c++ STL

C++ vector和list的区别

vector:能高效的进行随机存取,时间复杂度为o(1)

list:由于链表的特点,能高效地进行插入和删除

如果需要高效的随机存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector;
如果需要大量的插入和删除,而不关心随机存取,则应使用list。

 

vector 

1. 头文件

#include<vector>

2. vector声明及初始化

vector<int> vec;        //声明一个int型向量
vector<int> vec(5);     //声明一个初始大小为5的int向量
vector<int> vec(10, 1); //声明一个初始大小为10且值都是1的向量
vector<int> vec(tmp);   //声明并用tmp向量初始化vec向量
vector<int> tmp(vec.begin(), vec.begin() + 3);  //用向量vec的第0个到第2个值初始化tmp
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};   
vector<int> vec(arr, arr + 5);      //将arr数组的元素用于初始化vec向量
//说明:当然不包括arr[4]元素,末尾指针都是指结束元素的下一个元素,
//这个主要是为了和vec.end()指针统一。
vector<int> vec(&arr[1], &arr[4]); //将arr[1]~arr[4]范围内的元素作为vec的初始值

3. vector基本操作

(1). 容量

  • 向量大小: vec.size();
  • 向量最大容量: vec.max_size();
  • 更改向量大小: vec.resize();
  • 向量真实大小: vec.capacity();
  • 向量判空: vec.empty();
  • 减少向量大小到满足元素所占存储空间的大小: vec.shrink_to_fit(); //shrink_to_fit

(2). 修改

  • 多个元素赋值: vec.assign(); //类似于初始化时用数组进行赋值
  • 末尾添加元素: vec.push_back();
  • 末尾删除元素: vec.pop_back();
  • 任意位置插入元素: vec.insert();
  • 任意位置删除元素: vec.erase();
  • 交换两个向量的元素: vec.swap();
  • 清空向量元素: vec.clear();

(3)迭代器

  • 开始指针:vec.begin();
  • 末尾指针:vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
  • 指向常量的开始指针: vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容,但还是可以通过其他方式修改的,而且指针也是可以移动的。
  • 指向常量的末尾指针: vec.cend();

(4)元素的访问

  • 下标访问: vec[1]; //并不会检查是否越界
  • at方法访问: vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界,是则抛出out of range异常
  • 访问第一个元素: vec.front();
  • 访问最后一个元素: vec.back();
  • 返回一个指针: int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组,所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。

(4)算法

  • 遍历元素
vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
    cout << *it << endl;
//或者
for (size_t i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec.at(i) << endl;
}
  • 元素翻转
#include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());
  • 元素排序
#include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序
//如果想从大到小排序,可以采用上面反转函数,也可以采用下面方法:
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

 

list

assign() 给list赋值 
back() 返回最后一个元素 
begin() 返回指向第一个元素的迭代器 
clear() 删除所有元素 
empty() 如果list是空的则返回true 
end() 返回末尾的迭代器 
erase() 删除一个元素 
front() 返回第一个元素 
get_allocator() 返回list的配置器 
insert() 插入一个元素到list中 
max_size() 返回list能容纳的最大元素数量 
merge() 合并两个list 
pop_back() 删除最后一个元素 
pop_front() 删除第一个元素 
push_back() 在list的末尾添加一个元素 
push_front() 在list的头部添加一个元素 
rbegin() 返回指向第一个元素的逆向迭代器 
remove() 从list删除元素 
remove_if() 按指定条件删除元素 
rend() 指向list末尾的逆向迭代器 
resize() 改变list的大小 
reverse() 把list的元素倒转 
size() 返回list中的元素个数 
sort() 给list排序 
splice() 合并两个list 
swap() 交换两个list 
unique() 删除list中重复的元素

代码例子1:

#include <iostream>   
#include <list>   
#include <numeric>   
#include <algorithm>   
using namespace std;   
  
//创建一个list容器的实例LISTINT   
typedef list<int> LISTINT;   
//创建一个list容器的实例LISTCHAR   
typedef list<int> LISTCHAR;   
  
void main()   
{   
    //用list容器处理整型数据    
    //用LISTINT创建一个名为listOne的list对象   
    LISTINT listOne;   
    //声明i为迭代器   
    LISTINT::iterator i;   
      
    //从前面向listOne容器中添加数据   
    listOne.push_front (2);   
    listOne.push_front (1);   
      
    //从后面向listOne容器中添加数据   
    listOne.push_back (3);   
    listOne.push_back (4);   
      
    //从前向后显示listOne中的数据   
    cout<<"listOne.begin()--- listOne.end():"<<endl;   
    for (i = listOne.begin(); i != listOne.end(); ++i)   
        cout << *i << " ";   
    cout << endl;   
      
