STL有三大核心部分:容器(Container)、算法(Algorithms)、迭代器(Iterator),容器适配器(container adaptor),函数对象(functor),除此之外还有STL其他标准组件。通俗的讲:
容器:装东西的东西,装水的杯子,装咸水的大海,装人的教室……STL里的容器是可容纳一些数据的模板类。
算法:就是往杯子里倒水,往大海里排污,从教室里撵人……STL里的算法,就是处理容器里面数据的方法、操作。
迭代器:往杯子里倒水的水壶,排污的管道,撵人的那个物业管理人员……STL里的迭代器:遍历容器中数据的对象。对存储于容器中的数据进行处理时,迭代器能从一个成员移向另一个成员。他能按预先定义的顺序在某些容器中的成员间移动。对普通的一维数组、向量、双端队列和列表来说,迭代器是一种指针。
下面让我们来看看专家是怎么说的:
容器(container):容器是数据在内存中组织的方法,例如,数组、堆栈、队列、链表或二叉树(不过这些都不是STL标准容器)。STL中的容器是一种存储T(Template)类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身,如果数据类型T代表的是Class的话。
算法(algorithm):算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如,有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中,算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反,它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于STL容器,而且可以用于普通的C++数组或任何其他应用程序指定的容器。
迭代器(iterator):一旦选定一种容器类型和数据行为(算法),那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把达代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器,使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分,因为它将算法和容器连在一起。
下面我将依次介绍STL的这三个主要组件。
1. 容器
STL中的容器有队列容器和关联容器,容器适配器(congtainer adapters:stack,queue,priority queue),位集(bit_set),串包(string_package)等等。
在本文中,我将介绍list,vector,deque等队列容器,和set和multisets,map和multimaps等关联容器,一共7种基本容器类。
队列容器(顺序容器):队列容器按照线性排列来存储T类型值的集合,队列的每个成员都有自己的特有的位置。顺序容器有向量类型、双端队列类型、列表类型三种。
u 基本容器——向量
向量(vector容器类):#include
· 默认构造函数,构造一个初始长度为0的空向量,如:vector
· 带有单个整形参数的构造函数,此参数描述了向量的初始大小。这个构造函数还有一个可选的参数,这是一个类型为T的实例,描述了各个向量种各成员的初始值;如:vector
· 复制构造函数,构造一个新的向量,作为已存在的向量的完全复制,如:vector
· 带两个常量参数的构造函数,产生初始值为一个区间的向量。区间由一个半开区间[first,last) 来指定。如:vector
下面一个例子用的是第四种构造方法,其它的方法读者可以自己试试。
1. //程序:初始化演示
2. #include
3. #include
4. #include
5. using namespace std;
6.
7. int ar[10] = { 12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55 };
8. char* str = "Hello World";
9.
10. int main()
11. {
12. vector <int> vec1(ar, ar+10); //first=ar,last=ar+10,不包括ar+10
13. vector < char > vec2(str,str+strlen(str)); //first=str,last= str+strlen(str),
14. cout<<"vec1:"<
15. //打印vec1和vec2,const_iterator是迭代器,后面会讲到
16. //当然,也可以用for (int i=0; i
17. //size()是vector的一个成员函数
18. for(vector<int>::const_iterator p=vec1.begin();p!=vec1.end(); ++p)
19. cout<<*p;
20. cout<<'/n'<<"vec2:"<
21. for(vector< char >::const_iterator p1=vec2.begin();p1!=vec2.end(); ++p1)
22. cout<<*p1;
23. cout<<'/n';
24. return 0;
25. }
为了帮助理解向量的概念,这里写了一个小例子,其中用到了vector的成员函数:begin(),end(),push_back(),assign(),front(),back(),erase(),empty(),at(),size()。
1. #include
2. #include
3. using namespace std;
4.
5. typedef vector<int> INTVECTOR;//自定义类型INTVECTOR
6. //测试vector容器的功能
7.
