C++ 泛型编程

模板与 STL 入门:函数模板、类模板,以及 vector/deque/list/set/map 等容器的用法。

模板

模板就是建立通用的模具,大大提高复用性

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

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

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

//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
    double temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
//利用模板提供通用的交换函数

template<typename T>

void mySwap(T& a, T& b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

调用方面:

//1、自动类型推导
mySwap(a, b);
//2、显示指定类型
mySwap<int>(a, b);
int main() {
    int a=10;
    int b=20;
    myswap(a,b);
    cout<<a<<","<<b<<endl;
    myswap<int>(a,b);
    cout<<a<<","<<b<<endl;
    return 0;
}

代码:

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>void myswap(T &a,T &b){
    T temp=a;
    a=b;
    b=temp;
}
void test01(){
    int a=10;
    int b=20;
    myswap(a,b);
    cout<<a<<","<<b<<endl;
    myswap<int>(a,b);
    cout<<a<<","<<b<<endl;
}
template<class 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<class T>void printArray(T arr[],int len){
    for (int i=0;i<len;i++)   {
        cout<<arr[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
void test02(){
    char charArr[]="dbace";
    int num=sizeof(charArr)/sizeof(char);
    mysort(charArr,num);
    printArray(charArr,num);
}
void test03(){
    int intArr[]={
        2,3,1,4,5,
    };
    int num=sizeof(intArr)/sizeof(int);
    mysort(intArr,num);
    printArray(intArr,num);

函数模板利用关键字 template

使用函数模板有两种方式:自动类型推导、显示指定类型

模板的目的是为了提高复用性,将类型参数化

自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用

普通函数与函数模板区别:

普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)

函数模板调用时,如果利用自动类型推导,不会发生隐式类型转换

如果利用显示指定类型的方式,可以发生隐式类型转换

//普通函数
int myAdd01(int a, int b){
    return a + b;
}
//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)  {
    return a + b;
}
//使用函数模板时,如用自动类型推导,不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01(){
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';
    cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确,将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99
    //myAdd02(a, c); // 报错,使用自动类型推导时,不会发生隐式类型转换
    myAdd02<int>(a, c); //正确,如果用显示指定类型,可以发生隐式类型转换
}

建议使用显示指定类型的方式,调用函数模板,因为可以自己确定通用类型T

普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下:

如果函数模板和普通函数都可以实现,优先调用普通函数

可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

函数模板也可以发生重载

如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

//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';
    char c2 = 'b';
    myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

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

局限性:

模板的通用性并不是万能的

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

如果传入的a和b是一个数组,就无法实现了

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

如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型,也无法正常运行

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>
using namespace std;
#include <string>
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,显示具体化的原型和定意思以template<>开头,并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
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;
    }
}

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

别人写好了很多模板 要会用

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>

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

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType>
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;
};
void test01()
{
    // 指定NameType 为string类型,AgeType 为 int类型
    Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
    P1.showPerson();
}

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

区别

类模板与函数模板区别主要有两点:

类模板没有自动类型推导的使用方式

类模板在模板参数列表中可以有默认参数

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
//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();
}

类模板使用只能用显示指定类型方式

cpp-image54

类模板中的模板参数列表可以有默认参数

类模板中的成员函数并不是一开始就创建的,在调用时才去创建

类模板对象做函数参数

1、指定传入的类型 --- 直接显示对象的数据类型

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

2、参数模板化 --- 将对象中的参数变为模板进行传递

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

3、整个类模板化 --- 将这个对象类型 模板化进行传递

template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
    cout << "T的类型为: " << typeid(T).name() << endl;
    p.showPerson();
}
void test03()
{
    Person <string, int >p("唐僧", 30);
    printPerson3(p);
}

通过类模板创建的对象,可以有三种方式向函数中进行传参

使用比较广泛是第一种:指定传入的类型

类模板与继承

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

template<class T>
class Base{
    T m;
};
//class Son:public Base  //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<int> //必须指定一个类型{
};

但是这样就写死了 不灵活 失去了泛型的意义

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 ,可以用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;
        cout << typeid(T2).name() << endl;
    }
};

类模板成员函数类外实现

#include <string>
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;
};

类外实现——加作用域

简单的Person::Person(T1 name, T2 age) 不行

因为并不认识所谓T1、T2

所以要加上template<class T1, class T2> 来去让编译器知道T1、T2是什么

然后Person<T1, T2>:: 告知是类模板的类外实现

so:

//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;
}

同理:

//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;
}

类模板分文件编写

也不是简单的声明写在h 实现写在cpp

因为

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

在引用.h文件时 编译器并不会去看cpp里的东西

然后就等于cpp的实现被忽视了 从来没被看到过

在编译器眼里就是只有声明 从而出错

可以去引用.cpp文件去解决这个问题 但是很另类

一般来说

会将.h文件的内容和.cpp的内容合并在一起

以.hpp的文件形式去继续类模板的分文件编写

hpp中:

#ifndef HPP_LEIMUBAN_HPP
#define HPP_LEIMUBAN_HPP
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
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;
}
#endif //HPP_LEIMUBAN_HPP

main.cpp中:

#include <iostream>
using namespace std;
//将声明和实现写到一起,文件后缀名改为
.hpp#include "leimuban.hpp"void test01(){
    Person<string, int> p("Tom", 10);
    p.showPerson();
}
int main() {
    test01();
    return 0;
}

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

template<class T1, class T2>
class Person
{
    //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;
    }
    public:
    Person(T1 name, T2 age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    private:
    T1 m_Name;
    T2 m_Age;
};
void test01(){
    Person <string, int >p("Tom", 20);
    printPerson(p);
}

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

//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;
//如果声明了函数模板,可以将实现写到后面,否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p);
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{
    cout << "类外实现 ---- 姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl;
}
template<class T1, class T2>
class Person
{
    //全局函数配合友元  类外实现
    friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);
    public:
    Person(T1 name, T2 age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    private:
    T1 m_Name;
    T2 m_Age;
};
void test02()
{
    Person <string, int >p("Jerry", 30);
    printPerson2(p);
}

建议全局函数做类内实现,用法简单,而且编译器可以直接识别

类模板案例

案例描述: 实现一个通用的数组类,要求如下:

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储

将数组中的数据存储到堆区

构造函数中可以传入数组的容量

提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题

提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除

可以通过下标的方式访问数组中的元素

可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

示例:

myArray.hpp中代码

#pragma once#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>class MyArray{
    public:
    //构造函数
    MyArray(int capacity) {
        this->m_Capacity = capacity;
        this->m_Size = 0;
        pAddress = new T[this->m_Capacity];
    }
    //拷贝构造
    MyArray(const MyArray & arr) {
        this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
        this->m_Size = arr.m_Size;
        this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
        for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
            //如果T为对象,而且还包含指针,必须需要重载 = 操作符,因为这个等号不是 构造 而是赋值,
            // 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝
            this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
        }
    }
    //重载= 操作符  防止浅拷贝问题
    MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {
        if (this->pAddress != NULL) {
            delete[] this->pAddress;
            this->m_Capacity = 0;
            this->m_Size = 0;
        }
        this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;
        this->m_Size = myarray.m_Size;
        this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
        for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
            this->pAddress[i] = myarray[i];
        }
        return *this;
    }
    //重载[] 操作符
    arr[0]    T& operator [](int index) {
        return this->pAddress[index];
        //不考虑越界,用户自己去处理
    }
    //尾插法
    void Push_back(const T & val) {
        if (this->m_Capacity == this->m_Size) {
            return;
        }
        this->pAddress[this->m_Size] = val;
        this->m_Size++;
    }
    //尾删法
    void Pop_back() {
        if (this->m_Size == 0) {
            return;
        }
        this->m_Size--;
    }
    //获取数组容量
    int getCapacity() {
        return this->m_Capacity;
    }
    //获取数组大小
    int getSize() {
        return this->m_Size;
    }
    //析构
    ~MyArray() {
        if (this->pAddress != NULL) {
            delete[] this->pAddress;
            this->pAddress = NULL;
            this->m_Capacity = 0;
            this->m_Size = 0;
        }
    }
    private:
    T * pAddress;
    //指向一个堆空间,这个空间存储真正的数据
    int m_Capacity;
    //容量
    int m_Size;
    // 大小
};

类模板案例—数组类封装.cpp中

#include "myArray.hpp"#include <string>
void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
    for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}
//测试内置数据类型
void test01(){
    MyArray<int> array1(10);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        array1.Push_back(i);
    }
    cout << "array1打印输出:" << endl;
    printIntArray(array1);
    cout << "array1的大小:" << array1.getSize() << endl;
    cout << "array1的容量:" << array1.getCapacity() << endl;
    cout << "--------------------------" << endl;
    MyArray<int> array2(array1);
    array2.Pop_back();
    cout << "array2打印输出:" << endl;
    printIntArray(array2);
    cout << "array2的大小:" << array2.getSize() << endl;
    cout << "array2的容量:" << array2.getCapacity() << endl;
}
//测试自定义数据类型
class Person {
    public:
    Person() {
    }
    Person(string name, int age) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }
    public:
    string m_Name;
    int m_Age;
};
void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr){
    for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {
        cout << "姓名:" << personArr[i].m_Name << " 年龄: " << personArr[i].m_Age << endl;
    }
}
void test02(){
    //创建数组
    MyArray<Person> pArray(10);
    Person p1("孙悟空", 30);
    Person p2("韩信", 20);
    Person p3("妲己", 18);
    Person p4("王昭君", 15);
    Person p5("赵云", 24);
    //插入数据
    pArray.Push_back(p1);
    pArray.Push_back(p2);
    pArray.Push_back(p3);
    pArray.Push_back(p4);
    pArray.Push_back(p5);
    printPersonArray(pArray);
    cout << "pArray的大小:" << pArray.getSize() << endl;
    cout << "pArray的容量:" << pArray.getCapacity() << endl;
}
int main() {
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

总结:

能够利用所学知识点实现通用的数组

STL

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

其实在学c语言的时候 当我得知可以使用.h引入头文件时 就已经有着一种设想 把我写的那些交换函数啊什么函数 全都放在一个文件里面 然后再创新文件时 引入那个文件 就可以直接使用这些函数而不需要重新写 随后学了更复杂的数据结构 很多情况下 只是要使用某个数据结构如栈 为了用个栈而把那一大片代码重新写一遍 也太… 若是把它作为类去using(这时候已经接触了类的概念)就可以省到很多事 而这仅仅是对于个人而言 已经可以节省很多不必要的操作了 而庞大的系统不仅仅是一个人能完成的 而每个人的代码实现又有所不同 接口不一样 换个人就不知道怎么去用了 就是需要一个秦始皇去统一度量衡 这就是stl 把那些代码规范起来 全用它提供的代码 而这个时候 我们只需要会用 会调用接口就行了

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

(也就是说 你之前写的代码统统用不上 都有现成的标准的 哈哈……)

·STL(Standard Template Library,标准模板库)

