// 尾删
	L.pop_back();
	printList(L);

	// 头删
	L.pop_front();
	printList(L);

	// 插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	printList(L);

	// 删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	printList(L);

	// 移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);
	printList(L);
  
    	// 清空
	L.clear();
	printList(L);
}

注意：list 多了一个 remove 方法，删除指定元素

4.5.5 list 数据存取

函数原型：

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

#include <list>

// 数据存取
void test01()
{
    
    
	list<int> L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	// cout << L1.at(0) << endl;  // 错误，不支持 at 访问数据
	// cout << L1[0] << endl;  // 错误，不支持 [] 方式访问数据
	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;

	// list 容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	// it = it + 1;  // 错误，不可以跳跃访问，即使是 +1
}

总结：list 容器中不可以通过 [] 或者 at 方式访问数据

4.5.6 list 反转和排序

函数原型：

reverse(); // 反转链表
sort(); // 链表排序

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 val1 , int val2)	{
    
     return val1 > val2; }

// 反转和排序
void test01()
{
    
    
	list<int> L;
	L.push_back(90);
	L.push_back(30);
	L.push_back(20);
	L.push_back(70);
	printList(L);  // 90 30 20 70

	// 反转容器的元素
	L.reverse();
	printList(L);  // 70 20 30 90

	// 排序
	L.sort();  // 默认的排序规则，从小到大
	printList(L);  // 20 30 70 90

	L.sort(myCompare);  // 指定规则，从大到小
	printList(L);  // 90 70 30 20
}

4.6 set/multiset 容器

set 简介：

所有元素都会在插入时自动被排序

set 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

4.6.1 set 构造和赋值

构造：

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

赋值：

set& operator=(const set &st); // 重载等号操作符

#include <set>

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

// 构造和赋值
void test01()
{
    
    
	set<int> s1;

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

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

	// 赋值
	set<int>s3;
	s3 = s2;
	printSet(s3);
}

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

4.6.2 set 大小和交换

函数原型：

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

#include <set>

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

// 大小
void test01()
{
    
    
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	if (s1.empty())	cout << "s1 为空" << endl;
	else
	{
    
    
		cout << "s1 不为空" << endl;
		cout << "s1 的大小为： " << s1.size() << endl;
	}
}

// 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);
	cout << endl;

	cout << "交换后" << endl;
	s1.swap(s2);
	printSet(s1);
	printSet(s2);
}

4.6.3 set 插入和删除

函数原型：

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

#include <set>

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

// 插入和删除
void test01()
{
    
    
	set<int> s1;
	// 插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

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

	s1.erase(30);
	printSet(s1);

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

4.6.4 set 查找和统计

函数原型：

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

#include <set>

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

	// 查找
	set<int>::iterator pos = s1.find(30);  // 注意：因为返回的是元素的迭代器，取值的话要用 * 

	if (pos != s1.end())	cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;
	else	cout << "未找到元素" << endl;

	// 统计
	int num = s1.count(30);
	cout << "num = " << num << endl;
}

4.6.5 set 和 multiset 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

#include <set>

// set 和 multiset 区别
void test01()
{
    
    
	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);  // 第一次插入成功!

	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);  // 第二次插入失败!
	if (ret.second)	cout << "第二次插入成功!" << endl;
	else	cout << "第二次插入失败!" << endl;

	// multiset
	multiset<int> ms;
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);

	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++)	cout << *it << " ";  // 10 10
	cout << endl;
}

4.6.6 pair 对组创建

功能：

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);

#include <string>

// 对组创建
void test01()
{
    
    
	pair<string, int> p("Tom", 20);
	cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;

	pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
	cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
}

4.6.7 set 容器排序

主要技术点：

利用仿函数，可以改变排序规则

在还未存放数据之前，确定好排序规则！

示例一：set 存放内置数据类型

#include <set>

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

void test01() 
{
    
      
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(20);
	s1.insert(30);
	s1.insert(50);

	// 默认从小到大
	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;  // 在还未存放数据之前，确定好排序规则！
	s2.insert(10);
	s2.insert(40);
	s2.insert(20);
	s2.insert(30);
	s2.insert(50);

	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++)	cout << *it << " ";
	cout << endl;
}

示例二：set 存放自定义数据类型

#include <set>
#include <string>

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:
	// 按照年龄进行排序，降序
	bool operator()(const Person& p1, const Person &p2) {
    
     return p1.m_Age > p2.m_Age; }
};

void test01()
{
    
    
	set<Person, comparePerson> s;

