本文共 40527 字，大约阅读时间需要 135 分钟。

再系统地过一次，夯实基础

学习目标：

过一遍黑马程序员C/C++学习视频

---

学习内容：

一、

---

二、

---

三、

三、

---

四、

---

五、C++提高编程

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

1. 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

例如生活中的模板

一寸照片模板：

PPT模板：

1.2 函数模板

• C++另一种变成思想称为泛型编程，主要利用的技术就是模板
• C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：

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

语法：

template<typename T>函数声明或定义

解释：
template – 声明创建模板
typename – 表明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

//函数模板template<typename T>//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型void mySwap(T& a, T& b) {       T temp = a;    a = b;    b = temp;}void test01() {       int a = 10;    int b = 20;    //利用函数模板交换    //两种方式使用函数模板    //1、自动类型推导    mySwap(a, b);    //2、显示指定类型    mySwap<int>(a, b);    cout << "a = " << a << endl;    cout << "b = " << b << endl;}

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

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

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T才可以使用：

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

模板必须要确定出T的类型，才可以使用

//函数模板注意事项//2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用template<class T> //typename可以替换成classvoid func() {       cout << "func 调用" << endl;}void test01() {       func<int>();//如果不确定这个类型，就不能这么使用    //正是2的原因。}

总结：

• 使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型。

1.2.3 函数模板案例

案例描述：

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

#include<iostream>using namespace std;template<class T>void func(T& arr[]) {       for (int i = 0; i < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1); i++) {           int max = i;        for (int j = i + 1; j < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); j++) {               if (arr[max] < arr[j]) {                   max = j;            }        }        if (max!= i) {               T temp;            temp = arr[max];            arr[max] = arr[i];            arr[i] = temp;        }    }    for (int i = 0; i < (sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); i++) {           cout << arr[i] << " ";    }} int main() {        int arr[10] = {    2, 1, 3, 4, 9, 6, 7, 8, 5, 0 };     func(arr);     system("pause");     return 0; }

教程源码

template<class T>void mySwap(T& a, T& b) {       T temp = a;    a = b;    b = temp;}template<class T>void mySort(T arr[], int len) {       for (int i = 0; i < len; i++) {           int max = i;//认定最大值的下标        for (int j = i + 1; j < len; j++) {               if (arr[max] < arr[j]) {                   //更相信最大值下标                max = j;            }        }        if (max != i) {               mySwap(arr[max], arr[i]);        }    }}//提供打印数组模板template<class T>void printArray(T arr[], int len) {       for (int i = 0; i < len; i++) {           cout << arr[i] << ' ';    }    cout << endl;}void test01() {       //int arr[10] = { 2, 1, 3, 4, 9, 6, 7, 8, 5, 0 };    char charArr[] = "badcfe";    int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);    mySort(charArr, num);    printArray(charArr, num);}

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板的区别：

• 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template<class T>T myAdd(T a, T b) {   	return a + b;}void test01() {   	int a = 0;	char c = 'c';	cout << myAdd<int>(a, c) << endl;//109	cout << myAdd(a, c) << endl;//报错}

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

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

优先调用普通函数

void myPrint(int a, int b) {   	cout << "调用普通函数" << endl;}template<class T>void myPrint(T a, T b) {   	cout << "调用函数模板" << endl;}void test01() {   	int a = 10;	int b = 20;	myPrint(a, b);//调用普通函数}

通过空模板参数列表，强制调用函数模板

void test01() {   	int a = 10;	int b = 20;	//通过空模板参数列表，强制调用函数模板	myPrint<>(a, b);}

函数模板也可以发生函数重载

template<class T>void myPrint(T a, T b) {   	cout << "调用函数模板" << endl;}template<class T>void myPrint(T a, T b, T c) {   	cout << "调用函数重载模板" << endl;}void test01() {   	int a = 10;	int b = 20;	int c = 30;	myPrint(a, b, c);}

如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

void myPrint(int a, int b) {   	cout << "调用普通函数" << endl;}template<class T>void myPrint(T a, T b) {   	cout << "调用函数模板" << endl;}void test01() {   	char c1 = 'a';	char c2 = 'b';	myPrint(c1, c2);//调用函数模板}

总结： 既然提供了函数模板，最好就不熬提供普通函数，否则容易出现二义性

1.2.6 模型的局限性

局限性：

• 模板的通用性并不是万能的

例如：

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

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了。

再例如：

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

再上述代码中，如果T的数据类型是像 Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行

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

//对比两个数据是否相等函数class Person {   public:	//姓名	string name;	//年龄	int age;	Person(string name, int age) {   		this->name = name;		this->age = age;	}};template<class T>bool myCompare(T& a, T& b) {   	if (a == b)		return true;	else return false;}//利用具体化Person的版本代码，具体化优先调用template<> //模板特化bool myCompare(Person& a, Person& b) {   	if (a.name == b.name && a.age == b.age)		return true;	else return false;}void test01() {   	Person p1("Tom", 10);	Person p2("Tom", 10);	bool ret = myCompare(p1, p2);	if (ret)		cout << "p1 == p2" << endl;	else cout << "p1 != p2" << endl;}