8. int main()
9. {
10. //vec1对象初始为空
11. INTVECTOR vec1;
12. //vec2对象最初有10个值为6的元素
13. INTVECTOR vec2(10,6);
14. //vec3对象最初有3个值为6的元素,拷贝构造
15. INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3);
16. //声明一个名为i的双向迭代器
17. INTVECTOR::iterator i;
18. //从前向后显示vec1中的数据
19. cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<
20. for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
21. cout << *i << " ";
22. cout << endl;
23. //从前向后显示vec2中的数据
24. cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<
25. for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
26. cout << *i << " ";
27. cout << endl;
28. //从前向后显示vec3中的数据
29. cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<
30. for (i =vec3.begin(); i !=vec3.end(); ++i)
31. cout << *i << " ";
32. cout << endl;
33. //测试添加和插入成员函数,vector不支持从前插入
34. vec1.push_back(2);//从后面添加一个成员
35. vec1.push_back(4);
36. vec1.insert(vec1.begin()+1,5);//在vec1第一个的位置上插入成员5
37. //从vec1第一的位置开始插入vec3的所有成员
38. vec1.insert(vec1.begin()+1,vec3.begin(),vec3.end());
39. cout<<"after push() and insert() now the vec1 is:" <
40. for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
41. cout << *i << " ";
42. cout << endl;
43. //测试赋值成员函数
44. vec2.assign(8,1); // 重新给vec2赋值,8个成员的初始值都为1
45. cout<<"vec2.assign(8,1):" <
46. for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)
47. cout << *i << " ";
48. cout << endl;
49. //测试引用类函数
50. cout<<"vec1.front()="<
51. cout<<"vec1.back()="<
52. cout<<"vec1.at(4)="<
53. cout<<"vec1[4]="<
54. //测试移出和删除
55. vec1.pop_back();//将最后一个成员移出vec1
56. vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);//删除成员
57. cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <
58. for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)
59. cout << *i << " ";
60. cout << endl;
61. //显示序列的状态信息
62. cout<<"vec1.size(): "<
63. cout<<"vec1.empty(): "<
64. }
push_back()是将数据放入vector(向量)或deque(双端队列)的标准函数。Insert()是一个与之类似的函数,然而它在所有容器中都可以使用,但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一,以便让循环正确运行--它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。
在Java里面也有向量的概念。Java中的向量是对象的集合。其中,各元素可以不必同类型,元素可以增加和删除,不能直接加入原始数据类型。
u 双端队列(qeque容器类):
deque(读音:deck,意即:double queue,#include
1. #include
2. #include
3. using namespace std;
4.
5. typedef deque<int> INTDEQUE;//有些人很讨厌这种定义法,呵呵
6.
7. //从前向后显示deque队列的全部元素
8. void put_deque(INTDEQUE deque, char *name)
9. {
10. INTDEQUE::iterator pdeque;//仍然使用迭代器输出
11. cout << "The contents of " << name << " : ";
12. for(pdeque = deque.begin(); pdeque != deque.end(); pdeque++)
13. cout << *pdeque << " ";//注意有 "*"号哦,没有"*"号的话会报错
14. cout<
15. }
16.
17. //测试deqtor容器的功能
18. int main()
19. {
20. //deq1对象初始为空
21. INTDEQUE deq1;
22. //deq2对象最初有10个值为6的元素
23. INTDEQUE deq2(10,6);
24. //声明一个名为i的双向迭代器变量
25. INTDEQUE::iterator i;
26. //从前向后显示deq1中的数据
27. put_deque(deq1,"deq1");
28. //从前向后显示deq2中的数据
29. put_deque(deq2,"deq2");
30. //从deq1序列后面添加两个元素
31. deq1.push_back(2);
32. deq1.push_back(4);
33. cout<<"deq1.push_back(2) and deq1.push_back(4):"<
34. put_deque(deq1,"deq1");
35. //从deq1序列前面添加两个元素
36. deq1.push_front(5);
37. deq1.push_front(7);
38. cout<<"deq1.push_front(5) and deq1.push_front(7):"<
39. put_deque(deq1,"deq1");
40. //在deq1序列中间插入数据
41. deq1.insert(deq1.begin()+1,3,9);