    //从后向后显示listOne中的数据   
    LISTINT::reverse_iterator ir;   
    cout<<"listOne.rbegin()---listOne.rend():"<<endl;   
    for (ir =listOne.rbegin(); ir!=listOne.rend();ir++) {   
        cout << *ir << " ";   
    }   
    cout << endl;   
      
    //使用STL的accumulate(累加)算法   
    int result = accumulate(listOne.begin(), listOne.end(),0);   
    cout<<"Sum="<<result<<endl;   
    cout<<"------------------"<<endl;   
      
    //--------------------------   
    //用list容器处理字符型数据   
    //--------------------------   
      
    //用LISTCHAR创建一个名为listOne的list对象   
    LISTCHAR listTwo;   
    //声明i为迭代器   
    LISTCHAR::iterator j;   
      
    //从前面向listTwo容器中添加数据   
    listTwo.push_front ('A');   
    listTwo.push_front ('B');   
      
    //从后面向listTwo容器中添加数据   
    listTwo.push_back ('x');   
    listTwo.push_back ('y');   
      
    //从前向后显示listTwo中的数据   
    cout<<"listTwo.begin()---listTwo.end():"<<endl;   
    for (j = listTwo.begin(); j != listTwo.end(); ++j)   
        cout << char(*j) << " ";   
    cout << endl;   
      
    //使用STL的max_element算法求listTwo中的最大元素并显示   
    j=max_element(listTwo.begin(),listTwo.end());   
    cout << "The maximum element in listTwo is: "<<char(*j)<<endl;   
}

 

结果:

listOne.begin()--- listOne.end():
2 3 4
listOne.rbegin()---listOne.rend():
3 2 1
Sum=10
------------------
listTwo.begin()---listTwo.end():
B A x y
The maximum element in listTwo is: y
Press any key to continue

代码例子2:

#include <iostream>   
#include <list>   
  
using namespace std;   
typedef list<int> INTLIST;   
  
//从前向后显示list队列的全部元素   
void put_list(INTLIST list, char *name)   
{   
    INTLIST::iterator plist;   
      
    cout << "The contents of " << name << " : ";   
    for(plist = list.begin(); plist != list.end(); plist++)   
        cout << *plist << " ";   
    cout<<endl;   
}   
  
//测试list容器的功能   
void main(void)   
{   
    //list1对象初始为空   
    INTLIST list1;   
    //list2对象最初有10个值为6的元素   
    INTLIST list2(10,6);   
    //list3对象最初有3个值为6的元素   
    INTLIST list3(list2.begin(),--list2.end());   
      
    //声明一个名为i的双向迭代器   
    INTLIST::iterator i;   
      
    //从前向后显示各list对象的元素   
    put_list(list1,"list1");   
    put_list(list2,"list2");   
    put_list(list3,"list3");   
      
    //从list1序列后面添加两个元素   
    list1.push_back(2);   
    list1.push_back(4);   
    cout<<"list1.push_back(2) and list1.push_back(4):"<<endl;   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //从list1序列前面添加两个元素   
    list1.push_front(5);   
    list1.push_front(7);   
    cout<<"list1.push_front(5) and list1.push_front(7):"<<endl;   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //在list1序列中间插入数据   
    list1.insert(++list1.begin(),3,9);   
    cout<<"list1.insert(list1.begin()+1,3,9):"<<endl;   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //测试引用类函数   
    cout<<"list1.front()="<<list1.front()<<endl;   
    cout<<"list1.back()="<<list1.back()<<endl;   
      
    //从list1序列的前后各移去一个元素   
    list1.pop_front();   
    list1.pop_back();   
    cout<<"list1.pop_front() and list1.pop_back():"<<endl;   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //清除list1中的第2个元素   
    list1.erase(++list1.begin());   
    cout<<"list1.erase(++list1.begin()):"<<endl;   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //对list2赋值并显示   
    list2.assign(8,1);   
    cout<<"list2.assign(8,1):"<<endl;   
    put_list(list2,"list2");   
      
    //显示序列的状态信息   
    cout<<"list1.max_size(): "<<list1.max_size()<<endl;   
    cout<<"list1.size(): "<<list1.size()<<endl;   
    cout<<"list1.empty(): "<<list1.empty()<<endl;   
      
    //list序列容器的运算   
    put_list(list1,"list1");   
    put_list(list3,"list3");   
    cout<<"list1>list3: "<<(list1>list3)<<endl;   
    cout<<"list1<list3: "<<(list1<list3)<<endl;   
      
    //对list1容器排序   
    list1.sort();   
    put_list(list1,"list1");   
      
    //结合处理   
    list1.splice(++list1.begin(), list3);   
    put_list(list1,"list1");   
    put_list(list3,"list3");   
}

 

结果:

The contents of list1 :
The contents of list2 : 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
The contents of list3 : 6 6 6 6 6 6 6 6 6
list1.push_back(2) and list1.push_back(4):
The contents of list1 : 2 4
list1.push_front(5) and list1.push_front(7):
The contents of list1 : 7 5 2 4
list1.insert(list1.begin()+1,3,9):
The contents of list1 : 7 9 9 9 5 2 4
list1.front()=7
list1.back()=4
list1.pop_front() and list1.pop_back():
The contents of list1 : 9 9 9 5 2
list1.erase(++list1.begin()):
The contents of list1 : 9 9 5 2
list2.assign(8,1):
The contents of list2 : 1 1 1 1 1 1 1 1
list1.max_size(): 1073741823
list1.size(): 4
list1.empty(): 0
The contents of list1 : 9 9 5 2
The contents of list3 : 6 6 6 6 6 6 6 6 6
list1>list3: 1
list1<list3: 0
The contents of list1 : 2 5 9 9
The contents of list1 : 2 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 9 9
The contents of list3 :
Press any key to continue

 

map

1. 变量声明

#include <map>

using std::map;

map<string, string> mapStudent;

2. 插入元素

// 定义一个map对象
map<int, string> mapStudent;
 
// 第一种 用insert函數插入pair
mapStudent.insert(pair<int, string>(000, "student_zero"));
 
// 第二种 用insert函数插入value_type数据
mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(001, "student_one"));
 
// 第三种 用"array"方式插入
mapStudent[123] = "student_first";
mapStudent[456] = "student_second"

3. 查找
出現時,它返回資料所在位置,如果沒有,返回iter與end函數返回相同

// find 返回迭代器指向当前查找元素的位置否则返回map::end()位置
iter = mapStudent.find("123");
 
if(iter != mapStudent.end())
   cout<<"Find, the value is"<<iter->second<<endl;
else
   cout<<"Do not Find"<<endl

4. 刪除與清空

清空map中的數據可以用clear()函數,判定map中是否有數據可以用empty()函數,它返回true則說明是空map,而資料的刪除要用到erase函數,它有三個overload的函數。

//迭代器刪除
iter = mapStudent.find("123");
mapStudent.erase(iter);
 
//用关键字刪除
int n = mapStudent.erase("123"); //如果刪除了會返回1,否則返回0
 
//用迭代器范围刪除 : 把整个map清空
mapStudent.erase(mapStudent.begin(), mapStudent.end());
//等同于mapStudent.clear()

5.map的大小

在往map里面插入了数据,我们怎么知道当前已经插入了多少数据呢,可以用size函数,用法如下:

int nSize = mapStudent.size();

6,map的基本操作函数:

C++ maps是一种关联式容器,包含“关键字/值”对

     begin()         返回指向map头部的迭代器

     clear()        删除所有元素

     count()         返回指定元素出现的次数

     empty()         如果map为空则返回true

     end()           返回指向map末尾的迭代器

     equal_range()   返回特殊条目的迭代器对

     erase()         删除一个元素

     find()          查找一个元素

     get_allocator() 返回map的配置器

     insert()        插入元素

     key_comp()      返回比较元素key的函数

     lower_bound()   返回键值>=给定元素的第一个位置

     max_size()      返回可以容纳的最大元素个数

     rbegin()        返回一个指向map尾部的逆向迭代器

     rend()          返回一个指向map头部的逆向迭代器

     size()          返回map中元素的个数

     swap()           交换两个map

     upper_bound()    返回键值>给定元素的第一个位置

     value_comp()     返回比较元素value的函数

实例:

#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <map>
using namespace std;

struct key_type{
    string str;
    int num;
    key_type(string s, int n): str(s), num(n) {}
    // 用结构器作为map的key,必须重载操作符< 
    bool operator < (const key_type &k) const{
        return num < k.num;
    }
};

struct value_type{
    string str;
    int num;
    value_type(string s, int n): str(s), num(n) {}
};

int main() {
    map<key_type, value_type> my_map;
    key_type key1("aaa", 1);
    value_type value1("aaa", 1);
    key_type key2("bbb", 2);
    value_type value2("bbb", 2);

    // 插入 
    my_map.insert(pair<key_type, value_type>(key1, value1));
    my_map.insert(make_pair(key2, value2));
    // 查找 
    map<key_type, value_type>::iterator it1 = my_map.find(key1);
    cout << it1->second.str << " " << it1->second.num << endl;;
    map<key_type, value_type>::iterator it2= my_map.find(key2);
    cout << it2->second.str << " " << it2->second.num << endl;
    // 迭代数据
    map<key_type, value_type>::iterator it;
    for (it = my_map.begin(); it != my_map.end(); it++) {
        cout << "key: " << it->first.str << " " << it->first.num << "\tvalue: " << it->second.str << " " << it->second.num << endl;
    } 

    // 删除,可以通过key删除,也可以通过迭代器删除 
    cout << my_map.size() << endl;
    my_map.erase(key1);
    cout << my_map.size() << endl;
    my_map.erase(it2);
    cout << my_map.size() << endl;
    return 0;
} 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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