总结：

• 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
• 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板。

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：

• 简历一个通用类，类种的成员 数据类型可以不具体制定， 用一个虚构的类型来代表

语法：

template<typename T>类

//类模板template<class NameType, class AgeType>class Person {   public:	NameType m_Name;	AgeType m_Age;	Person(NameType name, AgeType age) {   		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	void showPerson() {   		cout << "name: " << m_Name			<< "age: " << this->m_Age << endl;	}};void test01() {   	Person<string, int> p1("孙悟空", 999);	p1.showPerson();}

总结：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

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式
2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数

//类模板与函数模板的区别template<class NameType, class AgeType = int>class Person {   public:	NameType m_name;	AgeType m_age;	Person(NameType name, AgeType age) {   		this->m_name = name;		this->m_age = age;	}	void showPerson() {   		cout << "Name: " << this->m_name << "Age: " << this->m_age << endl;	}};//1、类模板没有自动类型推导使用方式//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数void test01() {   	Person<string> p("猪八戒", 999);	p.showPerson();}

总结：

• 类模板使用只能显示制定类型方式
• 类模板中的模板参数列表可以有默认参数

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建
• 类模板中的成员函数在调用时才创建

//类模板中成员函数的创建时机//类模板中成员函数在调用时才去创建class Person1 {   public:	void showPerson1() {   		cout << "Person1 show" << endl;	}};class Person1 {   public:	void showPerson2() {   		cout << "Person2 show" << endl;	}};template<class T>class MyClass {   public:	T obj;	//类模板中的成员函数	//只有调用的时候才会创建，所以可以直接编译成功，不报错	void func1() {   		obj.showPerson1();	}	void func2() {   		obj.showPerson2();	}};void test01() {   	MyClass<Person1> m;	m.func1();//可以运行	m.func2();//报错，此时判断出showPerson2()不是Person1的成员函数}

总结： 类模板中的成员函数并不是一开始就创建的，在调用时才回去创建

1.3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：

• 类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

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

//类模板对象做函数参数template<class T1, class T2>class Person {   public:	Person(T1 name, T2 age) {   		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}	void showPerson() {   		cout << "姓名： " << this->m_Name << "年龄： " << this->m_Age << endl;	}	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//1、指定传入类型void printPerson1(Person<string, int>& p) {   	p.showPerson();}void test01() {   	Person<string, int> p1("孙悟空", 100);	printPerson1(p1);}//2、参数模板化template<class T1, class T2>void printPerson2(Person<T1, T2>& p) {   	p.showPerson();	cout << "T1 的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;	cout << "T2 的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;}void test02() {   	Person<string, int> p2("猪八戒", 90);	printPerson2(p2);}//3、整个类模板化template<class T>void printPerson3(T &p) {   	p.showPerson();	cout << "T的数据类型是： " << typeid(p).name() << endl;}void test03() {   	Person<string, int> p3("唐僧", 30);	printPerson3(p3);}

总结：

• 通过类模板创建对象，可以有三种方式向函数中进行传参
• 使用比较广泛的是第一种：指定传入的类型

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意以下几点：

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

//类模板与继承template<class T>class Base {   public:	T m;};//class Son :public Base {//错误，必须知道父类中T类型，才能继承给子类class Son:public Base<int>{   };//2、如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变类模板template<class T1, class T2>class Son2 :public Base<T2> {   public:	Son2() {   		cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;		cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;	}	T1 obj;};void test01() {   	//int 传给了T1	//char 传给了T2，又传给了父类Base	Son2<int, char> s2;}

总结：如果父类是类模板，子类需要制定出父类中T的数据类型

1.3.6 类模板成员函数类外实现

学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

//类模板成员函数类外实现template<class T1, class T2>class Person {   public:	Person(T1 name, T2 age);	void showPerson();	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//构造函数的类外实现template<class T1, class T2>Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {   	this->m_Name = name;	this->m_Age = age;}template<class T1, class T2>void Person<T1, T2>::showPerson() {   	cout << "姓名： " << this->m_Name << endl;	cout << "年龄： " << this->m_Age << endl;}void test01() {   	Person<string, int> p("张三", 18);	p.showPerson();}

1.3.7 类模板份文件编写

学习目标：

• 掌握类模板成员函数份文件编写产生的问题以及解决方式

问题：

• 类模板中成员函数创建时机实在调用阶段，导致份文件编写时链接不到
• 解决方式1：直接包含.cpp源文件
• 结局方式2：将声明和实现写道统一文件中，并更改后缀名为.hpp，.hpp是约定的名称，并不是强制