42. cout<<"deq1.insert(deq1.begin()+1,3,9):"<
43. put_deque(deq1,"deq1");
44. //测试引用类函数
45. cout<<"deq1.at(4)="<
46. cout<<"deq1[4]="<
47. deq1.at(1)=10;
48. deq1[2]=12;
49. cout<<"deq1.at(1)=10 and deq1[2]=12 :"<
50. put_deque(deq1,"deq1");
51. //从deq1序列的前后各移去一个元素
52. deq1.pop_front();
53. deq1.pop_back();
54. cout<<"deq1.pop_front() and deq1.pop_back():"<
55. put_deque(deq1,"deq1");
56. //清除deq1中的第2个元素
57. deq1.erase(deq1.begin()+1);
58. cout<<"deq1.erase(deq1.begin()+1):"<
59. put_deque(deq1,"deq1");
60. //对deq2赋值并显示
61. deq2.assign(8,1);
62. cout<<"deq2.assign(8,1):"<
63. put_deque(deq2,"deq2");
64. }
上面我们演示了deque如何进行插入删除等操作,像erase(),assign()是大多数容器都有的操作。关于deque的其他操作请参阅其他书籍。
u 表(List容器类)
List(#include)又叫链表,是一种双线性列表,只能顺序访问(从前向后或者从后向前),图2是list的数据组织形式。与前面两种容器类有一个明显的区别就是:它不支持随机访问。要访问表中某个下标处的项需要从表头或表尾处(接近该下标的一端)开始循环。而且缺少下标预算符:operator[]。
图2
同时,list仍然包涵了erase(),begin(),end(),insert(),push_back(),push_front()这些基本函数,下面我们来演示一下list的其他函数功能。merge():合并两个排序列表;splice():拼接两个列表;sort():列表的排序。
1. #include
2. #include
3. #include
4. using namespace std;
5.
6. void PrintIt(list<int> n)
7. {
8. for(list<int>::iterator iter=n.begin(); iter!=n.end(); ++iter)
9. cout<<*iter<<" ";//用迭代器进行输出循环
10. }
11.
12. int main()
13. {
14. list<int> listn1,listn2; //给listn1,listn2初始化
15. listn1.push_back(123);
16. listn1.push_back(0);
17. listn1.push_back(34);
18. listn1.push_back(1123); //now listn1:123,0,34,1123
19. listn2.push_back(100);
20. listn2.push_back(12); //now listn2:12,100
21. listn1.sort();
22. listn2.sort(); //给listn1和listn2排序
23. //now listn1:0,34,123,1123 listn2:12,100
24. PrintIt(listn1);
25. cout<
26. PrintIt(listn2);
27. listn1.merge(listn2); //合并两个排序列表后,listn1:0,12,34,100,123,1123
28. cout<
29. PrintIt(listn1);
30. }
上面并没有演示splice()函数的用法,这是一个拗口的函数。用起来有点麻烦。图3所示是splice函数的功能。将一个列表插入到另一个列表当中。list容器类定义了splice()函数的3个版本:
splice(position,list_value);
splice(position,list_value,ptr);
splice(position,list_value,first,last);
list_value是一个已存在的列表,它将被插入到源列表中,position是一个迭代参数,他当前指向的是要进行拼接的列表中的特定位置。
图3
listn1:123,0,34,1123 listn2:12,100
执行listn1.splice(find(listn1.begin(),listn1.end(),0),listn2);之后,listn1将变为:123,12,100,34,1123。即把listn2插入到listn1的0这个元素之前。其中,find()函数找到0这个元素在listn1中的位置。值得注意的是,在执行splice之后,list_value将不复存在了。这个例子中是listn2将不再存在。
第二个版本当中的ptr是一个迭代器参数,执行的结果是把ptr所指向的值直接插入到position当前指向的位置之前.这将只向源列表中插入一个元素。
第三个版本的first和last也是迭代器参数,并不等于list_value.begin(),list_value.end()。First指的是要插入的列的第一个元素,last指的是要插入的列的最后一个元素。
如果listn1:123,0,34,1123 listn2:12,43,87,100 执行完以下函数之后
listn1.splice(find(listn1.begin(),listn1.end(),0),++listn2.begin(),--listn2.end());
listn1:123,43,87,0,34,1123 listn2:12,100
以上,我们学习了vector,deque,list三种基本顺序容器,其他的顺序容器还有:slist,bit_vector等等。
u 集和多集(set 和multiset 容器类):
一个集合(#include
在集中,所有的成员都是排列好的。如果先后往一个集中插入:12,2,3,123,5,65 则输出该集时为:2,3,5,12,65,123
集和多集的区别是:set支持唯一键值,set中的值都是特定的,而且只出现一次;而multiset中可以出现副本键,同一值可以出现多次。
Set和multiset的模板参数:
template
第一个参数key是所存储的键的类型,第二个参数是为排序值而定义的比较函数的类型,第三个参数是被实现的存储分配符的类型。在有些编译器的具体实现中,第三个参数可以省略。第二个参数使用了合适形式的迭代器为键定义了特定的关系操作符,并用来在容器中遍历值时建立顺序。集的迭代器是双向,同时也是常量的,所以迭代器在使用的时候不能修改元素的值。
Set定义了三个构造函数:
默认构造函数:
explicit set(const Compare&=compare());
如:set
less
template
如:set
复制构造函数:
set(const set
如:set
下面我们来看一个简单的集和多集的插入例程:
1. #include
2. #include
3. using namespace std;
4.