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

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

容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。

算法:各种常用的算法,如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。

重点在于容器算法迭代器

容器:置物之所也

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构:数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

序列式容器:强调值的排序,序列式容器中的每个元素均有固定的位置。 关联式容器:二叉树结构,各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法:问题之解法也

有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms)

算法分为:质变算法和非质变算法。

质变算法:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等

非质变算法:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器:容器和算法之间粘合剂

提供一种方法,使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素,而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针,初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

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

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器,和随机访问迭代器

容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后,我们利用代码感受STL的魅力

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

演示

以vector进行演示

使用前要引入#include

存放内置数据类型
//创建一个vector容器(可以简单理解成数组)vector<int> v;
//使用内置函数向容器中插入数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
//使用迭代器去访问容器 可以把迭代器理解成指针
//在它作用域内有一个iterator迭代器
//创建一个itBegin去接收v.begin 也就是起始迭代器 可理解为头指针
vector<int>::iterator itBegin=v.begin();
//指向容器内第一个元素
//创建一个itEnd去接收v.end 也就是结束迭代器 可理解为尾指针
vector<int>::iterator itEnd=v.end();
//指向容器内最后一个元素的下一个位置

这样就能利用迭代器去对vector容器进行一些访问操作

比如遍历 有三种例子

//遍历_1while(itBegin!=itEnd){   cout<<*itBegin++<<endl;}
//遍历_2
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout<<*it<<endl;
}
//遍历_3
//在使用这种方式(stl库中的方法)需要
#include <algorithm>
for_each(v.begin(),v.end(),myprint);

第三个参数传入的是一个函数名

函数如下:

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

传入函数名?且该遍历甚至都不需要其他代码 怎么做到的

查看for_each函数原型可见

cpp-image55

template<typename _InputIterator, typename _Function>:这是函数模板的声明,其中_InputIterator是迭代器的类型,而_Function是一个函数对象或函数指针的类型。

_GLIBCXX20_CONSTEXPR:这是一个宏,用于指示这个函数是C++20的一部分,并且在编译时可能会进行优化。

for_each(_InputIterator __first, _InputIterator __last, _Function __f):这是for_each函数的声明,它接受一个迭代器范围和一个函数对象(或函数指针)。该函数将在指定范围内的每个元素上调用函数对象。

__glibcxx_function_requires 和 __glibcxx_requires_valid_range:这些是用于

检查迭代器和范围的概念要求的宏。它们确保传递的迭代器满足正确的要求,并且输入范围有效。

for (; __first != __last; ++__first):这是一个简单的循环,遍历输入范围中的每个元素。

__f(*__first):这里调用了传递给函数的函数对象,传入了当前迭代器指向的元素。

return __f;:最后,函数返回传递给它的函数对象,这意味着你可以在调用处继续使用该函数对象。

解释为什么可以在调用处直接传入一个函数名(如myprint):

在C++中,函数名可以被解释为指向函数的指针。当你将函数名传递给for_each函数时,编译器会自动将函数名转换为相应的函数指针类型,并将其传递给for_each。这是因为_Function模板参数接受函数指针或函数对象类型。因此,你可以传递一个函数名(如myprint)作为参数,因为它是一个函数指针,与_Function的类型匹配。当for_each内部调用__f(*__first)时,实际上是调用了传递的函数名所代表的函数。

所以,你可以在调用处直接传入一个函数名(如myprint),而不需要创建一个函数对象,因为C++编译器会处理这个转换。这种方式使得代码更简洁和易读。

·简单来说就是一个在函数中调用另一个函数的过程 而那“另一个函数”是以这种函数指针的形式作为参数传入正在调用的函数的

这就是高阶函数(higher-order function)

一个函数(for_each函数)接受另一个函数(myprint函数)作为参数。在这种情况下,myprint函数以函数指针的形式作为参数传递给for_each函数。

·调用for_each(v.begin(), v.end(), myprint),其中myprint是一个函数名。

·for_each函数接受这个函数名作为参数,将其存储在__f中。

·然后,for_each函数遍历输入范围中的每个元素,并对每个元素调用__f(*__first),实际上就是调用了传递的函数名(myprint)所代表的函数。

这种方式允许你在调用处灵活地传递不同的函数,而不需要显式地创建函数对象。这是C++中函数指针和函数对象的强大之处,可以实现更灵活的编程和代码重用。

存放自定义数据类型
class Person{
    public:
    Person(string name,int age)   {
        this->m_name=name;
        this->m_age=age;
    }
    string m_name;
    int m_age;
};
void myprint_Person(Person val){
    cout<<"姓名:"<<val.m_name<<"年龄:"<<val.m_age<<endl;
}
void test02(){
    vector<Person> v;
    Person p1("a",10);
    Person p2("b",20);
    Person p3("c",30);
    Person p4("d",40);
    //向容器中添加数据
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    //遍历_1
    for (vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.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;
    }
    //同理
    for_each(v.begin(),v.end(), myprint_Person);
}
存放自定义数据类型的指针
void myprint_Address(Person* val){
    cout<<"name:"<<val->m_name<<"  age:"<<val->m_age<<endl;
}
void test03(){
    vector<Person*> v;
    Person p1("a",10);
    Person p2("b",20);
    Person p3("c",30);
    Person p4("d",40);
    //向容器中添加数据
    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    for (vector<Person*>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        cout<<"name:"<<(*it)->m_name<<"  age:"<<(*it)->m_age<<endl;
    }
    for_each(v.begin(),v.end(),myprint_Address);
}

只要容器中放的是什么 以及it指的是什么 不被指针绕到就没什么问题

容器嵌套容器
struct PrintVector{
    void operator()(const vector<int>& innerVector) const   {
        for (int value : innerVector)       {
            cout << value << " ";
        }
        cout << endl;
    }
};
//容器嵌套容器
void test04(){
    vector<vector<int>> v;
    //创建小容器
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    for (int i=0;i<3;i++) {
        v1.push_back(i+1);
        v2.push_back(i+2);
        v3.push_back(i+3);
    }
    //将小容器插入大容器
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    for (vector<vector<int>>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        //此时it是指向大容器的指针 *it是verctor<int>容器 小容器内仍要循环
        for (vector<int>::iterator vit=(*it).begin();vit!=(*it).end();vit++) {
            //vit是指向小容器内的指针 *vit就是值了
            cout<<*vit<<"";
        }
        cout<<endl;
    }
    PrintVector printVector;
    for_each(v.begin(), v.end(), printVector);
}

这个for_each有点需要理解

·首先,有一个嵌套的容器 v,其中包含了多个小容器,每个小容器是一个 vector

·准备一个函数对象(functor)PrintVector,这个函数对象有一个函数调用运算符 operator(),它接受一个 const vector& 参数,表示一个小容器的引用。

·调用for_each(v.begin(), v.end(), PrintVector),这是一个高阶函数调用。for_each函数接受三个参数:

v.begin():这是大容器 v 的起始迭代器,指向第一个小容器。

v.end():这是大容器 v 的结束迭代器,指向最后一个小容器之后的位置。

PrintVector:这是你之前定义的函数对象,用于处理每个小容器。

·for_each函数内部开始遍历大容器 v 中的每个小容器,它使用迭代器 it 来迭代:

a. 在每一次迭代中,it 指向当前的小容器,它是一个 vector 的引用。

b. for_each 将当前小容器传递给函数对象 PrintVector 的 operator() 函数,作为参数 innerVector。

·PrintVector 的 operator() 函数接受 innerVector,它是当前小容器的引用。然后,operator() 函数在小容器 innerVector 上进行遍历并输出其中的元素。

·此过程重复进行,直到for_each函数遍历完所有的小容器,完成整个嵌套容器的遍历和输出。

总结起来,for_each函数负责大容器的遍历,而函数对象 PrintVector 的 operator() 函数负责小容器的遍历和输出。这种方式使得你可以以一种相对简洁的方式遍历和操作嵌套的容器,将处理逻辑封装到函数对象中。

而在结构体中

struct PrintVector{
    void operator()(const vector<int>& innerVector) const   {
        for (int value : innerVector)       {
            cout << value << " ";
        }
        cout << endl;
    }
};
它实际上是一个函数对象(functor)

·struct PrintVector:结构体的声明,定义了一个名为PrintVector的结构体。

·void operator()(const vector& innerVector) const:结构体内部定义的一个函数调用运算符(operator())成员函数。在C++中,类(包括结构体)可以定义函数调用运算符,使其可以像函数一样被调用。在这里,operator()接受一个const vector&类型的参数,表示它可以接受一个vector容器的引用。

·{}:函数调用运算符的函数体,即具体要执行的操作。在这个函数体内,有以下操作:

for (int value : innerVector):这是一个C++11引入的范围-based for 循环,它用于遍历innerVector中的每个元素。对于每个元素,它将元素的值赋给int value。

cout << value << " ":这行代码用于打印当前元素的值到标准输出流(通常是终端屏幕),并在元素之间添加空格。

cout << endl;:这行代码用于打印一个换行符,使输出的下一行位于新的一行。

·const:这个关键字表示operator()函数是一个常量成员函数,它保证在函数内部不会修改结构体的成员变量。这是为了确保函数对象在使用过程中不会改变状态,从而使其更安全和可预测。

所以,PrintVector结构体定义了一个函数对象,这个函数对象可以接受一个vector容器,并将容器中的元素打印到标准输出流,每个元素之间用空格分隔,每个容器打印完后会换行。这个函数对象可以用于在你的代码中遍历并打印嵌套的vector容器。