	Person p1("刘备", 23);
	Person p2("关羽", 27);
	Person p3("张飞", 25);
	Person p4("赵云", 21);

	s.insert(p1);
	s.insert(p2);
	s.insert(p3);
	s.insert(p4);

	for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
    
    
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
	}
}

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

4.7 map/multimap 容器

map 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

map 本质：

map/multimap 属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现

map 优点：

可以根据 key 值快速找到 value 值

map 和 multimap 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

4.7.1 map 构造和赋值

构造：

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

赋值：

map& operator=(const map &mp); // 重载等号操作符

#include <map>

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;
}

void test01()
{
    
    
	map<int, int> m;  // 默认构造
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	printMap(m);

	map<int, int> m2(m);  // 拷贝构造
	printMap(m2);

	map<int, int> m3;
	m3 = m2;  // 赋值
	printMap(m3);
}

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

4.7.2 map 大小和交换

函数原型：

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

#include <map>

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;
}

void test01()
{
    
    
	map<int, int> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	if (m.empty())	cout << "m 为空" << endl;
	else
	{
    
    
		cout << "m 不为空" << endl;
		cout << "m 的大小为： " << m.size() << endl;
	}
}

// 交换
void test02()
{
    
    
	map<int, int> m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	map<int, int> m2;
	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));

	cout << "交换前" << endl;
	printMap(m);
	printMap(m2);

	cout << "交换后" << endl;
	m.swap(m2);
	printMap(m);
	printMap(m2);
}

4.7.3 map 插入和删除

函数原型：

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

#include <map>

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;
}

void test01()
{
    
    
	// 插入
	map<int, int> m;
	// 第一种插入方式
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	// 第二种插入方式
	m.insert(make_pair(2, 20));
	// 第三种插入方式
	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
	// 第四种插入方式
	m[4] = 40; 
	printMap(m);

	// 删除
	m.erase(m.begin());
	printMap(m);

	m.erase(3);
	printMap(m);

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

4.7.4 map 查找和统计

函数原型：

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

#include <map>

// 查找和统计
void test01()
{
    
    
	map<int, int>m; 
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	// 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 << "未找到元素" << endl;

	// 统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

4.7.5 map 容器排序

主要技术点:

利用仿函数，可以改变排序规则

#include <map>

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

void test01() 
{
    
    
	// 利用仿函数实现从大到小排序
	map<int, int, MyCompare> m;

	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	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;
}

总结：对于自定义数据类型，map 必须要指定排序规则，同 set 容器

5 函数对象

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

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

#include <string>

// 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) {
    
     return v1 + v2; }
};

void test01()
{
    
    
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;  // 20
}

// 2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
    
    
public:
	MyPrint() {
    
     count = 0; }

	void operator()(string test)
	{
    
    
		cout << test << endl;
		count++;  // 统计使用次数
	}

	int count;  // 内部自己的状态
};

void test02()
{
    
    
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	cout << "myPrint 调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

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

void test03()
{
    
    
	MyPrint myPrint;

	doPrint(myPrint, "Hello C++");
	cout << "myPrint 调用次数为： " << myPrint.count << endl;  // 1
}

5.1 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

一元谓词：

#include <vector>
#include <algorithm>

// 二元谓词
class MyCompare
{
    
    
public:
	bool operator()(int num1, int num2)
	{
    
    
		return num1 > num2;
	}
};

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);

	// 默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	// 使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

二元谓词：

#include <vector>
#include <algorithm>

// 二元谓词
class MyCompare
{
    
    
public:
	bool operator()(int num1, int num2)
	{
    
    
		return num1 > num2;
	}
};

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);

	// 默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	// 使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

5.2 内建函数对象

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>

5.2.1 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：

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

#include <functional>

// negate
void test01()
{
    
    
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;  // -50
}

// plus
void test02()
{
    
    
	plus<int> p;
	cout << p(10, 20) << endl;  // 30
}

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

5.2.2 关系仿函数

功能描述：

实现关系对比

仿函数原型：

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

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

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(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);

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

	// 自己实现仿函数
	// sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	// STL 内建仿函数  大于仿函数
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

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

总结：关系仿函数中最常用的就是 greater<> 大于

5.2.3 逻辑仿函数

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

#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>

void test01()
{
    
    
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)	cout << *it << " ";
	cout << endl;

	// 逻辑非  将 v 容器搬运到 v2 中，并执行逻辑非运算
	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;
}

6 STL 常用算法

概述：

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

6.1 常用遍历算法

算法简介：

for_each // 遍历容器
transform // 搬运容器到另一个容器中

6.1.1 for_each

函数原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);