解决方式1：main文件直接包含.cpp源文件

不常用

结局方式2：将声明和实现写道统一文件中，并更改后缀名为.hpp，.hpp是约定的名称，并不是强制

#include <iostream>using namespace std;#include <string>#include "person.hpp"//第二种解决方式，将 .h和.cpp中的内容写到一起，将后缀名改为.hpp文件void test01() {   	Person<string, int> p("张三", 99);	p.showPerson();}int main() {   	test01();	system("pause");	return 0;}

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

1.3.8 类模板与友元

学习目标：

• 掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现

全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可

//通过全局函数 打印Person信息template<class T1, class T2>class Person {   	//全局函数 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;};//1、全局函数在类内实现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
注意，不能直接按之前实现的来写，因为对于类中的定义，属于普通函数
在类外实现时变成了函数模板
所以需要加一个空模板参数列表 friend void printPerson<> (Person<T1, T2> p)
如果全局函数 是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在

#include <iostream>using namespace std;#include <string>//通过全局函数 打印Person信息//提前让编译器知道Person类的存在template<class T1, class T2>class Person;template<class T1, class T2>void printPerson(Person<T1, T2> p) {   	cout << "姓名： " << p.m_Name << "年龄： " << p.m_Age << endl;}template<class T1, class T2>class Person {   	//全局函数 类外实现	friend void printPerson<>(Person<T1, T2> p);public:	Person(T1 name, T2 age) {   		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;	}private:	T1 m_Name;	T2 m_Age;};//1、全局函数在类外实现//注意，不能直接按之前实现的来写，因为对于类中的定义，属于普通函数//在类外实现时变成了函数模板//所以需要加一个空模板参数列表//如果全局函数 是类外实现，需要让编译器提前知道这个函数的存在void test01() {   	Person<string, int> p("Tom", 20);	printPerson(p);}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

1.3.9 类模板案例

案例描述：实现一个通用的数组类，要求如下：

• 可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
• 将数组中的数据存储到堆区
• 构造函数中可以传入数组的容量
• 提供对应的拷贝构造函数以及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

在头文件中创建Myarray.hpp文件
在main源文件中引用

#pragma once//自己的通用数组类#include <iostream>using namespace std;template<class T>class MyArray {   public:	//有参构造	MyArray(int capacity) {   		this->m_Capacity = capacity;		this->m_Size = 0;		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];		cout << "Myarray的有参构造" << endl;	}	//析构函数	~MyArray() {   		cout << "Myarray的析构" << endl;		if (this->pAddress != nullptr) {   			delete[] this->pAddress;			this->pAddress = nullptr;		}	}	//深拷贝构造	MyArray(const MyArray& arr) {   		this->m_Capacity = m_Capacity;		this->m_Size = m_Size;		//深拷贝		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];		//将arr中的数据都拷贝过来		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {   			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];		}		cout << "Myarray的拷贝构造" << endl;	}	//operator= 防止浅拷贝	MyArray& operator=(const MyArray& arr) {   		//先判断原来堆区是否有数据，如果有，先释放		if (this->pAddress != nullptr) {   			delete[] this->pAddress;			this->pAddress = nullptr;			this->m_Capacity = 0;			this->m_Size = 0;		}		//深拷贝		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;		this->m_Size = arr.m_Size;		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {   			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];		}		cout << "Myarray的operator=" << endl;		return *this;	}private:	//指向堆区开辟的真实数组	T* pAddress;	int m_Capacity;//数组容量	int m_Size;//数组大小};

main文件中：

#include <iostream>using namespace std;#include <string>#include "MyArray.hpp"void test01() {   	MyArray<int> arr1(5);	MyArray<int> arr2(arr1);	MyArray<int> arr3(100);	arr3 = arr1;}int main() {   	test01();	system("pause");	return 0;}

后三点实现：
MyArray.hpp定义和实现

	//尾插法	void Push_Back(const T& val) {   		//判断容量是否等于大小		if (this->m_Capacity == this->m_Size) {   			cout << "容量已满" << endl;			return;		}		this->pAddress[m_Size] = val;//在数组末尾插入数据		this->m_Size++;//更新数组大小	}	//尾删法	void Pop_Back() {   		//让用户访问不到最后一个元素		if (this->m_Size == 0){   			cout << "没有数据" << endl;			return;		}		this->m_Size--;	}	//通过下标的方式访问数组中的元素 arr[0] = 100;	T& operator[](int index) {   		return this->pAddress[index];	}	//返回数组容量	int getCapacity() {   		return this->m_Capacity;	}	//返回数组大小	int getSize() {   		return this->m_Size;	}		this->m_Size--;	}	//通过下标的方式访问数组中的元素 arr[0] = 100;	T& operator[](int index) {   		return this->pAddress[index];	}	//返回数组容量	int getCapacity() {   		return this->m_Capacity;	}	//返回数组大小	int getSize() {   		return this->m_Size;	}