演示内容完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>#include <vector>#include <algorithm>
//放内置数据类型
void myprint(int val){
    cout<<val<<endl;
}
void test01(){
    //创建一个vector容器(可以简单理解成数组
    )   vector<int> v;
    //向容器中插入数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    //使用迭代器去访问容器 可以把迭代器理解成指针
    //在它作用域内有一个iterator迭代器
    //创建一个itBegin去接收v.begin 也就是起始迭代器 可理解为头指针
    vector<int>::iterator itBegin=v.begin();
    //指向容器内第一个元素
    //创建一个itEnd去接收v.end 也就是结束迭代器 可理解为尾指针
    vector<int>::iterator itEnd=v.end();
    //指向容器内最后一个元素的下一个位置
    //遍历_1
    while (itBegin!=itEnd) {
        cout<<*itBegin++<<endl;
    }
    //遍历_2
    for (vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        cout<<*it<<endl;
    }
    //遍历_3
    for_each(v.begin(),v.end(),myprint);
}
//放自定义数据类型
class Person{
    public:
    Person(string name,int age) {
        this->m_name=name;
        this->m_age=age;
    }
    string m_name;
    int m_age;
};
void myprint_Person(Person val){
    cout<<"姓名:"<<val.m_name<<"年龄:"<<val.m_age<<endl;
}
void test02(){
    vector<Person> v;
    Person p1("a",10);
    Person p2("b",20);
    Person p3("c",30);
    Person p4("d",40);
    //向容器中添加数据
    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    //遍历_1
    for (vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.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;
    }
    //同理
    for_each(v.begin(),v.end(), myprint_Person);
}
//放自定义数据类型的指针
void myprint_Address(Person* val){
    cout<<"name:"<<val->m_name<<"  age:"<<val->m_age<<endl;
}
void test03(){
    vector<Person*> v;
    Person p1("a",10);
    Person p2("b",20);
    Person p3("c",30);
    Person p4("d",40);
    //向容器中添加数据
    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    for (vector<Person*>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        cout<<"name:"<<(*it)->m_name<<"  age:"<<(*it)->m_age<<endl;
    }
    for_each(v.begin(),v.end(),myprint_Address);
}
struct PrintVector{
    void operator()(const vector<int>& innerVector) const {
        for (int value : innerVector) {
            cout << value << " ";
        }
        cout << endl;
    }
};
//容器嵌套容器
void test04(){
    vector<vector<int>> v;
    //创建小容器
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    for (int i=0;i<3;i++) {
        v1.push_back(i+1);
        v2.push_back(i+2);
        v3.push_back(i+3);
    }
    //将小容器插入大容器
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    for (vector<vector<int>>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        //此时it是指向大容器的指针 *it是verctor<int>容器 小容器内仍要循环
        for (vector<int>::iterator vit=(*it).begin();vit!=(*it).end();vit++) {
            //vit是指向小容器内的指针 *vit就是值了
            cout<<*vit<<"";
        }
        cout<<endl;
    }
    PrintVector printVector;
    for_each(v.begin(), v.end(), printVector);
}
int main(){
    //    test01();
    //    test02();
    //    test03();
    test04();
    return 0;
}
string

string是c++中的字符串 其本质是一个类

c语言中的字符串char* 是一个指针

stirng内部实际上是维护着一个char* 管理这个字符串 是一个char*型的容器

string既然作为一个类

它的内部就封装了很多成员方法(find、copy、delete、replace、insert)

它会管理好char*所分配的内存 无需担心复制越界取值越界等问题

学会用 知道怎么调用接口就行了

cpp-image56
string构造函数
构造函数原型: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
//初始化
void test01(){
    //string();
    //创建一个空的字符串
    string s1;
    //默认构造
    //string(const char* s);
    //使用字符串s初始化
    const char* str="hello";
    string s2(str);
    //string(const string& str);
    //使用一个string对象初始化另一个string对象
    string s3(s2);
    //string(int n, char c);
    //使用n个字符c初始化
    string s4(10,'a');
    cout<<"s1:"<<s1<<"  s2:"<<s2<<"  s3:"<<s3<<"  s4:"<<s4;
}
cpp-image57
string赋值操作

功能描述:

给string字符串进行赋值

赋值的函数原型:

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 test02(){
    //string& operator=(const char* s);
    //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
    string str1;
    str1="hello";
    //string& operator=(const string &s);
    //把字符串s赋给当前的字符串
    string str2;
    str2=str1;
    //string& operator=(char c);
    //字符赋值给当前的字符串
    string str3;
    str3='a';
    //string& assign(const char *s);
    //把字符串s赋给当前的字符串
    string str4;
    str4.assign("hello");
    //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 str5;
    str5.assign("hello",2);
    //string& assign(const string &s);
    //把字符串s赋给当前字符串
    string str6;
    str6.assign(str5);
    //string& assign(int n, char c);
    //用n个字符c赋给当前字符串
    string str7;
    str7.assign(10,'w');
    cout<<"str1:"<<str1<<"  str2:"<<str2<<"  str3:"<<str3<<"  str4:"<<str4
    <<"  str5:"<<str5<<"  str6:"<<str6<<"  str7:"<<str7;
}
string字符串拼接

功能描述:

实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型:

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
//拼接
void test03(){
    //string& operator+=(const char* str);
    //重载+=操作符
    string str1="我";
    str1+="学习c++";
    cout<<"str1:"<<str1<<endl;
    //string& operator+=(const char c);
    //重载+=操作符
    string str2="比如";
    str2+=':';
    cout<<"str2:"<<str2<<endl;
    //string& operator+=(const string& str);
    //重载+=操作符
    string str3=(str1+=str2);
    cout<<"str3:"<<str3<<endl;
    //string& append(const char *s);
    //把字符串s连接到当前字符串结尾
    string str4="I";
    str4.append(" study");
    cout<<"str4:"<<str4<<endl;
    //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 str5;
    str5=(str4.append(" English for CET4",8));
    cout<<"str5:"<<str5<<endl;
    //string& append(const string &s);
    //同
    operator+=(const string& str)   string str6=" difficult";
    str6=(str5.append(str6));
    cout<<"str6:"<<str6<<endl;
    //string& append(const string &s, int pos, int n);
    //字符串s中从pos开始截取n个字符连接到字符串结尾
    string str7="I";
    str7.append(" will do",5,3);
    cout<<"str7:"<<str7<<endl;
}
cpp-image58
string查找和替换

功能描述:

查找:查找指定字符串是否存在

替换:在指定的位置替换字符串

函数原型:

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
//查找和替换
void test04(){
    //查找
    string str1 = "abcdefgde";
    int pos = str1.find("de");
    if (pos == -1){
        cout << "未找到" << endl;
    }
    else{
        cout << "pos = " << pos << endl;
    }
    pos = str1.rfind("de");
    cout << "pos = " << pos << endl;
    //替换
    string str2 = "abcdefgde";
    str2.replace(1, 3, "1111");
    //1号起 三个字符换成1111
    cout << "str2 = " << str2 << endl;
}
cpp-image59

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

string字符串比较

字符串之间的比较

比较方式:

字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0

返回 1

< 返回 -1

函数原型:

int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
int compare(const char *s) const; //与字符串s比较
//比较
void test05(){
    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;
    }
}

字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等,判断大小的意义并不是很大

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
//字符存取
void test06() {
    string str = "hello world";
    //size()访问字符串长度
    for (int i = 0; i < str.size(); i++)   {
        cout << str[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < str.size(); i++)   {
        cout << str.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;
    //字符修改
    str[0] = 'x';
    str.at(1) = 'x';
    cout << str << endl;
}

string字符串中单个字符存取有两种方式,利用 [ ] 或 at

string插入和删除

功能描述:

对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型:

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
//插入和删除
void test07(){
    string str = "hello";
    str.insert(1, "111");
    cout << str << endl;
    str.erase(1, 3);
    //从1号位置开始3个字符
    cout << str << endl;
}

插入和删除的起始下标都是从0开始

string子串

功能描述:

从字符串中获取想要的子串

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 test08(){
    string str = "abcdefg";
    string subStr = str.substr(1, 3);
    cout << "subStr = " << subStr << endl;
    string email = "hello@sina.com";
    int pos = email.find("@");
    string username = email.substr(0, pos);
    cout << "username: " << username << endl;
}

灵活的运用求子串功能,可以在实际开发中获取有效的信息

string内容完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>/*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 *
///初始化
void test01(){
    //string();
    //创建一个空的字符串
    string s1;
    //默认构造
    //string(const char* s);
    //使用字符串s初始化
    const char* str="hello";
    string s2(str);
    //string(const string& str);
    //使用一个string对象初始化另一个string对象
    string s3(s2);
    //string(int n, char c);
    //使用n个字符c初始化
    string s4(10,'a');
    cout<<"s1:"<<s1<<"  s2:"<<s2<<"  s3:"<<s3<<"  s4:"<<s4;
}
/*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 test02(){
    //string& operator=(const char* s);
    //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
    string str1;
    str1="hello";
    //string& operator=(const string &s);
    //把字符串s赋给当前的字符串
    string str2;
    str2=str1;
    //string& operator=(char c);
    //字符赋值给当前的字符串
    string str3;
    str3='a';
    //string& assign(const char *s);
    //把字符串s赋给当前的字符串
    string str4;
    str4.assign("hello");
    //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 str5;
    str5.assign("hello",2);
    //string& assign(const string &s);
    //把字符串s赋给当前字符串
    string str6;
    str6.assign(str5);
    //string& assign(int n, char c);
    //用n个字符c赋给当前字符串
    string str7;
    str7.assign(10,'w');
    cout<<"str1:"<<str1<<"  str2:"<<str2<<"  str3:"<<str3<<"  str4:"<<str4
     <<"  str5:"<<str5<<"  str6:"<<str6<<"  str7:"<<str7;
}
/*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 *
///拼接
void test03(){
    //string& operator+=(const char* str);
    //重载+=操作符
    string str1="我";
    str1+="学习c++";
    cout<<"str1:"<<str1<<endl;
    //string& operator+=(const char c);
    //重载+=操作符
    string str2="比如";
    str2+=':';
    cout<<"str2:"<<str2<<endl;
    //string& operator+=(const string& str);
    //重载+=操作符
    string str3=(str1+=str2);
    cout<<"str3:"<<str3<<endl;
    //string& append(const char *s);
    //把字符串s连接到当前字符串结尾
    string str4="I";
    str4.append(" study");
    cout<<"str4:"<<str4<<endl;
    //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 str5;
    str5=(str4.append(" English for CET4",8));
    cout<<"str5:"<<str5<<endl;
    //string& append(const string &s);
    //同
    operator+=(const string& str)   string str6=" difficult";
    str6=(str5.append(str6));
    cout<<"str6:"<<str6<<endl;
    //string& append(const string &s, int pos, int n);
    //字符串s中从pos开始截取n个字符连接到字符串结尾
    string str7="I";
    str7.append(" will do",5,3);
    cout<<"str7:"<<str7<<endl;
}
/*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
strstring& replace(int pos, int n,const char* s);
//替换从pos开始的n个字符为字符串 s*
///查找和替换
void test04(){
    //查找
    string str1 = "abcdefgde";
    int pos = str1.find("de");
    if (pos == -1) {
        cout << "未找到" << endl;
    }
    else {
        cout << "pos = " << pos << endl;
    }
    pos = str1.rfind("de");
    cout << "pos = " << pos << endl;
    //替换
    string str2 = "abcdefgde";
    str2.replace(1, 3, "1111");
    cout << "str2 = " << str2 << endl;
}
/*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 *
///比较
void test05(){
    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;
    }
}
/*char& operator[](int n);
//通过[]方式取字符
char& at(int n);
//通过at方法获取字符 *
///字符存取
void test06(){
    string str = "hello world";
    //size()访问字符串长度
    for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
        cout << str[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
        cout << str.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;
    //字符修改
    str[0] = 'x';
    str.at(1) = 'x';
    cout << str << endl;
}
/*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
cstring& erase(int pos, int n = npos);
//删除从Pos开始的n个字符 *
///插入和删除
void test07(){
    string str = "hello";
    str.insert(1, "111");
    cout << str << endl;
    str.erase(1, 3);
    //从1号位置开始3个字符
    cout << str << endl;
}
/*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 test08(){
    string str = "abcdefg";
    string subStr = str.substr(1, 3);
    cout << "subStr = " << subStr << endl;
    string email = "hello@sina.com";
    int pos = email.find("@");
    string username = email.substr(0, pos);
    cout << "username: " << username << endl;
}
int main() {
    return 0;
}
不要用int接收string中的size函数
cpp-image60

size函数返回的是一个string::size_type类型的无符号数

如果用int去接受 就会导致以下可能:

将一个无符号数用有符号的int类型去接受可能会导致以下不良影响:

数据截断:如果无符号数的值大于有符号int类型所能表示的最大值,那么接受时会发生数据截断,导致结果不正确。这会产生溢出错误,导致不可预测的行为。

正负号问题:无符号数是没有负数值的,但将其赋值给有符号int后,可能会导致正负号的问题。例如,一个大于int最大值的无符号数,赋值给int后会变成负数。

数学操作错误:如果你对接受的有符号int进行数学操作,例如加法或减法,可能会得到不正确的结果,因为无符号数和有符号数在进行这些操作时有不同的规则。

C++ Primer中建议使用string::size_type类型来接收string的size函数返回值,而不是使用int。这是因为size_type是一个无符号数,而string的size函数返回的也是无符号数,这样可以避免与有符号类型混合使用时可能出现的问题。使用auto或decltype来接收无符号数类型可以确保你的代码在不同平台上都能正常工作,不会导致不良影响,特别是在处理大型字符串时。

总之,将无符号数用有符号int类型接收可能会导致数据不正确、正负号问题和数学操作错误等不良影响。因此,在处理无符号数时,最好使用相同类型的变量来接收,或者使用auto或decltype来保持类型一致性。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
using std::string;
void test_auto()
{
    string s = "abcd";
    auto a = s.size();
    //size函数返回的是string::size_type类型
    if (typeid(s.size()) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "s.size()结果为string::size_type" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "s.size()结果不是string::size_type" << endl;
    }
    //不是int类型
    if (typeid(s.size()) == typeid(int))
    {
        cout << "s.size()结果为int" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "s.size()结果不是int" << endl;
    }
    //使用auto推断 结果为string::size_type
    if (typeid(a) == typeid(int))
    {
        cout << "auto推出为int" << endl;
    }
    else if (typeid(a) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "auto推出为string::size_type" << endl;
    }
    //int又不是string::size_type
    if (typeid(int) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "int等同于string::size_type" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "int不等同于string::size_type" << endl;
    }
}
void test_decltype()
{
    string s = "abcd";
    decltype(s.size()) b = s.size();
    //size函数返回的是string::size_type类型
    if (typeid(s.size()) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "s.size()结果为string::size_type" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "s.size()结果不是string::size_type" << endl;
    }
    //使用decltype推断 结果是string::size_type
    //if (typeid(decltype(s.size())) == typeid(string::size_type))
    if (typeid(b) == typeid(int))
    {
        cout << "decltype推出为int" << endl;
    }
    else if (typeid(b) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "decltype推出为string::size_type" << endl;
    }
    //int又不是string::size_type
    if (typeid(int) == typeid(string::size_type))
    {
        cout << "int等同于string::size_type" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "int不等同于string::size_type" << endl;
    }
}
int main()
{
    test_auto();
    test_decltype();
    return 0;
}
cpp-image61
vector

vector数据结构和数组非常相似,也称为单端数组(一头操作)

区别在于:

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(很好 自己又实现过……)

cpp-image62

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

vector构造函数

功能描述:

·创建vector容器

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。

写在前面

void printVector(vector<int>& v){
    for (vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++)   {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
//构造
void test01(){
    //vector<T> v;
    //采用模板实现类实现,默认构造函数
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //vector(v.begin(), v.end());
    //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
    vector<int> v2(v1.begin(),v1.end());
    //和py一样 左闭右开 但end是最后一个元素的下一个
    printVector(v2);
    //vector(n, elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    vector<int> v3(10,100);
    printVector(v3);
    //vector(const vector &vec);
    //拷贝构造函数。
    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4);
}
vector赋值操作

功能描述:

给vector容器进行赋值

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。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
//赋值
void test02(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //vector& operator=(const vector &vec);
    //重载等号操作符
    vector<int> v2;
    v2=v1;
    printVector(v2);
    //vector& operator=(const vector &vec);
    //重载等号操作符
    vector<int> v3;
    v3.assign(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v3);
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    vector<int> v4;
    v4.assign(10,100);
    printVector(v4);
}
vector容量和大小

功能描述:

对vector容器的容量和大小操作

函数原型:

empty(); //判断容器是否为空
capacity(); //容器的容量

默认16 超过变32 到了100000 变138255 应该是2^n扩容

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
//容量与大小
void test03(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (v1.empty()) {
        cout<<"v1为空"<<endl;
    }
    else {
        cout<<"v1不为空"<<endl;
        //capacity();
        //容器的容量
        cout<<"v1容量为:"<<v1.capacity()<<endl;
        //size();
        //返回容器中元素的个数
        cout<<"v1大小为:"<<v1.size()<<endl;
    }
    //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。
    v1.resize(15);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    v1.resize(8);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7
    //不愿用0填充可使用重载版本
    //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。
    //不过貌似只能全替换成一样的 只能传一个数进去
    v1.resize(10,8);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 8
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除
    v1.resize(9,8);
    //这里参数2没什么意义
    printVector(v1);
}
vector插入和删除

功能描述:

对vector容器进行插入、删除操作

函数原型:

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
void test04(){
    //插入删除
    vector<int> v1;
    //push_back(ele);
    //尾部插入元素
    ele   v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    printVector(v1);
    //pop_back();
    //删除最后一个元素
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    //insert(const_iterator pos, ele);
    //迭代器指向位置pos插入元素
    ele   v1.insert(v1.begin(),100);
    printVector(v1);
    //insert(const_iterator pos, int count,ele);
    // 迭代器指向位置pos插入count个元素
    ele   v1.insert(v1.begin(),2,200);
    printVector(v1);
    //erase(const_iterator pos);
    //删除迭代器指向的元素
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);
    //erase(const_iterator start, const_iterator end);
    // 删除迭代器从start到end之间的元素
    v1.erase(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v1);
    //clear();
    //删除容器中所有元素
    v1.clear();
    printVector(v1);
}
vector数据存取

功能描述:

对vector中的数据的存取操作

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
//数据存取
void test05(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //operator[];
    //返回索引idx所指的数据
    for (int i=0;i<v1.size();i++) {
        cout<<v1[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //at(int idx);
    //返回索引idx所指的数据
    for (int i=0;i<v1.size();i++) {
        cout<<v1.at(i)<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //front();
    //返回容器中第一个数据元素
    cout<<"the first: "<<v1.front()<<endl;
    //back();
    //返回容器中最后一个数据元素
    cout<<"the last: "<<v1.back()<<endl;
}
vector互换容器

功能描述:

实现两个容器内元素进行互换

函数原型:

swap(vec); // 将vec与本身的元素互换
//互换
void test06(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    vector<int> v2;
    for (int i=9;i>=0;i--) {
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);
    v1.swap(v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}
巧用——收缩

在某些情况下 需要对容器重设大小

但是 它的容量不会改变

vector<int> v1;
for (int i=0;i<100000;i++){
    v1.push_back(i);
}
cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
v1.resize(3);
cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
cpp-image63

(应该是按2^n 指数级自动扩容)

这样一来 大小改变 容量不变 那就浪费了很大的一块空间

怎么把这块空间回收起来

拷贝构造一个匿名对象 与其进行交换 使得当前指针所指向的空间变成一个只有size大小的空间(实际上就是指针所值的地址互换)然后那一块匿名对象是执行完就释放 而这边在用的指针指向的地方 空间就被完整利用了

vector<int>(v1).swap(v1);
cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
cpp-image64

完整代码如下:

//互换巧用——收缩
void test07(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<100000;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
    v1.resize(3);
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
    vector<int>(v1).swap(v1);
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
}
vector预留空间

功能描述:

减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型:

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

首先思考一个问题 我怎么知道对于一个若干大的数据 它要存放进vector容器中需要扩展多少次 得有一个办法检测出来 才知道后面做的优化有没有效果是吧

怎么去知道扩展了多少次呢

已知vector的自动拓展类似于之前自己写的可变数组 当空间不够时 创建一个新的 更大的空间(我是固定扩一个空间块 但vector底层显然考虑的更周到 是以一种类似于指数级的增长速度扩展的) 然后把数据拷贝入这个新空间 把原空间释放 把指针指向这块新空间

既然如此

每次都变一个新空间 那它的指针就会重新指向一次0号单元

想办法记录这个0号单元的次数 就可以得到扩展了多少次

void test08(){
    vector<int> v1;
    int *p=NULL;
    int num=0;
    for (int i=0;i<100000;i++){
        v1.push_back(i);
        if (p!=&v1[0]){
            p=&v1[0];
            num++;
        }
    }
    cout<<num<<endl;
}

这个p指向首地址 变换后 原的就释放了 p也失效了

满足条件p不等于首地址

从而实现计数

cpp-image65

可见 要分十万个数据 它得重复创释18次空间……

如果一开始就知道有十万的数据量

在一开始就预留这么多空间

那就不需要一直开辟 释放空间了

v1.reserve(100000);

这样一来 num=1

可以节省一些时间(空间换时间)

//预留空间
void test08(){
    vector<int> v1;
    //reserve(int len);
    // 容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。
    v1.reserve(100000);
    int *p=NULL;
    int num=0;
    for (int i=0;i<100000;i++) {
        v1.push_back(i);
        if (p!=&v1[0]) {
            p=&v1[0];
            num++;
        }
    }
    cout<<num<<endl;
}

