标准模板库（STL）入门指南

### 标准模板库（STL）入门指南 #### 1. 基于适配器的容器 在C++编程中，基于适配器的容器是一种非常实用的工具。以下是几种常见的基于适配器的容器及其特点： | 容器 | 实现方式 | 特点 | | --- | --- | --- | | stack | 可实现为vector、list或deque | 仅在一端进行插入（push）和移除（pop）操作 | | queue | 可实现为list或deque | 在一端插入（push），在另一端移除（pop） | | priority queue | 可实现为vector或deque | 在一端以随机顺序插入（push），在另一端以排序顺序移除（pop） | 要实例化这些类，需要使用模板中的模板。例如，创建一个存储int类型的stack对象，从deque类实例化： ```cpp stack< deque<int> > aStak; ``` 需要注意的是，两个右尖括号之间必须有一个空格，否则编译器会将`>>`解释为运算符，导致语法错误。 #### 2. 算法 STL算法是对容器中的元素执行操作的函数。这些算法是独立的模板函数，而非容器类的成员函数或友元函数。你可以将它们应用于内置的C++数组或自己创建的容器类（前提是该类包含某些基本函数）。以下是一些典型的STL算法及其用途： | 算法 | 用途 | | --- | --- | | find | 返回与指定值相等的第一个元素 | | count | 计算具有指定值的元素数量 | | equal | 比较两个容器的内容，如果所有对应元素都相等则返回true | | search | 在一个容器中查找与另一个容器中相同的序列 | | copy | 将一个容器中的值序列复制到另一个容器（或同一容器的不同位置） | | swap | 交换两个位置的值 | | iter_swap | 交换两个位置的值序列 | | fill | 将一个值复制到一系列位置 | | sort | 根据指定的顺序对容器中的值进行排序 | | merge | 合并两个已排序的元素范围，形成一个更大的已排序范围 | | accumulate | 返回给定范围内元素的总和 | | for_each | 对容器中的每个元素执行指定的函数 | 以下是一个使用`sort()`算法对数组进行排序的示例： ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int arr[8] = {42, 31, 7, 80, 2, 26, 19, 75}; int main() { sort(arr, arr+8); for(int i = 0; i < 8; i++) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ``` 该示例中，`sort()`函数的第一个参数是要排序的数组的起始地址，第二个参数是数组最后一个元素的下一个地址。 #### 3. 迭代器 迭代器是一种类似指针的实体，用于访问容器中的单个数据项（通常称为元素）。它们常用于顺序遍历容器中的元素。在STL中，迭代器由迭代器类的对象表示。迭代器主要分为以下几类： | 迭代器类型 | 读写能力 | 能否保存 | 移动方向 | 访问方式 | | --- | --- | --- | --- | --- | | 随机访问迭代器 | 读写 | 是 | 前后移动 | 随机 | | 双向迭代器 | 读写 | 是 | 前后移动 | 线性 | | 前向迭代器 | 读写 | 是 | 仅向前 | 线性 | | 输出迭代器 | 仅写 | 否 | 仅向前 | 线性 | | 输入迭代器 | 仅读 | 否 | 仅向前 | 线性 | #### 4. STL可能存在的问题 尽管STL功能强大，但也存在一些潜在问题： - **错误查找困难**：编译器有时会将错误报告为位于头文件深处，而实际错误可能在用户代码中。此时，可能需要采用逐行注释代码的方法来找出问题所在。 - **预编译头文件问题**：预编译头文件可以显著加快编译速度，但可能会导致STL出现问题。如果程序运行不正常，可以尝试关闭预编译头文件。 - **虚假编译器警告**：STL可能会生成一些看似无害的编译器警告，如“转换可能会丢失有效数字”，可以忽略或关闭这些警告。 #### 5. 部分算法的具体应用 ##### 5.1 find()算法 `find()`算法用于查找容器中第一个具有指定值的元素。以下是一个示例： ```cpp // find.cpp // finds the first object with a specified value #include <iostream> #include <algorithm> //for find() using namespace std; int arr[] = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88 }; int main() { int* ptr; ptr = find(arr, arr+8, 33); //find first 33 cout << "First object with value 33 found at offset " << (ptr-arr) << endl; return 0; } ``` 该程序的输出为： ``` First object with value 33 found at offset 2. ``` `find()`函数的前两个参数指定了要检查的元素范围，这两个值由迭代器指定。在这个例子中，使用的是普通的C++指针，它是迭代器的一种特殊情况。 ##### 5.2 count()算法 `count()`算法用于计算容器中具有指定值的元素数量。示例如下： ```cpp // count.cpp // counts the number of objects with a specified value #include <iostream> #include <algorithm> //for count() using namespace std; int arr[] = { 33, 22, 33, 44, 33, 55, 66, 77 }; int main() { int n = count(arr, arr+8, 33); //count number of 33’s cout << "There are " << n << " 33’s in arr." << endl; return 0; } ``` 程序输出： ``` There are 3 33’s in arr. ``` ##### 5.3 sort()算法 `sort()`算法用于对容器中的元素进行排序。以下是一个对整数数组进行排序的示例： ```cpp // sort.cpp // sorts an array of integers #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; //array of numbers int arr[] = {45, 2, 22, -17, 0, -30, 25, 55}; int main() { sort(arr, arr+8); //sort the numbers for(int j=0; j<8; j++) //display sorted array cout << arr[j] << ' '; cout << endl; return 0; } ``` 输出结果： ``` -30 -17 0 2 22 25 45 55 ``` ##### 5.4 search()算法 `search()`算法用于在一个容器中查找与另一个容器中相同的序列。示例如下： ```cpp // search.cpp // searches one container for a sequence in another container #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int source[] = { 11, 44, 33, 11, 22, 33, 11, ```