class.cpp文件更新：

 #include <iostream>using namespace std;#include <string>#include "MyArray.hpp"void printIntArray(MyArray<int>& arr) {   	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {   		cout << arr[i] << endl;	}}void test01() {   	MyArray<int> arr1(5);		for (int i = 0; i < 5; i++) {   		//利用尾插法向数组中插入数据		arr1.Push_Back(i);	}	cout << "arr1的打印输出为：" << endl;	printIntArray(arr1);	cout << "arr1的容量为： " << arr1.getCapacity() << endl;	cout << "arr1的大小为： " << arr1.getSize() << endl;	MyArray<int> arr2(arr1);	printIntArray(arr2);	cout << "arr2的容量为： " << arr2.getCapacity() << endl;	cout << "arr2的大小为： " << arr2.getSize() << endl;	//尾删	arr2.Pop_Back();	printIntArray(arr2);	cout << "arr2的容量为： " << arr2.getCapacity() << endl;	cout << "arr2的大小为： " << arr2.getSize() << endl;}//测试自定义数据类型class Person {   public:	Person() {   };	Person(string name, int age) {   		this->m_Age = age;		this->m_Name = name;	}	string m_Name;	int m_Age;};void printPersonArray(MyArray<Person>& arr) {   	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {   		cout << "姓名： " << arr[i].m_Name << "年龄：" 			<< arr[i].m_Age << endl;	}}void test02() {   	MyArray<Person> arr(10);	Person p1("孙悟空", 999);	Person p2("韩信", 20);	Person p3("妲己", 30);	Person p4("赵云", 40);	Person p5("安琪拉", 25);	//将数据插入到数组中	arr.Push_Back(p1);	arr.Push_Back(p2);	arr.Push_Back(p3);	arr.Push_Back(p4);	arr.Push_Back(p5);	//打印数组	printPersonArray(arr);	//输出容量	cout << "arr的容量为： " << arr.getCapacity() << endl;	cout << "arr的大小为： " << arr.getSize() << endl;}int main() {   	test02();	system("pause");	return 0;}

2. STL初识

2.1 STL基本概念

• 长久以来，软件界一致希望简历一种可重复利用的东西
• C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升
• 大多数情况下，数据结构和算法都未能又一套标准，导致被迫从事大量重复工作
• 为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了STL

2. 2 STL基本概念

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

2.3 STL六大组件

STL大体分类六大组件，分别是：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等，用来存放数据
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
5. 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
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理

2.4 STL中容器、算法、迭代器

容器：

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、集合或映射表等

这些容器分为序列容器和关联式容器两种：

• **序列式容器：**强调值的排序，序列式容器中得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：

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门的学科叫做Algorithms

算法分为：质变算法和非质变算法

• 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容，例如拷贝、替换，删除等
• 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器：

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

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持++、==、!=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、!=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、–
随机访问迭代器	读写操作，可以以条约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

2.5 容器算法迭代器初识

STL中最常用的容器时vecor，可以理解为数组。

2.5.2 vector存放内置数据类型

容器：vector
算法：for_each
迭代器：vector<int>::iterator

#include <iostream>using namespace std;#include <string>#include <algorithm>#include <vector>//vector容器存放内置数据类型void myPrint(int val) {   	cout << val << endl;}void test01() {   	vector<int> v;	v.push_back(10);	v.push_back(20);	v.push_back(30);	v.push_back(40);	//通过迭代器访问容器中的数据	vector<int>::iterator itBegin = v.begin();//起始迭代器 指向容器中第一个元素	vector<int>::iterator itEnd = v.end();//结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置	//第一种遍历方式	while (itBegin != itEnd) {   		cout << *itBegin << endl;		itBegin++;	}	//第二种遍历方式	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << endl;	}	//第三种遍历方式 利用STL遍历算法	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);}

2.5.2 vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

//vector容器中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 test01() {   	vector<Person> v;	Person p1("aaa", 10);	Person p2("bbb", 10);	Person p3("ccc", 10);	Person p4("ddd", 10);	Person p5("eee", 10);	//向容器中添加数据	v.push_back(p1);	v.push_back(p2);	v.push_back(p3);	v.push_back(p4);	v.push_back(p5);	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << "姓名： " << (*it).m_Name << endl;		cout << "年龄： " << it->m_Age << endl;	}}//存放自定义数据指针void test02() {   	vector<Person*> v;	Person p1("aaa", 10);	Person p2("bbb", 10);	Person p3("ccc", 10);	Person p4("ddd", 10);	Person p5("eee", 10);	//向容器中添加数据	v.push_back(&p1);	v.push_back(&p2);	v.push_back(&p3);	v.push_back(&p4);	v.push_back(&p5);	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << "姓名： " << (*it)->m_Name << endl;		cout << "年龄： " << (*it)->m_Age << endl;	}}