// 遍历算法遍历容器元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _func 函数或者函数对象

#include <algorithm>
#include <vector>

// 普通函数
void print01(int val)	{
    
     cout << val << " "; }

// 函数对象
class print02 
{
    
    
 public:
	void operator()(int val) {
    
     cout << val << " "; }
};

// for_each 算法基本用法
void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v.push_back(i);

	// 遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
	cout << endl;

	for_each(v.begin(), v.end(), print02());
	cout << endl;
}

注意：for_each 在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

6.1.2 transform

功能：

搬运容器到另一个容器中

函数原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);

// 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

#include<vector>
#include<algorithm>

// 常用遍历算法  搬运 transform
class TransForm
{
    
    
public:
	int operator()(int val)	{
    
     return val; }
};

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);

	vector<int> vTarget;  // 目标容器

	vTarget.resize(v.size());  // 目标容器需要提前开辟空间

	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());  // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}

注意：搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

6.2 常用查找算法

算法简介：

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

6.2.1 find

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v.push_back(i + 1);

	// 查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (it == v.end())	cout << "没有找到!" << endl;
	else	cout << "找到:" << *it << endl;
}

class Person {
    
    
public:
	Person(string name, int age) 
	{
    
    
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	// 重载 ==
	bool operator==(const Person& p) 
	{
    
    
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)	return true;
		return false;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
    
    
	vector<Person> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (it == v.end())	cout << "没有找到!" << endl;
	else	cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}

总结：利用 find 可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

6.2.2 find_if

功能：

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

// 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）

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

// 内置数据类型
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 + 1);

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end())	cout << "没有找到!" << endl;
	else	cout << "找到:" << *it << endl;
}

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

class Greater20
{
    
    
public:
	bool operator()(Person& p) {
    
     return p.m_Age > 20; }
};

void test02()
{
    
    
	vector<Person> v;

	// 创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
	if (it == v.end())	cout << "没有找到!" << endl;
	else	cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;  // 找到姓名:ccc 年龄: 30
}

总结：find_if 按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

6.2.3 adjacent_find

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	// 查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (it == v.end())	cout << "找不到!" << endl;
	else cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
}

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

6.2.4 binary_search

二分查找功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
    
    
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)	v.push_back(i);
	// 二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 2);
	if (ret)	cout << "找到了" << endl;
	else	cout << "未找到" << endl;
}

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

6.2.5 count

功能：

统计元素个数

函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);

// 统计元素出现次数

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 统计的元素

#include <algorithm>
#include <vector>

// 内置数据类型
void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4 的个数为： " << num << endl;
}

// 自定义数据类型
class Person
{
    
    
public:
	Person(string name, int age)
	{
    
    
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	bool operator==(const Person & p)
	{
    
    
		if (this->m_Age == p.m_Age)	return true;
		else	return false;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
    
    
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
  
	Person p("诸葛亮", 35);

	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	// 注意重载运算符里的逻辑
	cout << "num = " << num << endl;  // num = 3
}

总结：统计自定义数据类型时候，需要配合重载 **operator==**

6.2.6 count_if

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
    
    
public:
	bool operator()(int val) {
    
     return val >= 4; }
};

// 内置数据类型
void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}

// 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 AgeLess35
{
    
    
public:
	bool operator()(const Person &p) {
    
     return p.m_Age < 35; }
};

void test02()
{
    
    
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}

总结：按值统计用 count，按条件统计用 count_if

6.3 常用排序算法

算法简介：

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

6.3.1 sort

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>

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);

	// sort 默认从小到大排序
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	// 从大到小排序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

总结：sort 属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

6.3.2 random_shuffle

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>

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

void test01()
{
    
    
	srand((unsigned int)time(NULL));  // 记得加随机数种子
	vector<int> v;
	for(int i = 0 ; i < 10;i++)	v.push_back(i);

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

	// 打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

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

6.3.3 merge

功能：

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

// 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

#include <algorithm>
#include <vector>

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 + 1);
	}

	vector<int> vtarget;
	// 目标容器需要提前开辟空间
	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;
}

总结：merge 合并的两个容器必须的有序序列

6.3.4 reverse

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    
    
public:
	void operator()(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;

	reverse(v.begin(), v.end());

	cout << "反转后： " << endl;

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

总结：reverse 反转区间内元素，面试题可能涉及到

6.4 常用拷贝和替换算法

算法简介：

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

6.4.1 copy

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// dest 目标起始迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

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

void test01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)	v1.push_back(i + 1);

	vector<int> v2;
	v2.resize(v1.size());
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