5. int main()
6. {
7. set<int> set1;
8. for(int i=0; i<10; ++i)
9. set1.insert(i);
10. for(set<int>::iterator p=set1.begin();p!=set1.end();++p)
11. cout<<*p<<"";
12. if(set1.insert(3).second)//把3插入到set1中
13. //插入成功则set1.insert(3).second返回1,否则返回0
14. //此例中,集中已经有3这个元素了,所以插入将失败
15. cout<<"set insert success";
16. else
17. cout<<"set insert failed";
18. int a[] = {4, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 5, 1, 0};
19. multiset<int> A;
20. A.insert(set1.begin(),set1.end());
21. A.insert(a,a+10);
22. cout<
23. for(multiset<int>::iterator p=A.begin();p!=A.end();++p)
24. cout<<*p<<" ";
25. return 0;
26. }
u 映射和多重映射(map 和multimap)
映射和多重映射(#include基于某一类型Key的键集的存在,提供对T类型的数据进行快速和高效的检索。对map而言,键只是指存储在容器中的某一成员。Map不支持副本键,multimap支持副本键。Map和multimap对象包涵了键和各个键有关的值,键和值的数据类型是不相同的,这与set不同。set中的key和value是Key类型的,而map中的key和value是一个pair结构中的两个分量。Map支持下表运算符operator[],用访问普通数组的方式访问map,不过下标为map的键。在multimap中一个键可以对应多个不同的值。
下面的例程说明了map中键与值的关系。
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
map
map
//char 是键的类型,int是值的类型
//下面是初始化,与数组类似
//也可以用map1.insert(map
map1['c']=3;
map1['d']=4;
map1['a']=1;
map1['b']=2;
for(mapIter=map1.begin();mapIter!=map1.end();++mapIter)
cout<<" "<<(*mapIter).first<<": "<<(*mapIter).second;
//first对应定义中的char键,second对应定义中的int值
//检索对应于d键的值是这样做的:
map
ptr=map1.find('d');
cout<<'/n'<<" "<<(*ptr).first<<" 键对应于值:"<<(*ptr).second;
return 0;
}
从以上例程中,我们可以看到map对象的行为和一般数组的行为类似。Map允许两个或多个值使用比较操作符。下面我们再看看multimap:
1. #include
2. #include
3. #include
4. using namespace std;
5.