如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间

vector内容完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v){
    for (vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++)   {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
/*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。 *
///构造
void test01(){
    //vector<T> v;
    //采用模板实现类实现,默认构造函数
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //vector(v.begin(), v.end());
    //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
    vector<int> v2(v1.begin(),v1.end());
    //和py一样 左闭右开 但end是最后一个元素的下一个
    printVector(v2);
    //vector(n, elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    vector<int> v3(10,100);
    printVector(v3);
    //vector(const vector &vec);
    //拷贝构造函数。
    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4);
}
/*vector& operator=(const vector &vec);
//重载等号操作符
assign(beg, end);
//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem);
//将n个elem拷贝赋值给本身。 *
///赋值
void test02(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //vector& operator=(const vector &vec);
    //重载等号操作符
    vector<int> v2;
    v2=v1;
    printVector(v2);
    //vector& operator=(const vector &vec);
    //重载等号操作符
    vector<int> v3;
    v3.assign(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v3);
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    vector<int> v4;
    v4.assign(10,100);
    printVector(v4);
}
/*empty();
//判断容器是否为空
capacity();
//容器的容量
size();
//返回容器中元素的个数
resize(int num);
//重新指定容器的长度为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 *
///容量与大小
void test03(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (v1.empty()) {
        cout<<"v1为空"<<endl;
    }
    else {
        cout<<"v1不为空"<<endl;
        //capacity();
        //容器的容量
        cout<<"v1容量为:"<<v1.capacity()<<endl;
        //size();
        //返回容器中元素的个数
        cout<<"v1大小为:"<<v1.size()<<endl;
    }
    //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。
    v1.resize(15);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    v1.resize(8);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7
    //不愿用0填充可使用重载版本
    //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。
    //不过貌似只能全替换成一样的 只能传一个数进去
    v1.resize(10,8);
    printVector(v1);
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 8
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除
    v1.resize(9,8);
    //这里参数2没什么意义
    printVector(v1);
}
/*push_back(ele);
//尾部插入元素
elepop_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
eleinsert(const_iterator pos, int count,ele);
//迭代器指向位置pos插入count个元素
eleerase(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 *
///插入删除
void test04(){
    vector<int> v1;
    //push_back(ele);
    //尾部插入元素
    ele   v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    printVector(v1);
    //pop_back();
    //删除最后一个元素
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    //insert(const_iterator pos, ele);
    //迭代器指向位置pos插入元素
    ele   v1.insert(v1.begin(),100);
    printVector(v1);
    //insert(const_iterator pos, int count,ele);
    // 迭代器指向位置pos插入count个元素
    ele   v1.insert(v1.begin(),2,200);
    printVector(v1);
    //erase(const_iterator pos);
    //删除迭代器指向的元素
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);
    //erase(const_iterator start, const_iterator end);
    // 删除迭代器从start到end之间的元素
    v1.erase(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v1);
    //clear();
    //删除容器中所有元素
    v1.clear();
    printVector(v1);
}
/*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 *
///数据存取
void test05(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //operator[];
    //返回索引idx所指的数据
    for (int i=0;i<v1.size();i++) {
        cout<<v1[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //at(int idx);
    //返回索引idx所指的数据
    for (int i=0;i<v1.size();i++) {
        cout<<v1.at(i)<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //front();
    //返回容器中第一个数据元素
    cout<<"the first: "<<v1.front()<<endl;
    //back();
    //返回容器中最后一个数据元素
    cout<<"the last: "<<v1.back()<<endl;
}
/*swap(vec);
// 将vec与本身的元素互换 *
///互换
void test06(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    vector<int> v2;
    for (int i=9;i>=0;i--) {
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);
    v1.swap(v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}
//互换巧用——收缩
void test07(){
    vector<int> v1;
    for (int i=0;i<100000;i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
    v1.resize(3);
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
    vector<int>(v1).swap(v1);
    cout<<"v1容量: "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"v1大小: "<<v1.size()<<endl;
}
/*reserve(int len);
//容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。 *
///预留空间
void test08(){
    vector<int> v1;
    //reserve(int len);
    // 容器预留len个元素长度,预留位置不初始化,元素不可访问。
    v1.reserve(100000);
    int *p=NULL;
    int num=0;
    for (int i=0;i<100000;i++) {
        v1.push_back(i);
        if (p!=&v1[0]) {
            p=&v1[0];
            num++;
        }
    }
    cout<<num<<endl;
}
int main() {
    return 0;
}
deque

可理解为双端数组(可对头尾段进行插入删除操作)

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,这和两者内部实现有关

cpp-image66

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

cpp-image67

deque容器的迭代器也是支持随机访问的

deque构造函数

功能描述:

deque容器构造

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
//构造
void test01(){
    //deque<T> deqT;
    //默认构造形式
    deque<int> d1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    //deque(beg, end);
    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
    deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
    printdeque(d2);
    //deque(n, elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    deque<int> d3(10,100);
    printdeque(d3);
    //deque(const deque &deq);
    //拷贝构造函数
    deque<int> d4(d3);
    printdeque(d4);
}
deque赋值操作

功能描述:

给deque容器进行赋值

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。
//赋值
void test02(){
    deque<int> d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    deque<int>d2;
    //deque& operator=(const deque &deq);
    //重载等号操作符
    d2 = d1;
    printdeque(d2);
    deque<int>d3;
    //assign(beg, end);
    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
    d3.assign(d1.begin(), d1.end());
    printdeque(d3);
    deque<int>d4;
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    d4.assign(10, 100);
    printdeque(d4);
}
deque大小操作

功能描述:

对deque容器的大小进行操作

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。

不同于vector的是 deque不存在容量的限制

它会无限往前/后拓展缓冲区 只需要加一个指针指向就行了

//大小
void test03(){
    deque<int> d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    //deque.empty();
    //判断容器是否为空
    if (d1.empty()) {
        cout << "d1为空!" << endl;
    }
    else {
        cout << "d1不为空!" << endl;
        //deque.size();
        //返回容器中元素的个数
        cout << "d1的大小为:" << d1.size() << endl;
    }
    //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。
    d1.resize(15, 1);
    printdeque(d1);
    //deque.resize(num);
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    d1.resize(5);
    printdeque(d1);
}
deque 插入和删除

功能描述:

向deque容器中插入和删除数据

函数原型:

两端插入操作:

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。
//插入删除
//两端操作
void test04(){
    deque<int> d;
    //尾插
    push_back(elem);
    //在容器尾部添加一个数据
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    //头插
    push_front(elem);
    //在容器头部插入一个数据
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printdeque(d);
    //尾删
    pop_back();
    //删除容器最后一个数据
    d.pop_back();
    //头删
    pop_front();
    //删除容器第一个数据
    d.pop_front();
    printdeque(d);
}
//指定位置操作
void test05(){
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printdeque(d);
    //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。
    d.insert(d.begin(), 1000);
    printdeque(d);
    //insert(pos,n,elem);
    //在pos位置插入n个elem数据,无返回值。
    d.insert(d.begin(), 2,10000);
    printdeque(d);
    deque<int>d2;
    d2.push_back(1);
    d2.push_back(2);
    d2.push_back(3);
    //insert(pos,beg,end);
    //在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。
    d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
    printdeque(d);
    //erase(pos);
    //删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
    d.erase(d.begin());
    printdeque(d);
    //erase(beg,end);
    //删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。
    d.erase(d.begin(), d.end());
    //clear();
    //清空容器的所有数据
    d.clear();
    printdeque(d);
}
deque 数据存取

功能描述:

对deque 中的数据的存取操作

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
//数据存取
void test06(){
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
        //operator[];
        //返回索引idx所指的数据
        cout << d[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
        //at(int idx);
        //返回索引idx所指的数据
        cout << d.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;
    //front();
    //返回容器中第一个数据元素
    cout << "front:" << d.front() << endl;
    //back();
    //返回容器中最后一个数据元素
    cout << "back:" << d.back() << endl;
}
deque 排序

功能描述:

利用算法实现对deque容器进行排序

算法:

sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

需要引入#include 头文件

//排序
void test07(){
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printdeque(d);
    //sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序
    sort(d.begin(), d.end());
    printdeque(d);
}
deque内容完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
#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;
}
/*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 *
///构造
void test01(){
    //deque<T> deqT;
    //默认构造形式
    deque<int> d1;
    for (int i=0;i<10;i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    //deque(beg, end);
    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
    deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
    printdeque(d2);
    //deque(n, elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    deque<int> d3(10,100);
    printdeque(d3);
    //deque(const deque &deq);
    //拷贝构造函数
    deque<int> d4(d3);
    printdeque(d4);
}
/*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。 *
///赋值
void test02(){
    deque<int> d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    deque<int>d2;
    //deque& operator=(const deque &deq);
    //重载等号操作符
    d2 = d1;
    printdeque(d2);
    deque<int>d3;
    //assign(beg, end);
    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
    d3.assign(d1.begin(), d1.end());
    printdeque(d3);
    deque<int>d4;
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    d4.assign(10, 100);
    printdeque(d4);
}
/*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。 *
///大小
void test03(){
    deque<int> d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        d1.push_back(i);
    }
    printdeque(d1);
    //deque.empty();
    //判断容器是否为空
    if (d1.empty()) {
        cout << "d1为空!" << endl;
    }
    else {
        cout << "d1不为空!" << endl;
        //deque.size();
        //返回容器中元素的个数
        cout << "d1的大小为:" << d1.size() << endl;
    }
    //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。
    d1.resize(15, 1);
    printdeque(d1);
    //deque.resize(num);
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    d1.resize(5);
    printdeque(d1);
}
/*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。 *
    ///插入删除
    //两端操作
    void test04(){
        deque<int> d;
        //尾插
        push_back(elem);
        //在容器尾部添加一个数据
        d.push_back(10);
        d.push_back(20);
        //头插
        push_front(elem);
        //在容器头部插入一个数据
        d.push_front(100);
        d.push_front(200);
        printdeque(d);
        //尾删
        pop_back();
        //删除容器最后一个数据
        d.pop_back();
        //头删
        pop_front();
        //删除容器第一个数据
        d.pop_front();
        printdeque(d);
    }
    //指定位置操作
    void test05(){
        deque<int> d;
        d.push_back(10);
        d.push_back(20);
        d.push_front(100);
        d.push_front(200);
        printdeque(d);
        //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。
        d.insert(d.begin(), 1000);
        printdeque(d);
        //insert(pos,n,elem);
        //在pos位置插入n个elem数据,无返回值。
        d.insert(d.begin(), 2,10000);
        printdeque(d);
        deque<int>d2;
        d2.push_back(1);
        d2.push_back(2);
        d2.push_back(3);
        //insert(pos,beg,end);
        //在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。
        d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
        printdeque(d);
        //erase(pos);
        //删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
        d.erase(d.begin());
        printdeque(d);
        //erase(beg,end);
        //删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。
        d.erase(d.begin(), d.end());
        //clear();
        //清空容器的所有数据
        d.clear();
        printdeque(d);
    }
    /*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 *
    ///数据存取
    void test06(){
        deque<int> d;
        d.push_back(10);
        d.push_back(20);
        d.push_front(100);
        d.push_front(200);
        for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
            //operator[];
            //返回索引idx所指的数据
            cout << d[i] << " ";
        }
        cout << endl;
        for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
            //at(int idx);
            //返回索引idx所指的数据
            cout << d.at(i) << " ";
        }
        cout << endl;
        //front();
        //返回容器中第一个数据元素
        cout << "front:" << d.front() << endl;
        //back();
        //返回容器中最后一个数据元素
        cout << "back:" << d.back() << endl;
    }
    /*sort(iterator beg, iterator end)
    //对beg和end区间内元素进行排序 *
    ///排序
    void test07(){
        deque<int> d;
        d.push_back(10);
        d.push_back(20);
        d.push_front(100);
        d.push_front(200);
        printdeque(d);
        //sort(iterator beg, iterator end)
        //对beg和end区间内元素进行排序
        sort(d.begin(), d.end());
        printdeque(d);
    }
    int main() {
        return 0;
    }
案例一:评委打分