2.5.3 vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，将所有数据进行遍历输出

//容器嵌套容器void test01() {   	vector<vector<int>> v;	//创建小容器	vector<int> v1;	vector<int> v2;	vector<int> v3;	vector<int> v4;	//向小容器中添加数据	for (int i = 0; i < 4; i++) {   		v1.push_back(i + 1);		v2.push_back(i + 2);		v3.push_back(i + 3);		v4.push_back(i + 4);	}	//将小容器插入到大的容器中	v.push_back(v1);	v.push_back(v2);	v.push_back(v3);	v.push_back(v4);	//通过大容器将所有的数据遍历一遍	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {   			cout << *vit << ' ';		}		cout << endl;	}}

3. STL常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质：

• string是C++风格的字符串，而string类本质是一个类

string和char*区别：

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

特点：
string类内封装了很多成员方法

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

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

3.1.2 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

//string的构造函数void test01() {   	string s1;//默认构造	const char* str = "hello world";	string s2(str);	cout << "s2 = " << s2 << endl;	string s3(s2);	cout << "s3 = " << s3 << endl;	string s4(10, 'a');	cout << "s4 = " << s4 << endl;}

3.1.3 string赋值操作

功能描述：

• 给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

• 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赋值给当前的字符串
• 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

//string的赋值操作//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赋值给当前的字符串//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void test01() {   	string str1;	str1 = "hello world";	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str2;	str2 = str1;	cout << "str2 = " << str2 << endl;	string str3;	str3 = 'a';	cout << "str3 = " << str3 << endl;	string str4;	str4.assign("hello C++");	cout << "str4 = " << str4 << endl;	string str5;	str5.assign("hello C++", 5);	cout << "str5 = " << str5 << endl;	string str6;	str6.assign(5, 'a');	cout << "str6 = " << str6 << endl;	string str7;	str7.assign(str5);	cout << "str7 = " << str7 << endl;}

3.1.4 string字符串拼接

功能描述：

• 实现字符串末尾凭借字符串

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

//string字符串拼接操作void test01() {   	string str1 = "我";	str1 += "爱玩儿游戏";	cout << "str1 = " << str1 << endl;	str1 += ':';	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str2 = "Lol DNF";	str1 += str2;	cout << "str1 = " << str1 << endl;	string str3 = "I";	str3.append(" Love");	cout << "str3 = " << str3 << endl;	str3.append(" game abcde", 5);	cout << "str3 = " << str3 << endl;	str3.append(str2);	cout << "str3 = " << str3 << endl;	str3.append(str2, 4, 6);	cout << "str3 = " << str3 << endl;}

3.1.5 string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• 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第一次出现的位置，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第一次出现的位置
• int rfind(const string& str, int pos = npos) const//查找str最后一次的位置，从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos = npos) const;//查找s最后一次出现的位置，从pos开始查找
• int rfind(const* 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最后一次出现的位置
• string& replace(int pos, int n, const string& str);//替换从pos开始的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个字符串为字符串s

rfind和find的区别：
rfind：从右往左查找
find：从左往右查找
查找

//1、查找void test01() {   	string str1 = "abcdefgde";	int pos = str1.find("de");	cout << "find pos = " << pos << endl;//pos = 3	//rfind()	pos = str1.rfind("de");	cout << "rfind pos = " << pos << endl;//pos = 7}

替换

//2、替换void test01() {   	string str1 = "abcdefgde";	//从一号位置起的三个字符替换为 “1111”	str1.replace(1, 3, "1111");	cout << "str1 = " << str1 << endl;}

总结：

• find查找是从左往右，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，要制定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

3.1.6 string字符串比较

功能描述：

• 字符串之间的比较

比较方式：

• 字符串比较是按字符串的ADCII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

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

3.1.7 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

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

//string字符存取void test01() {   	string str = "hello";	cout << "str = " << str << endl;	cout << str[1] << endl;	cout << str.at(1) << endl;	//修改单个字符	str[0] = 'X';	str.at(1) = 'X';	cout << str << endl;}

3.1.8 string 插入和删除

功能描述：

• 对string字符串进行插入和删除操作

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

//string字符存取void test01() {   	string str = "hello";	cout << "str = " << str << endl;	cout << str[1] << endl;	cout << str.at(1) << endl;	//修改单个字符	str[0] = 'X';	str.at(1) = 'X';	cout << str << endl;}

3.1.9 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

void test01() {   	string str = "abcdef";	string subStr = str.substr(1, 3);	cout << "subStr = " << subStr;//bcd}//使用操作void test02() {   	string email = "hello@sina.com";	//从邮箱地址中获取用户名信息	int pos = email.find('@');	string name = email.substr(0, pos);	cout << name << endl;}

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也成为单端数组

vector与普通数组的区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原有数据拷贝到新空间，释放原空间
  
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 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

void printVector(vector<int>& v) {   	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}void test01() {   	vector<int> v1;//默认构造 无参构造	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	//通过区间的方式进行构造	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());	printVector(v2);	//n个elem方式构造	vector<int> v3(10, 100);	printVector(v3);	//拷贝构造	vector<int> v4(v3);	printVector(v4);}