6. int main()
7. {
8. multimap
9. multimap
10. //初始化多重映射mulmap:
11. typedef multimap
12. typedef string s;
13. mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a student")));
14. mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a boy")));
15. mulmap.insert(vt(s("Tom "),s("is a bad boy of blue!")));
16. mulmap.insert(vt(s("Jerry "),s("is a student")));
17. mulmap.insert(vt(s("Jerry "),s("is a beatutiful girl")));
18. mulmap.insert(vt(s("DJ "),s("is a student")));
19. //输出初始化以后的多重映射mulmap:
20. for(p=mulmap.begin();p!=mulmap.end();++p)
21. cout<<(*p).first<<(*p).second<
22. //检索并输出Jerry键所对应的所有的值
23. cout<<"find Jerry :"<
24. p=mulmap.find(s("Jerry "));
25. while((*p).first=="Jerry ")
26. {
27. cout<<(*p).first<<(*p).second<
28. ++p;
29. }
30. return 0;
31. }
在map中是不允许一个键对应多个值的,在multimap中,不支持operator[],也就是说不支持map中允许的下标操作。
2. 算法(algorithm):
#inlcude
STL中算法的大部分都不作为某些特定容器类的成员函数,他们是泛型的,每个算法都有处理大量不同容器类中数据的使用。值得注意的是,STL中的算法大多有多种版本,用户可以依照具体的情况选择合适版本。中在STL的泛型算法中有4类基本的算法:
变序型队列算法:可以改变容器内的数据;
非变序型队列算法:处理容器内的数据而不改变他们;
排序值算法:包涵对容器中的值进行排序和合并的算法,还有二叉搜索算法、通用数值算法。(注:STL的算法并不只是针对STL容器,对一般容器也是适用的。)
变序型队列算法:又叫可修改的序列算法。这类算法有复制(copy)算法、交换(swap)算法、替代(replace)算法、删除(clear)算法,移动(remove)算法、翻转(reverse)算法等等。这些算法可以改变容器中的数据(数据值和值在容器中的位置)。
下面介绍2个比较常用的算法reverse()和copy()。
1. #include
2. #include
3. #include
4. //下面用到了输出迭代器ostream_iterator
5. using namespace std;
6.
7. int main()
8. {
9. int arr[6]={1,12,3,2,1215,90};
10. int arr1[7];
11. int arr2[6]={2,5,6,9,0,-56};
12. copy(arr,(arr+6),arr1);//将数组aar复制到arr1
13. cout<<"arr[6] copy to arr1[7],now arr1: "<
14. for(int i=0;i<7;i++)
15. cout<<" "<
16. reverse(arr,arr+6);//将排好序的arr翻转
17. cout<<'/n'<<"arr reversed ,now arr:"<
18. copy(arr,arr+6,ostream_iterator<int>(cout, " "));//复制到输出迭代器
19. swap_ranges(arr,arr+6,arr2);//交换arr和arr2序列
20. cout<<'/n'<<"arr swaped to arr2,now arr:"<
21. copy(arr,arr+6,ostream_iterator<int>(cout, " "));
22. cout<<'/n'<<"arr2:"<
23. copy(arr2,arr2+6,ostream_iterator<int>(cout, " "));
24. return 0;
25. }
revese()的功能是将一个容器内的数据顺序翻转过来,它的原型是:
template
void reverse(Bidirectional first, Bidirectional last);
将first和last之间的元素翻转过来,上例中你也可以只将arr中的一部分进行翻转:
reverse(arr+3,arr+6); 这也是有效的。First和last需要指定一个操作区间。
Copy()是要将一个容器内的数据复制到另一个容器内,它的原型是:
Template
OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result);
它把[first,last-1]内的队列成员复制到区间[result,result+(last-first)-1]中。泛型交换算法:
Swap()操作的是单值交换,它的原型是:
template
void swap(T& a,T& b);
swap_ranges()操作的是两个相等大小区间中的值,它的原型是:
template
ForwardIterator2swap_ranges(ForwardIterator1 first1,ForwardIterator1 last1, ForwardIterator1 first2);
交换区间[first1,last1-1]和[first2, first2+(last1-first1)-1]之间的值,并假设这两个区间是不重叠的。
非变序型队列算法,又叫不可修改的序列算法。这一类算法操作不影响其操作的容器的内容,包括搜索队列成员算法,等价性检查算法,计算队列成员个数的算法。我将用下面的例子介绍其中的find(),search(),count():
1. #include
2. #include
3. #include
4. using namespace std;
5.