总结：利用 copy 算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

6.4.2 replace

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// oldvalue 旧元素

// newvalue 新元素

#include <algorithm>
#include <vector>

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(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	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;
}

总结：replace 会替换区间内满足条件的元素

6.4.3 replace_if

功能:

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _pred 谓词

// newvalue 替换的新元素

#include <algorithm>
#include <vector>

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

class ReplaceGreater30
{
    
    
public:
	bool operator()(int val) {
    
     return val >= 30; }
};

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

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	// 将容器中大于等于的 30 替换成 3000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

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

6.4.4 swap

功能：

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

// c1 容器 1

// c2 容器 2

#include <algorithm>
#include <vector>

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;

	cout << "交换后： " << endl;
	swap(v1, v2);
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

总结：swap 交换容器时，注意交换的容器要同种类型

6.5 常用算术生成算法

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：

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

6.5.1 accumulate

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 起始值

#include <numeric>
#include <vector>

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;
}

总结：accumulate 使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用

6.5.2 fill

功能：

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

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 填充的值

#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>

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

void test01()
{
    
    
	vector<int> v;
	v.resize(10);
	// 填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

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

总结：利用 fill 可以将容器区间内元素填充为指定的值

6.6 常用集合算法

算法简介：

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

6.6.1 set_intersection

功能：

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

// 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

#include <vector>
#include <algorithm>

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;
	// 取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	// 注意：结束迭代器参数是 set_intersection 返回值，只有存放了交集个数个数量，开辟了空间但是没有存值的空间用 0 填充
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

总结：

求交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中取小值
set_intersection 返回值既是交集中最后一个元素的位置

6.6.2 set_union

功能：

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

// 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

#include <vector>
#include <algorithm>

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;
	// 取两个容器的和给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

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

6.6.3 set_difference

功能：

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

// 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

#include <vector>
#include <algorithm>

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;
	// 取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(max(v1.size() , v2.size()));

	// 返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
	vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;

	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

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

c++ 泛型编程/提高编程/c++入门

1 函数模板

1.1 函数模板

1.2 普通函数与函数模板的区别

1.3 普通函数与函数模板的调用规则

1.4 模板的局限性

2 类模板

2.1 类模板与函数模板区别

2.2 类模板中成员函数创建时机

2.3 类模板对象做函数参数

2.4 类模板与继承

2.5 类模板成员函数类外实现

2.6 类模板分文件编写

2.7 类模板与友元

3 STL 初识

3.1 STL 的诞生

3.2 STL 基本概念

3.3 STL 六大组件

3.4 STL 中的容器、算法、迭代器

3.5 容器算法迭代器初识

4 常用容器

4.1 string 容器

4.1.1 string 构造函数

4.1.2 string 赋值操作

4.1.3 string 字符串拼接

4.1.4 string 查找和替换

4.1.5 string 字符串比较

4.1.6 string 字符存取

4.1.7 string 插入和删除

4.1.8 string 获取子串

4.2 vector 容器

4.2.1 vector 构造函数

4.2.2 vector 赋值操作

4.2.3 vector 容量和大小

4.2.4 vector 插入和删除

4.2.5 vector 数据存取

4.2.6 vector 互换容器

4.2.7 vector 预留空间

4.3 deque 容器

4.3.1 deque 构造函数

4.3.2 deque 赋值操作

4.3.3 deque 大小操作

4.3.4 deque 插入和删除

4.3.5 deque 数据存取

4.3.6 deque 排序

4.4 stack 和 queue 容器

4.4.1 stack 容器

4.4.2 queue 容器

4.5 list 容器

4.5.1 list 构造函数

4.5.2 list 赋值和交换

4.5.3 list 大小操作

4.5.4 list 插入和删除

4.5.5 list 数据存取

4.5.6 list 反转和排序

4.6 set/multiset 容器

4.6.1 set 构造和赋值

4.6.2 set 大小和交换

4.6.3 set 插入和删除

4.6.4 set 查找和统计

4.6.5 set 和 multiset 区别

4.6.6 pair 对组创建

4.6.7 set 容器排序

4.7 map/multimap 容器

4.7.1 map 构造和赋值

4.7.2 map 大小和交换

4.7.3 map 插入和删除

4.7.4 map 查找和统计

4.7.5 map 容器排序

5 函数对象

5.1 谓词

5.2 内建函数对象

5.2.1 算术仿函数

5.2.2 关系仿函数

5.2.3 逻辑仿函数

6 STL 常用算法

6.1 常用遍历算法

6.1.1 for_each

6.1.2 transform

6.2 常用查找算法