3.2.3 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

void printVector(vector<int>& v) {   	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}//vector的赋值void test01() {   	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	//赋值 operator=	vector<int> v2;	v2 = v1;	printVector(v2);	//assign	vector<int> v3;	v3.assign(v1.begin(), v1.end());	printVector(v3);	vector<int> v4;	v4.assign(10, 100);	printVector(v4);}

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• 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，则以默认值填充新的位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
• resize(int num, else);//重新指定容器的长度为num,若容器边长，则以elem值填充新的位置；如果容器变短，则末尾超出长度的元素被删除

void printVector(vector<int>& v) {   	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}//vector容器的容量和大小操作void test01() {   	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		v1.push_back(i);	}	printVector(v1);	if (v1.empty()) {   		cout << "v1为空" << endl;	}	else {   		cout << "v1不为空" << endl;		cout << "v1的容量为： " << v1.capacity() << endl;		cout << "v1的大小为： " << v1.size() << endl;	}	//重新指定大小	v1.resize(15);//v1.resize(15, 100)指定用100填充	printVector(v1);//如果重新指定的长度过长，默认用0填充新的位置	v1.resize(5);	printVector(v1);//如果重新指定的长度短了，超出部分会被删掉}

• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 返回容器容量 — capacity
• 重新指定大小 — resize

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• 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 printVector(vector<int>& v) {   	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}//插入和删除void test01() {   	vector<int> v1;	//尾插	v1.push_back(10);	v1.push_back(20);	v1.push_back(30);	v1.push_back(40);	v1.push_back(50);	//遍历	printVector(v1);	//尾删	v1.pop_back();	printVector(v1);//删除了50	//插入 第一个参数为迭代器	v1.insert(v1.begin(), 100);	printVector(v1);	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);	printVector(v1);	//删除 参数也是迭代器	v1.erase(v1.begin());	printVector(v1);	//清空	//v1.erase(v1.begin(), v1.end());	v1.clear();	printVector(v1);}

3.2.6 vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx);//返回索引idx所指的数据
• operator[];//返回索引所指的数据
• 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

//vector容器 数据存取void test01() {   	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		v1.push_back(i);	}	//利用[]访问	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		cout << v1[i] << " ";	}	cout << endl;	//利用at()方式访问	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		cout << v1.at(i) << ' ';	}	cout << endl;	//获取第一个元素	cout << "第一个元素为： " << v1.front() << endl;	//获取最后一个元素	cout << "最后一个元素为： " << v1.back() << endl;}

3.2.7 vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec);//将vec与本身的元素互换

void printVector(vector<int>& v) {   	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}//vector互换容器//1、基本使用void test01() {   	vector<int> v1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		v1.push_back(i);	}	cout << "交换前" << endl;	printVector(v1);	vector<int> v2;	for(int i = 10; i > 0; i--){   		v2.push_back(i);	}	v1.swap(v2);	cout << "交换后: " << endl;	printVector(v1);}//2、实际用途//巧用swap可以收缩内存空间void test02() {   	vector<int> v;	for (int i = 0; i < 100000; i++) {   		v.push_back(i);	}	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;	v.resize(3);//重新制定大小	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;//容量没变，依然很大，空间浪费	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;	//巧用swap()收缩内存	vector<int>(v).swap(v);	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;}

代码解释：
vector<int>(v).swap(v);
vector<int>(v):匿名对象，利用v创建一个新的对象，但是没有名称，按v所用的元素个数来初始化匿名对象的大小，所以为 3。
.swap(v):做了容器的交换，指向容器的指针做了互换。然后因为匿名对象，匿名对象的内存被自动释放，达到了收缩内存的效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态阔含容量时的扩展次数

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

//vector容器 预留空间void test01() {   	vector<int> v;	//不使用reserve时num = 30;	//使用reserve后，num = 1;	v.reserve(100001);	int num = 0;//同积开辟次数	int* p = nullptr;	for (int i = 0; i < 100000; i++) {   		v.push_back(i);		if (p != &v[0]) {   			p = &v[0];			num++;		}	}	cout << "num = " << num << endl;}

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

功能：

• 双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与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会比vector快
• vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关

deque内部工作原理：

deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据

中控器维护的时每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

• deque容器的迭代器也支持随机访问

3.3.2 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

#include <deque>void printDeque(const deque<int>& d) {   //限定只读状态	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {   		//通过const，使得容器中的数据不可以修改		//*it = 100;报错		cout << *it << ' ';	}	cout << endl;}//deque构造函数void test01() {   	deque<int> d1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	deque<int> d2(d1.begin(), d1.end());	printDeque(d2);	deque<int> d3(10, 100);	printDeque(d3);	deque<int> d4(d3);	printDeque(d4);}