6. int main()
7. {
8. int a[10]={12,31,5,2,23,121,0,89,34,66};
9. vector<int> v1(a,a+10);
10. vector<int>::iterator result1,result2;//result1和result2是随机访问迭代器
11. result1=find(v1.begin(),v1.end(),2);
12. //在v1中找到2,result1指向v1中的2
13. result2=find(v1.begin(),v1.end(),8);
14. //在v1中没有找到8,result2指向的是v1.end()
15. cout<
16. cout<
17. int b[9]={5,2,23,54,5,5,5,2,2};
18. vector<int> v2(a+2,a+8);
19. vector<int> v3(b,b+4);
20. result1=search(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end());
21. cout<<*result1<
22. //在v1中找到了序列v2,result1指向v2在v1中开始的位置
23. result1=search(v1.begin(),v1.end(),v3.begin(),v3.end());
24. cout<<*(result1-1)<
25. //在v1中没有找到序列v3,result指向v1.end(),屏幕打印出v1的最后一个元素66
26. vector<int> v4(b,b+9);
27. int i=count(v4.begin(),v4.end(),5);
28. int j=count(v4.begin(),v4.end(),2);
29. cout<<"there are "<" members in v4 equel to 5"<
30. cout<<"there are "<
31. //计算v4中有多少个成员等于 5,2
32. return 0;
33. }
find()的原型是:
template
InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const EqualityComparable& value);
其功能是在序列[first,last-1]中查找value值,如果找到,就返回一个指向value在序列中第一次出现的迭代,如果没有找到,就返回一个指向last的迭代(last并不属于序列)。
search()的原型是:
template
ForwardIterator1 search(ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1, ForwardIterator2 first2, ForwardIterator2 last2);
其功能是在源序列[first1,last1-1]查找目标序列[first2,last2-1]如果查找成功,就返回一个指向源序列中目标序列出现的首位置的迭代。查找失败则返回一个指向last的迭代。
Count()的原型是:
template
iterator_traits
InputIterator last, const EqualityComparable& value);
其功能是在序列[first,last-1]中查找出等于value的成员,返回等于value得成员的个数。
排序算法(sort algorithm):这一类算法很多,功能强大同时也相对复杂一些。这些算法依赖的是关系运算。在这里我只介绍其中比较简单的几种排序算法:sort(),merge(),includes()
1. #include
2. #include
3. using namespace std;
4.
5. int main()
6. {
7. int a[10]={12,0,5,3,6,8,9,34,32,18};
8. int b[5]={5,3,6,8,9};
9. int d[15];
10. sort(a,a+10);
11. for(int i=0;i<10;i++)
13. sort(b,b+5);
14. if(includes(a,a+10,b,b+5))
15. cout<<'/n'<<"sorted b members are included in a."<
16. else
17. cout<<"sorted a dosn`t contain sorted b!";
18. merge(a,a+10,b,b+5,d);
19. for(int j=0;j<15;j++)
20. cout<<" "<
21. return 0;
22. }
sort()的原型是:
template
void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);
功能是对[first,last-1]区间内的元素进行排序操作。与之类似的操作还有:partial_sort(), stable_sort(),partial_sort_copy()等等。
merge()的原型是:
template
OutputIterator merge(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,InputIterator2 first2, InputIterator2 st2,OutputIterator result);
将有序区间[first1,last1-1]和[first2,last2-1]合并到[result, result + (last1 - first1) + (last2 - first2)-1]区间内。
Includes()的原型是:
template
bool includes(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1, InputIterator2 first2, InputIterator2 last2);
其功能是检查有序区间[first2,last2-1]内元素是否都在[first1,last1-1]区间内,返回一个bool值。
通用数值算法(generalized numeric algorithms):这一类算法还不多,涉及到专业领域中有用的算术操作,独立包涵于头文件
STL中的算法大都有多种版本,常见的版本有以下4中:
默认版本,假设给出了特定操作符;
一般版本,使用了成员提供的操作符;
复制版本,对原队列的副本进行操作,常带有 _copy 后缀;
谓词版本,只应用于满足给定谓词的队列成员,常带有 _if 后缀;
以上我们学习了STL容器和算法的概念,以及一些简单的STL容器和算法。在使用算法处理容器内的数据时,需要从一个数据成员移向另一个数据成员,迭代器恰好实现了这一功能。下面我们来学习STL迭代器 。
3. 迭代器(itertor):
#include
迭代器实际上是一种泛化指针,如果一个迭代器指向了容器中的某一成员,那么迭代器将可以通过自增自减来遍历容器中的所有成员。迭代器是联系容器和算法的媒介,是算法操作容器的接口。在运用算法操作容器的时候,我们常常在不知不觉中已经使用了迭代器。
STL中定义了6种迭代器:
输入迭代器,在容器的连续区间内向前移动,可以读取容器内任意值;
输出迭代器,把值写进它所指向的队列成员中;
前向迭代器,读取队列中的值,并可以向前移动到下一位置(++p,p++);
双向迭代器,读取队列中的值,并可以向前向后遍历容器;
随机访问迭代器, vector
流迭代器,可以直接输出、输入流中的值;
实际上,在前面的例子中,我们不停的在用迭代器。下面我们用几个例子来帮助理解这些迭代器的用法。
下面的例子用到了输入输出迭代器:
1. #include
2. #include
3. #include
4. #include
5. #include
6. using namespace std;
7.