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

(1)创建五名选手,放到vector中

(2)遍历vector容器,取出来每一个选手,执行for循环,可以把10个评分打分存到deque容器中

(3)sort算法对deque容器中分数排序,去除最高和最低分

(4)deque容器遍历一遍,累加总分

(5)获取平均分

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>#include <vector>#include <deque>#include <algorithm>#include <ctime>
// 有5名选手:选手 ABCDE,
// 10个评委分别对每一名选手打分,
// 去除最高分,去除评委中最低分
// 取平均分。
class Person{
    public:
    Person(string name,int score):m_Score(score),m_Name(name){
    };
    string m_Name;
    //姓名
    int m_Score;
    //平均分
};
void createPerson(vector<Person>& v){
    string nameseed="ABCDE";
    for (int i=0;i<5;i++) {
        string name="选手";
        name+=nameseed[i];
        int score=0;
        Person p(name,score);
        v.push_back(p);
    }
}
void SetScore(vector<Person>& v){
    for (vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        //将评委分数放入deque容器中
        deque<int> d;
        for (int i=0;i<10;i++) {
            int score=rand()%41+60;
            //随机60
            ~100           d.push_back(score);
        }
        /*       cout<<"选手:"<<it->m_Name<<"\n打分:"<<endl;
        for (deque<int>::iterator dit=d.begin();dit!=d.end();dit++) {
            cout<<*dit<<" ";
        }
        cout<<endl;
        */
        //排序
        sort(d.begin(),d.end());
        //去除最高\低
        d.pop_back();
        d.pop_front();
        //取平均分
        int sum=0;
        for (deque<int>::iterator dit=d.begin();dit!=d.end();dit++) {
            sum+=*dit;
        }
        int avg=sum/d.size();
        //将最终平均分赋给选手
        it->m_Score=avg;
    }
}
void ShowScore(vector<Person>& v){
    for (vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        cout<<"姓名:"<<it->m_Name<<"\t最终得分:"<<it->m_Score<<endl;
    }
}
int main() {
    //随机数种子
    srand((unsigned int)time(NULL));
    //(1)创建五名选手,放到vector中
    vector<Person> v;
    createPerson(v);
    /*   for (vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) {
        cout<<"姓名:"<<(*it).m_Name<<"分数:"<<(*it).m_Score<<endl;
    }
    */
    //(2)给五名选手打分
    SetScore(v);
    //(3)显示最后得分
    ShowScore(v);
    return 0;
}
stack

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

cpp-image68

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

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 <iostream>
using namespace std;
#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;
}
queue

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

cpp-image69

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

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 <iostream>
using namespace std;
#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;
}
list

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

功能:将数据进行链式存储

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

cpp-image70

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

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

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

list构造函数

功能描述:

创建list容器

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。
//构造
void test01(){
    //list<T> lst;
    //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式:
    list<int> l1;
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    printList(l1);
    //list(beg,end);
    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
    list<int> l2(l1.begin(),l1.end());
    printList(l2);
    //list(const list &lst);
    //拷贝构造函数。
    list<int> l3(l2);
    printList(l3);
    //list(n,elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    list<int> l4(10,100);
    printList(l4);
}
list 赋值和交换

功能描述:

给list容器进行赋值,以及交换list容器

函数原型:

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。
//赋值、交换
void test02(){
    list<int> l1;
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    list<int> l2;
    //list& operator=(const list &lst);
    //重载等号操作符
    l2=l1;
    printList(l2);
    list<int> l3;
    //assign(beg, end);
    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
    l3.assign(l2.begin(),l2.end());
    printList(l3);
    list<int> l4;
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    l4.assign(10,100);
    printList(l4);
    //swap(lst);
    //将lst与本身的元素互换。
    l3.swap(l4);
    printList(l3);
    printList(l4);
}
list 大小操作

功能描述:

对list容器的大小进行操作

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。
//大小操作
void test03(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (L1.empty()) {
        cout << "L1为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "L1不为空" << endl;
        //size();
        //返回容器中元素的个数
        cout << "L1的大小为: " << L1.size() << endl;
    }
    //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。
    L1.resize(10);
    printList(L1);
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    L1.resize(2);
    printList(L1);
}
list 插入和删除

功能描述:

对list容器进行数据的插入和删除

函数原型:

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。
//插入与删除
void test04(){
    list<int> L;
    //尾插
    push_back(elem);
    //在容器尾部加入一个元素
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    //头插
    push_front(elem);
    //在容器开头插入一个元素
    L.push_front(100);
    L.push_front(200);
    L.push_front(300);
    printList(L);
    //尾删
    pop_back();
    //删除容器中最后一个元素
    L.pop_back();
    printList(L);
    //头删
    pop_front();
    //从容器开头移除第一个元素
    L.pop_front();
    printList(L);
    //插入
    list<int>::iterator it = L.begin();
    //insert(pos,elem);
    //在pos位置插elem元素的拷贝,返回新数据的位置。
    L.insert(++it, 1000);
    printList(L);
    //200 1000 100 10 20
    //删除
    it = L.begin();
    L.erase(++it);
    printList(L);
    //200 100 10 20
    //移除
    remove(elem);
    //删除容器中所有与elem值匹配的元素。
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    printList(L);
    L.remove(10000);
    printList(L);
    //清空
    clear();
    //移除容器的所有数据
    L.clear();
    printList(L);
}
list 数据存取

功能描述:

对list容器中数据进行存取

函数原型:

front(); //返回第一个元素。
back(); //返回最后一个元素。
//数据存取
void test05(){
    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
    //front();
    //返回第一个元素。
    cout << "第一个元素为: " << L1.front() << endl;
    //back();
    //返回最后一个元素。
    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
    //用循环 ++ 直到想要的位置
}
list 反转和排序

功能描述:

将容器中的元素反转,以及将容器中的数据进行排序

函数原型:

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序
//翻转、排序
bool mycompare(int v1,int v2){
    return v1>v2;
}
void test06(){
    list<int> L;
    L.push_back(90);
    L.push_back(30);
    L.push_back(20);
    L.push_back(70);
    printList(L);
    //reverse();
    //反转链表
    L.reverse();
    cout<<"反转后:"<<endl;
    printList(L);
    //sort();
    //链表排序
    /*
    sort(L.begin(), L.end());
    即使加了#include <algorithm>也报错
    因为 链表list的迭代器不支持随机访问
    所有不支持随机访问迭代器的容器 不可以使用标准算法
    那为什么能用sort 虽然不能用全局的sort 但是其内部提供了一个内置sort
    怎么用? 用“.”调用成员函数
    */
    */   L.sort();
    printList(L);
    //默认从小到大升序
    //可以通过函数或仿函数传参去指定排序方式
    //传入函数名 进行函数回调 在最开始的for_each中就有用到
    //sort函数回调mycompare函数
    L.sort(mycompare);
    printList(L);
}
list内容完整代码
#include <iostream>
using namespace std;
#include <list>#include <algorithm>
void printList(const list<int>& l){
    for (list<int>::const_iterator it=l.begin();it!=l.end();it++)   {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
/*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。 *
///构造
void test01(){
    //list<T> lst;
    //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式:
    list<int> l1;
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    printList(l1);
    //list(beg,end);
    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
    list<int> l2(l1.begin(),l1.end());
    printList(l2);
    //list(const list &lst);
    //拷贝构造函数。
    list<int> l3(l2);
    printList(l3);
    //list(n,elem);
    //构造函数将n个elem拷贝给本身。
    list<int> l4(10,100);
    printList(l4);
}
/*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。 *
///赋值、交换
void test02(){
    list<int> l1;
    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);
    printList(l1);
    list<int> l2;
    //list& operator=(const list &lst);
    //重载等号操作符
    l2=l1;
    printList(l2);
    list<int> l3;
    //assign(beg, end);
    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
    l3.assign(l2.begin(),l2.end());
    printList(l3);
    list<int> l4;
    //assign(n, elem);
    //将n个elem拷贝赋值给本身。
    l4.assign(10,100);
    printList(l4);
    //swap(lst);
    //将lst与本身的元素互换。
    l3.swap(l4);
    printList(l3);
    printList(l4);
}
/*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。 *
///大小操作
void test03(){
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (L1.empty()) {
        cout << "L1为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "L1不为空" << endl;
        //size();
        //返回容器中元素的个数
        cout << "L1的大小为: " << L1.size() << endl;
    }
    //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。
    L1.resize(10);
    printList(L1);
    //如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
    L1.resize(2);
    printList(L1);
}
/*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。 *
///插入与删除
void test04(){
    list<int> L;
    //尾插
    push_back(elem);
    //在容器尾部加入一个元素
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    //头插
    push_front(elem);
    //在容器开头插入一个元素
    L.push_front(100);
    L.push_front(200);
    L.push_front(300);
    printList(L);
    //尾删
    pop_back();
    //删除容器中最后一个元素
    L.pop_back();
    printList(L);
    //头删
    pop_front();
    //从容器开头移除第一个元素
    L.pop_front();
    printList(L);
    //插入
    list<int>::iterator it = L.begin();
    //insert(pos,elem);
    //在pos位置插elem元素的拷贝,返回新数据的位置。
    L.insert(++it, 1000);
    printList(L);
    //200 1000 100 10 20
    //删除
    it = L.begin();
    L.erase(++it);
    printList(L);
    //200 100 10 20
    //移除
    remove(elem);
    //删除容器中所有与elem值匹配的元素。
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    printList(L);
    L.remove(10000);
    printList(L);
    //清空
    clear();
    //移除容器的所有数据
    L.clear();
    printList(L);
}
/*front();
//返回第一个元素。
back();
//返回最后一个元素。 *
///数据存取
void test05(){
    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
    //front();
    //返回第一个元素。
    cout << "第一个元素为: " << L1.front() << endl;
    //back();
    //返回最后一个元素。
    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
    //用循环 ++ 直到想要的位置
}
/*reverse();
//反转链表
sort();
//链表排序 *
///翻转、排序
bool mycompare(int v1,int v2){
    return v1>v2;
}
void test06(){
    list<int> L;
    L.push_back(90);
    L.push_back(30);
    L.push_back(20);
    L.push_back(70);
    printList(L);
    //reverse();
    //反转链表
    L.reverse();
    cout<<"反转后:"<<endl;
    printList(L);
    //sort();
    //链表排序
    /*
    sort(L.begin(), L.end());
    即使加了#include <algorithm>也报错
    因为 链表list的迭代器不支持随机访问
    所有不支持随机访问迭代器的容器 不可以使用标准算法
    那为什么能用sort 虽然不能用全局的sort 但是其内部提供了一个内置sort
    怎么用? 用“.”调用成员函数
    */
    */   L.sort();
    printList(L);
    //默认从小到大升序
    //可以通过函数或仿函数传参去指定排序方式
    //传入函数名 进行函数回调 在最开始的for_each中就有用到
    //sort函数回调mycompare函数
    L.sort(mycompare);
    printList(L);
}
int main() {
    return 0;
}
排序案例

案例描述:

将Person自定义数据类型进行排序,Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则:

按照年龄进行升序,如果年龄相同按照身高进行降序

/*案例描述:将Person自定义数据类型进行排序,Person中属性有姓名、年龄、身高排序规则:按照年龄进行升序,如果年龄相同按照身高进行降序*/#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>#include <list>
class Person{
    public:
    Person(string name,int age,int heigjht)   {
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
        this->m_Height=heigjht;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
    int m_Height;
};
bool comparePerson(Person& p1,Person& p2){
    if (p1.m_Age==p2.m_Age)   {
        return p1.m_Height>p2.m_Height;
    }
    else   {
        return p1.m_Age<p2.m_Age;
    }
}
void test01(){
    list<Person> L;
    Person p1("刘备", 35 , 175);
    Person p2("曹操", 45 , 180);
    Person p3("孙权", 40 , 170);
    Person p4("赵云", 25 , 190);
    Person p5("张飞", 35 , 160);
    Person p6("关羽", 35 , 200);
    L.push_back(p1);
    L.push_back(p2);
    L.push_back(p3);
    L.push_back(p4);
    L.push_back(p5);
    L.push_back(p6);
    for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age            << " 身高: " << it->m_Height << endl;
    }
    cout << "---------------------------------" << endl;
    //排序
    //    L.sort();
    //不知道按什么排 得指定排序规则
    L.sort(comparePerson);
    cout<<"排序后:"<<endl;
    for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age            << " 身高: " << it->m_Height << endl;
    }
}
int main() {
    test01();
    return 0;
}
cpp-image71

sort 函数会从列表的头部开始,依次比较相邻的元素,并根据比较结果来决定是否交换它们的位置。这个比较过程会一直持续,直到整个列表都被遍历,并且没有需要交换位置的元素为止。

在比较的过程中,comparePerson 函数会被调用,传入两个参数,表示当前要比较的两个元素。在本例中,比较的是两个 Person 对象 p1 和 p2。

comparePerson 函数根据你定义的规则来比较两个人的年龄和身高。首先,它会比较两个人的年龄。如果年龄相同,那么它会比较两个人的身高。根据给定的规则,年龄升序排列,身高降序排列。

如果 comparePerson 函数返回 true,表示第一个人应该排在第二个人的前面,那么它们的位置会被交换。

这个比较和交换的过程会一直重复,直到整个列表都被排序好。最终,list会按照你定义的规则(年龄升序,年龄相同的按照身高降序)排列好。

总结一下,sort 函数内部通过多次调用比较函数来比较和交换元素的位置,直到整个列表都按照指定的排序规则排列好。这是一种非常方便的方式来对自定义数据类型进行排序,只需要提供一个比较函数来定义排序规则即可。这个比较函数会被 sort 函数内部多次调用,以完成排序过程。

set、multiset

关联性容器

所有元素都会在插入时自动被排序

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

(使用时只需要包含#include 头文件即可)

void printSet(set<int>& s){
    for (set<int>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++)   {
        cout<<*it<<” ”;
    }
    cout<<endl;
}
构造与赋值:
set<T> st; //默认构造函数:
set(const set &st); //拷贝构造函数
set& operator=(const set &st); //重载等号操作符
//构造与赋值
void test01(){
    //set<T> st;
    //默认构造函数:
    set<int> s1;
    //所有的元素在插入时会自动被排序
    //不允许插入重复的值 不会报错 但是不会成功
    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);
    printSet(s1);
    //set(const set &st);
    //拷贝构造函数
    set<int> s2(s1);
    printSet(s2);
    //set& operator=(const set &st);
    //重载等号操作符
    set<int> s3=s2;
    printSet(s3);
}
大小和交换

统计set容器大小以及交换set容器

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
//大小与交换
void test02(){
    set<int> s1;
    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (s1.empty()) {
        cout << "s1为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "s1不为空" << endl;
        //size();
        //返回容器中元素的数目
        cout << "s1的大小为: " << s1.size() << endl;
    }
    set<int> s2;
    s2.insert(100);
    s2.insert(300);
    s2.insert(200);
    s2.insert(400);
    //swap(st);
    //交换两个集合容器
    cout << "交换前" << endl;
    printSet(s1);
    printSet(s2);
    cout << endl;
    cout << "交换后" << endl;
    s1.swap(s2);
    printSet(s1);
    printSet(s2);
}
插入与删除

set容器进行插入数据和删除数据

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。
//插入与删除
void test03(){
    set<int> s1;
    //插入
    insert(elem);
    //在容器中插入元素。
    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);
    printSet(s1);
    //删除
    erase(pos);
    //删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。
    s1.erase(s1.begin());
    printSet(s1);
    //重载版本 删除某个值
    s1.erase(30);
    printSet(s1);
    //清空
    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。
    //s1.erase(s1.begin(), s1.end());
    //clear();
    //清除所有元素
    s1.clear();
    printSet(s1);
}
查找与统计

对set容器进行查找数据以及统计数据

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
//查找与统计
void test04(){
    set<int> s1;
    //插入
    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);
    //查找
    //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();
    //不管找没找到 都返回迭代器
    set<int>::iterator pos = s1.find(30);
    if (pos != s1.end()) {
        cout << "找到了元素 : " << *pos << endl;
    }
    else {
        cout << "未找到元素" << endl;
    }
    //统计
    count(key);
    //统计key的元素个数
    //对于set来说没什么意义 因为set不能有重复数据(要么是0要么是1)
    int num = s1.count(30);
    cout << "num = " << num << endl;
}
set和multiset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

//set和multiset区别
void test05(){
    set<int> s;
    //转到set.insert的定义可知 其返回的是一个pair类型 其中包含一个迭代器和一个 bool
    //set插入数据的同时会返回插入结果,表示插入是否成功 就是通过这个bool反应出来的
    /*   #if __cplusplus >= 201103L   std::pair<iterator, bool>   insert(value_type&& __x) {
        std::pair<typename _Rep_type::iterator, bool> __p =       _M_t._M_insert_unique(std::move(__x));
        return std::pair<iterator, bool>(__p.first, __p.second);
    }
    #endif   */
    //那么就可以使用一个pair去接受insert的返回结果
    pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);
    if (ret.second) {
        //表示取pair中的bool域的值
        cout << "第一次插入成功!" << endl;
    }
    else {
        cout << "第一次插入失败!" << endl;
    }
    ret = s.insert(10);
    if (ret.second) {
        cout << "第二次插入成功!" << endl;
    }
    else {
        cout << "第二次插入失败!" << endl;
    }
    //multiset 不会检测数据,因此可以插入重复数据
    //在multiset.insert中 就不存在这种判断 直接返回的是一个迭代器
/*   #if __cplusplus >= 201103L     iterator     insert(value_type&& __x) {
    return _M_t._M_insert_equal(std::move(__x));
}
#endif   */   multiset<int> ms;
    ms.insert(10);
    ms.insert(10);
    for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
拓展 pair对组

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 );
//对组
void test06(){
    pair<string, int> p(string("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;
}

在病毒检测算法中有用到过这个pair

(把已输出过的结果保存 去对照寻找未重复的结果

因为是两两与两两比 用pair很不错)

cpp-image72
set容器排序

set容器默认排序规则为从小到大,那么可不可以同sort自定义排序规则一样 去改变set的排序规则?

当然

利用仿函数,可以改变排序规则

对于内置数据类型
//为什么要用类?
/*
模板类 std::set 需要指定一个数据类型作为其模板参数,而不是函数名。这是因为模板参数必须是类型。函数本身并不是类型,但C++中引入了一种称为函数对象(function object)或仿函数(functor)的概念,它是一种行为类似于函数的对象,可以像函数一样调用。函数对象是通过定义一个类并在该类中重载 operator() 来实现的。这个重载的 operator() 函数使得对象可以像函数一样被调用。 *
///仿函数本质是一个类型该怎么理解?
/*
何为类型:类型(type) 是一个用于表示数据的分类或种类的概念。类型定义了数据的属性、存储方式和允许进行的操作。每个变量、表达式和对象都有一个类型,它决定了它们可以存储什么样的数据以及可以对其执行什么样的操作。仿函数为什么是类型?因为仿函数本身是一个类(class)的实例,而类是一种用户自定义的数据类型。仿函数类中包含了一个或多个函数调用运算符(operator())的重载,使得这个类的对象可以像函数一样被调用。因此,仿函数类实际上是一个用户自定义的数据类型,它具有函数的行为。可以理解成:仿函数是一种用户自定义的数据类型,它允许我们将函数的行为封装到对象中,并通过对象的方式来调用这些行为。
*/class MyCompare{
    public:
    //为什么要加const?
    /*
    在 C++ 中,如果你希望一个成员函数能够被 const 对象调用,这个成员函数本身必须被声明为 const 成员函数。   如果不加 const,则这个成员函数只能被非 const 对象调用。   这是因为在 C++ 中,const 对象不允许修改对象的状态,所以只能调用 const 成员函数。   在这里,operator() 是一个成员函数,它用于比较两个元素的大小,并不会修改 MyCompare 对象的状态。   因此,将 operator() 声明为 const 成员函数使得它可以被 const 和非 const 对象调用,这样可以更灵活地使用这个仿函数。   总之,将 operator() 声明为 const 成员函数是一种良好的编程实践,可以提高代码的可维护性和灵活性。   这允许你在不修改对象状态的情况下使用仿函数,无论是在 const 还是非 const 上下文中。
    */
    bool operator()(int v1, int v2) const {
    return v1 > v2;
    }
};
//set自定义排序
//对于内置数据类型
void test07(){
    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
    //在插入时就已经排好了序 所以要在插入之前就指定好排序规则
    set<int,MyCompare> s2;
    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;
}
对于自定义数据类型
//对于自定义数据类型
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()(const Person& p1, const Person &p2) const {
        //按照年龄进行排序  降序
        return p1.m_Age > p2.m_Age;
    }
};
void test08(){
    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;
    }
}
自定义排序二三事

........\备份\我的笔记\4、高级语言\3、c++\STL自定义排序类型二三事.docx

map/multimap

map中所有元素都是pair

pair中第一个元素为key(键值),起到索引作用,第二个元素为value(实值)

所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质:map/multimap属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。

优点:

可以根据key值快速找到value值

map和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

void printMap(map<int,int>&m){
    for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)   {
        //取出来是两个数 第一个first第二个
        value       cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
    }
    cout << endl;
}
构造与赋值

对map容器进行构造和赋值操作

函数原型:

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
//构造与赋值
void test01(){
    //key,value  map<T1, T2> mp;
    //map默认构造函数:
    map<int,int>m;
    //匿名对组 放入map中
    m.insert(pair<int, int>(1, 10));
    m.insert(pair<int, int>(2, 20));
    m.insert(pair<int, int>(3, 30));
    printMap(m);
    // map(const map &mp);
    //拷贝构造函数
    map<int, int>m2(m);
    printMap(m2);
    map<int, int>m3;
    //map& operator=(const map &mp);
    //重载等号操作符
    m3 = m2;
    //赋值
    printMap(m3);
}

map中所有元素都是成对出现,插入数据时候要使用对组

同理 map中不能有重复的key multimap可以插重复key

map大小和交换

统计map容器大小以及交换map容器

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
//大小与交换
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));
    //empty();
    //判断容器是否为空
    if (m.empty()) {
        cout << "m为空" << endl;
    }
    else {
        cout << "m不为空" << endl;
        //size();
        //返回容器中元素的数目
        cout << "m的大小为: " << m.size() << endl;
    }
    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;
    //swap(st);
    //交换两个集合容器
    m.swap(m2);
    printMap(m);
    printMap(m2);
}
插入和删除

map容器进行插入数据和删除数据

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。
//插入与删除
void test03(){
    //插入
    insert(elem);
    //在容器中插入元素。
    map<int, int> m;
    //第一种插入方式 使用pair模板传入相应类型
    m.insert(pair<int, int>(1, 10));
    //第二种插入方式 利用自动推导 制作对组
    m.insert(make_pair(2, 20));
    //第三种插入方式 用作用域下的内置值类型访问
    m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
    //第四种插入方式 重载了[] 但是 别用[]去插数据 用于访问还是方便的
    m[4] = 40;
    printMap(m);
    //删除 erase(pos); 删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。
    m.erase(m.begin());
    printMap(m);
    // erase(key);
    //删除容器中值为key的元素。
    m.erase(3);
    printMap(m);
    //清空
    //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。
    m.erase(m.begin(),m.end());
    //clear();
    //清除所有元素
    m.clear();
    printMap(m);
}
查找和统计

对map容器进行查找数据以及统计数据

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
//查找和统计
void test04(){
    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));
    //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();
    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 count(key); 统计key的元素个数
    int num = m.count(3);
    cout << "num = " << num << endl;
}
排序

默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序,掌握如何改变排序规则

利用仿函数,可以改变排序规则

同理它也是插入时即排序

所以要在插入之前就指定好排序规则

//排序
class MyCompare {
    public:
    bool operator()(int v1, int v2) const {
        return v1 > v2;
    }
};
void test05(){
    //默认从小到大排序
    //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;
    }
}
员工分组案例
/** 公司今天招聘了10个员工(ABCDEFGHIJ),10名员工进入公司之后,需要指派员工在那个部门工作* 员工信息有: 姓名  工资组成;
部门分为:策划、美术、研发* 随机给10名员工分配部门和工资* 通过multimap进行信息的插入  key(部门编号) value(员工)* 分部门显示员工信息*/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>
using namespace std;
class Worker{
    public:
    string m_Name;
    int m_Salary;
};
void createWorker(vector<Worker>& v) {
    string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
    for (int i = 0; i != 10; ++i) {
        Worker worker;
        worker.m_Name = "员工";
        worker.m_Name += nameSeed[i];
        worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000;  //10000~19999
        v.push_back(worker);
    }
}
void setGroup(vector<Worker>& v, multimap<int, Worker>& m) {
    for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
        //产生随机部门编号
        int deptId = rand() % 3;  //0 1 2
        //部门编号和具体员工 键值一样意为在同一组
        m.insert(make_pair(deptId, *it));
    }
}
void showWorkerByGroup(multimap<int, Worker>& m) {
    //找到multimap中key为0的数据
    cout << "策划部门" << endl;
    multimap<int, Worker>::iterator pos = m.find(0);
    //统计该key共多少个 作为循环条件
    int count = m.count(0);
    for (int index = 0; index != count; ++pos, ++index)
    {
        cout<<"姓名: "<<pos->second.m_Name<<"\t工资: "<<pos->second.m_Salary<<endl;
    }
    cout<<"-----------------------------"<<endl;
    cout<<"美术部门"<<endl;
    pos = m.find(1);
    count=m.count(1);
    for (int index = 0 ; index != count ; ++pos , ++index)   {
        cout<<"姓名: "<<pos->second.m_Name<<"\t工资: "<<pos->second.m_Salary<<endl;
    }
    cout<<"-----------------------------"<<endl;
    cout<<"研发部门"<<endl;
    pos = m.find(2);
    count=m.count(2);
    for (int index = 0 ; index != count ; ++pos , ++index)   {
        cout<<"姓名: "<<pos->second.m_Name<<"\t工资: "<<pos->second.m_Salary<<endl;
    }
}
int main() {
    srand((unsigned int)time(NULL));
    //创建员工
    vector<Worker> vWorker;
    createWorker(vWorker);
    /*
    //    for (vector<Worker>::iterator it=vWorker.begin();
    it!=vWorker.end();
    ++it)
    // {
    //        cout<<"姓名"<<it->m_Name<<"工资"<<it->m_Salary<<endl;
    //    }*/
    //员工分组
    multimap<int,Worker> mWorker;
    setGroup(vWorker,mWorker);
    //分组显示员工
    showWorkerByGroup(mWorker);
    return 0;
}

函数对象

在前面自定义排序那里已经探索到了

函数不是对象

但是能有一种操作让“它”“成为”对象

——仿函数

将函数调用操作符重载 使其调用时变得很像函数调用

因此称作仿函数

本质是一个类 所以是对象

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

class MyAdd{
    public:
    int operator()(int v1,int v2)   {
        return v1+v2;
    }
};
void test01(){
    MyAdd myAdd;
    cout<<myAdd(10,10)<<endl;
}
class MyPrint{
    public:
    MyPrint(){
        this->count=0;
    }
    void operator()(string test){
        cout<<test<<endl;
        this->count++;
    }
    int count;
};
void test02(){
    MyPrint myPrint;
    myPrint("hello world");
    myPrint("hello world");
    //这个count是对于myPrint这个实例的 能对myPrint函数进行计数
    //显然函数做不到这点 函数每次调用都会重置
    //故——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
    cout<<"调用次数为:"<<myPrint.count<<endl;
}
//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 world");
}
谓词

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:

class GreaterFive{
    public:
    bool operator()(int val)   {
        return val>5;
    }
};
void test01(){
    vector<int> v;
    for (int i=0;i!=10;++i)   {
        v.push_back(i);
    }
    //查找容器中是否存在大于5的数
    //传入一个起始一个结束 以及一个谓词 这里传入一个匿名函数对象(即没实例化 )
    //若找到返回位置 否则返回end
    vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());
    if (it==v.end()) {
        cout<<"未找到"<<endl;
    }
    else {
        cout<<"找到了: "<<*it<<endl;
    }
}

二元谓词

class Mycompare{
    public:
    bool operator()(int v1,int v2){
        return v1>v2;
    }
};
//二元谓词
void test02(){
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(20);
    v.push_back(6);
    sort(v.begin(),v.end());
    for (auto it=v.begin();it!=v.end();++it) {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //    Mycompare mycompare;
    //    sort(v.begin(),v.end(),mycompare);
    //可以实例化 也可以直接用匿名
    sort(v.begin(),v.end(),Mycompare());
    for (auto it=v.begin();it!=v.end();++it) {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
内建函数对象

STL内建了一些函数对象

大致分为:

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

算术仿函数

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
//算术仿函数
void test01(){
    //template<class T> T negate<T>
    //取反仿函数
    negate<int> n;
    cout<<n(50)<<endl;
    //-50
    //只需要在模板传入一个参数 因为默认是两个相同类型的数据进行这些操作
    //template<class T> T plus<T>
    //加法仿函数
    plus<int> p;
    cout<<p(1,2)<<endl;
    //3
    //template<class T> T minus<T>
    //减法仿函数
    minus<int> m;
    cout<<m(20,9)<<endl;
    //11
    //template<class T> T multiplies<T>
    //乘法仿函数
    multiplies<int> mu;
    cout<<mu(5,8)<<endl;
    //40
    //template<class T> T divides<T>
    //除法仿函数
    divides<int> d;
    cout<<d(8,3)<<endl;
    //2
    //template<class T> T modulus<T>
    //取模仿函数
    modulus<int> mo;
    cout<<mo(8,3)<<endl;
    //2}
关系仿函数

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
void test02(){
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(40);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    for (auto it=v.begin();it!=v.end();++it){
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //不用自己写的虚函数
    //template<class T> bool greater<T>
    //大于
    sort(v.begin(),v.end(),greater<int>());
    for (auto it=v.begin();it!=v.end();++it) {
        cout<<*it<<" ";
    }
    cout<<endl;
}

用的较多的就是这个greater 因为默认是升序 这快玩降序

逻辑仿函数

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
void test03(){
    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;
}

逻辑仿函数实际应用较少,了解即可

STL- 常用算法

算法主要是由头文件 组成。

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

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

定义了一些模板类,用以声明函数对象。

遍历
for_each //遍历容器
transform //搬运容器到另一个容器中
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;
}
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());
}
查找
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
find

功能描述:

查找指定元素,找到返回指定元素的迭代器,找不到返回结束迭代器end()

函数原型:

find(iterator beg, iterator end, value);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// 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) const
    {
        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;
    }
}

利用find可以在容器中找指定的元素,返回值是迭代器

find_if

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 << "找到大于5的数字:" << *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;
    }
}

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

adjacent_find

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;
    }
}
binary_search

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;
    }
}

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

count

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);
    cout << "num = " << num << endl;
}

统计自定义数据类型时候,需要配合重载 operator==

count_if

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;
}

按值统计用count,按条件统计用count_if

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

对容器内元素进行排序

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

sort属于开发中最常用的算法之一,需熟练掌握

random_shuffle

洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

(加随机数种子)

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
void test02(){
    srand((unsigned int)time(NULL));
    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;
}

random_shuffle洗牌算法比较实用,使用时记得加随机数种子

merge(归并排序)

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
void test03(){
    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;
}

merge合并的两个容器必须的有序序列

reverse

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
void test04(){
    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;
    cout << "反转后: " << endl;
    reverse(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}
拷贝替换
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
copy

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
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;
}

如果只做拷贝有点多此一举 直接等号重载即可 主要是这个可以选定迭代器位置 相当于任意位置截取片段

replace

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
void test02(){
    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   cout << "替换后:" << endl;
    replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

replace会替换区间内满足条件的元素

replace_if

功能描述:

将区间内满足条件的元素,替换成指定元素

函数原型:

replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素,满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素
class ReplaceGreater30{
    public:
    bool operator()(int val)   {
        return val >= 30;
    }
};
void test03(){
    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;
}

replace_if按条件查找,可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

swap

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
void test04(){
    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;
}

swap交换容器时,注意交换的容器要同种类型

算术生成

算术生成算法属于小型算法

使用时包含的头文件为 #include

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

计算区间内 容器元素累计总和

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
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;
}

accumulate使用时头文件注意是 numeric,这个算法很实用

fill

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
class myPrint{
    public:
    void operator()(int val)   {
        cout << val << " ";
    }
};
void test02(){
    vector<int> v;
    v.resize(10);
    //填充
    fill(v.begin(), v.end(), 100);
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值

集合(并交叉)
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
set_intersection

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

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

set_union

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;
}

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

set_difference

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;
}

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

附件

📄 C++.docx(原 word 笔记):C++.docx


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