3.3.3 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

//deque容器赋值操作void test01() {   	deque<int> d1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	// operator=赋值	deque<int> d2 = d1;	printDeque(d2);	//assign	deque<int> d3;	d3.assign(d1.begin(), d1.end());	printDeque(d3);	//n	deque<int> d4;	d4.assign(10, 100);	printDeque(d4);}

3.3.4 deque大小操作

功能描述：

• 对deque容器的大小进行操作

函数原型：

• 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，则以默认值填充新的位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
• deque.resize(int num, else);//重新指定容器的长度为num,若容器边长，则以elem值填充新的位置；如果容器变短，则末尾超出长度的元素被删除

//deque容器大小操作void test01() {   	deque<int> d1;	for (int i = 0; i < 10; i++) {   		d1.push_back(i);	}	printDeque(d1);	if (d1.empty()) {   		cout << "d1为空" << endl;	}	else {   		cout << "d1不为空" << endl;		cout << "d1的大小： " << d1.size() << endl;		//deque容器没有容量概念	}	//重新指定大小	//d1.resize(15, 1),指定用1填充	d1.resize(15);	printDeque(d1);	d1.resize(5);	printDeque(d1);}

3.3.5 deque插入和删除

功能描述：

• 向dequer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[ebg, 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

//deque容器插入和删除//两端操作void test01() {   	deque<int> d1;	//尾插	d1.push_back(10);	d1.push_back(20);	//头插	d1.push_front(100);	d1.push_front(200);	printDeque(d1);	//尾删	d1.pop_back();	printDeque(d1);	//头删	d1.pop_front();	printDeque(d1);}void test02() {   	deque<int> d1;	d1.push_back(10);	d1.push_back(20);	d1.push_front(100);	d1.push_front(200);	printDeque(d1);	//insert()插入	d1.insert(d1.begin(), 1000);	printDeque(d1);	d1.insert(d1.begin(), 2, 10000);	printDeque(d1);	//按照区间进行插入	deque<int> d2;	d2.push_back(1);	d2.push_back(2);	d2.push_back(3);	d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end());	printDeque(d1);}//删除void test03() {   	deque<int> d1;	d1.push_back(10);	d1.push_back(20);	d1.push_front(100);	d1.push_front(200);	deque<int>::iterator it = d1.begin();	it++;	//删除	//d1.erase(d1.begin());	d1.erase(it);	printDeque(d1);	//按照区间方式删除	d1.erase(d1.begin(), d1.end());	printDeque(d1);	d1.clear();	printDeque(d1);}

3.3.6 deque数据存取

功能描述：

• 对deque中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[];//返回索引所指的数据
• 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

//deque容器的存取操作void test01() {   	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_back(30);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	d.push_front(300);	//通过[]方式访问元素	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {   		cout << d[i] << " ";	}	cout << endl;	//通过at方式访问元素	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {   		cout << d.at(i) << ' ';	}	cout << endl;	cout << "第一个元素为： " << d.front() << endl;	cout << "最后一个元素为： " << d.back() << endl;}

3.3.7 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

//deque容器排序void test01() {   	deque<int> d;	d.push_back(10);	d.push_back(20);	d.push_back(30);	d.push_front(100);	d.push_front(200);	d.push_front(300);	printDeque(d);	//排序	//对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以利用sort算法直接对其进行排序	//vector容器也可以利用sort进行排序	sort(d.begin(), d.end());	printDeque(d);}

3.4 案例-评委打分

3.4.1 案例描述

有五名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除最低分，取平均分

3.4.2 实现步骤

1. 创建五名选手，放到vector中
2. 遍历vector容器中，取出每一个选手，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，去除最高分和最低分
4. deque容器遍历一遍，累加总分
5. 获取平均分

#include <iostream>using namespace std;#include <algorithm>#include <string>#include <deque>#include <vector>#include <ctime>class Person {   public:	Person(string name, int score) {   		this->m_Name = name;		this->m_score = score;	}	string m_Name;	int m_score;};void creatPerson(vector<Person>& v) {   	string nameSeed = "ABCDE";	for (int i = 0; i < 5; i++) {   		string name = "选手";		name += nameSeed[i];		name += '\t';		int score = 0;		Person p(name, score);		//将创建的Person对象，放入到容器中		v.push_back(p);	}}//打分void setScore(vector<Person>& v) {   	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		//将评委的分数放入deque容器中		deque<int> d;		for (int i = 0; i < 10; i++) {   			int score = rand() % 40 + 60 + 1; // 60~100			d.push_back(score);		}		//测试		//cout << "选手：" << it->m_Name << "打分：" << endl;		//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++) {   		//	cout << *dit << ' ';		//}		//cout << endl;		//排序，去除最高最低分		sort(d.begin(), d.end());		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();		//将平均分赋值给选手		it->m_score = avg;	}}void showScore(vector<Person>& v) {   	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   		cout << "姓名：" << it->m_Name << "平均分：" << it->m_score << endl;	}}int main() {   	//随机数种子	srand((unsigned int)time(nullptr));	//1、创建5名选手	//存放选手的容器	vector<Person> v;	creatPerson(v);	//测试	//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {   	//	cout << "姓名： " << (*it).m_Name << "分数： " << (*it).m_score << endl;	//}	//2、给5名选手打分	setScore(v);	//3、显示最后得分	showScore(v);	system("pause");	return 0;}