8. int main()
9. {
10. vector
11. ifstream file("Text1.txt");
12. if(file.fail())
13. {
14. cout<<"open file Text1.txt failed"<
15. return 1;
16. }
17. copy(istream_iterator
18. copy(v1.begin(),v1.end(),ostream_iterator
19. cout<
20. return 0;
21. }
这里用到了输入迭代器istream_iterator,输出迭代器ostream_iterator。程序完成了将一个文件输出到屏幕的功能,先将文件读入,然后通过输入迭代器把文件内容复制到类型为字符串的向量容器内,最后由输出迭代器输出。Inserter是一个输入迭代器的一个函数(迭代器适配器),它的使用方法是:
inserter (container ,pos);
container是将要用来存入数据的容器,pos是容器存入数据的开始位置。上例中,是把文件内容存入(copy())到向量v1中。
4. STL的其他标准组件
函数对象(functor或者funtion objects)
#include
函数对象又称之为仿函数。函数对象将函数封装在一个对象中,使得它可作为参数传递给合适的STL算法,从而使算法的功能得以扩展。可以把它当作函数来使用。用户也可以定义自己的函数对象。下面让我们来定义一个自己的函数对象.
1. #include
2. using namespace std;
3.
4. struct int_max{
5. int operator()(int x,int y){return x>y?x:y; }
6. };//operator() 重载了"()", (int x,int y)是参数列表
7.
8. int main()
9. {
10. cout<
11. return 0;
12. }
这里的int_max()就是一个函数对象,struct关键字也可以用class来代替,只不过struct默认情况下是公有访问权限,而class定义的是默认私有访问权限。下面我们来定义一个STL风格的函数对象:
1. #include
2. #include
3. using namespace std;
4.
5. struct adder : public unary_function<double, void>
6. {
7. adder() : sum(0) {}
8. double sum;
9. void operator()(double x) { sum += x; }
10. };
11.
12. int main()
13. {
14. double a[5]={0.5644,1.1,6.6,8.8,9.9};
15. vector<double> V(a,a+5);
16. adder result = for_each(V.begin(), V.end(), adder());
17. cout << "The sum is " << result.sum << endl;
18. return 0;
19. }
在这里,我们定义了一个函数对象adder(),这也是一个类,它的基类是unary_function函数对象。unary_function是一个空基类,不包涵任何操作或变量。只是一种格式说明,它有两个参数,第一个参数是函数对象的使用数据类型,第二个参数是它的返回类型。基于它所定义的函数对象是一元函数对象。(注:用关键字struct或者class定义的类型实际上都是"类")
STL内定义了各种函数对象,否定器、约束器、一元谓词、二元谓词都是常用的函数对象。函数对象对于编程来说很重要,因为他如同对象类型的抽象一样作用于操作。
适配器(adapter)
适配器是用来修改其他组件接口的STL组件,是带有一个参数的类模板(这个参数是操作的值的数据类型)。STL定义了3种形式的适配器:容器适配器,迭代器适配器,函数适配器。
容器适配器:包括栈(stack)、队列(queue)、优先(priority_queue)。使用容器适配器,stack就可以被实现为基本容器类型(vector,dequeue,list)的适配。可以把stack看作是某种特殊的vctor、deque或者list容器,只是其操作仍然受到stack本身属性的限制。queue和priority_queue与之类似。容器适配器的接口更为简单,只是受限比一般容器要多;
迭代器适配器:修改为某些基本容器定义的迭代器的接口的一种STL组件。反向迭代器和插入迭代器都属于迭代器适配器,迭代器适配器扩展了迭代器的功能;
函数适配器:通过转换或者修改其他函数对象使其功能得到扩展。这一类适配器有否定器(相当于"非"操作)、帮定器、函数指针适配器。