3.5 stack容器

3.5.1 stack基本概念

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

3.6 queue容器

3.6.1 queue 基本概念

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

3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

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

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

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是两个最常用的容器，各有优缺点

3.7.2 list构造函数

功能描述：

• 创建list容器

函数原型：

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

#include <list>void printList(const list<int>& L) {   	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {   		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//list容器的狗塑造函数void test01() {   	list<int> L1;	//添加数据	L1.push_back(10);	L1.push_back(20);	L1.push_back(30);	L1.push_back(40);	//遍历容器	printList(L1);	//添加数据	list<int> L2(L1.begin(), L1.end());	printList(L2);	//拷贝构造	list<int> L3(L2);	printList(L3);	//n个elem	list<int> L4(10, 1000);	printList(L4);}

3.7.3 list赋值和交换

功能描述：

• 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

• assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给自身
• 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

//list容器的赋值和交换void test01() {   	list<int>l1;	l1.push_back(10);	l1.push_back(20);	l1.push_back(30);	l1.push_back(40);	printList(l1);	list<int> l2;	l2 = l1;//operator=	printList(l2);	list<int> l3;	l3.assign(l2.begin(), l2.end());	printList(l3);	list<int> l4;	l4.assign(10, 100);	printList(l4);}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;	l2.assign(10, 100);	cout << "交换前：" << endl;	printList(l1);	printList(l2);	cout << "交换后：" << endl;	l2.swap(l1);	printList(l1);	printList(l2);}

3.7.4 list大小操作

功能描述：

• 对list容器的大小进行操作

3.7.5 list插入和删除

功能描述：

• 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

• 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

void printList(const list<int>& L) {   	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {   		cout << *it << " ";	}	cout << endl;}//list插入和删除void test01() {   	list<int> l;	//尾插	l.push_back(10);	l.push_back(20);	l.push_back(30);	//头插	l.push_front(100);	l.push_front(200);	l.push_front(300);	printList(l);	//尾删	l.pop_back();	printList(l);	//头删	l.pop_front();	printList(l);	//insert插入	l.insert(l.begin(), 1000);	printList(l);	//删除	l.erase(l.begin());	printList(l);	//移除	//remove删除List中所有匹配的值	l.push_back(10000);	printList(l);	l.remove(10000);	printList(l);	//清空	l.clear();	printList(l);}

3.7.6 list数据存取

功能描述：

• 对list容器中数据进行存取

函数原型：

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

void test01() {   	list<int> l;	l.push_back(10);	l.push_back(20);	l.push_back(30);	l.push_back(40);	//l[0] 不可以用[]访问list容器中的元素	//l.at(0) 不可以用at方式访问list容器中的元素	//原因是list本质是链表，不是用连续线性空间存储数据，迭代器也不支持随机访问	cout << "第一个元素为：" << l.front() << endl;	cout << "第二个元素为：" << l.back() << endl;	//验证迭代器不支持随机访问	list<int>::iterator it = l.begin();	it++;//支持双向	it--;	it = it + 1;//报错 不支持随机}

3.7.7 list反转和排序

功能描述：

• 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

• reverse();//反转链表
• sort();//链表排序

bool myCompare(int v1, int v2) {   	//降序 就让第一个数大于第二个数	return v1 > v2;}//反转和排序void test01() {   	list<int> l;	l.push_back(10);	l.push_back(30);	l.push_back(2);	l.push_back(15);	printList(l);	//反转	l.reverse();	printList(l);	//排序	l.sort();//默认升序	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以用标准算法	//sort(l.begin(), l.end());//报错	printList(l);		//降序	l.sort(myCompare);	printList(l);}

总结：

• 反转 — reverse
• 排序 — sort(成员函数)

3.7.8 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有幸免给、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

class Person {   public:	Person(string name, int age, int height) {   		this->m_Name = name;		this->m_Age = age;		this->m_Height = height;	}	string m_Name;	int m_Age;	int m_Height;};//指定排序规则bool comparePerson(Person& p1, Person& p2) {   	//按照年龄 升序	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {   		//年龄相同 按照身高降序		return p1.m_Height > p2.m_Height;	}	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);	//插入数据	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>::const_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;	}	//排序	cout << "---------------------------------" << endl;	cout << "排序后：" << endl;		l.sort(comparePerson);	for (list<Person>::const_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;	}}

总结：

• 对于自定义数据类型，必须指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序
• 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定

五、

---

六、

---

七、

---

学习产出：

1、github 啃STL简化项目，能够自己实现STL相关项目
2、做一个微信小程序，具体功能暂定