C++学习,STL

时间:2024-10-02 09:31:47

C++标准模板库(Standard Template Library,简称STL)是C++编程语言中的一组高度灵活且高效的通用算法和数据结构集合。STL极大地简化了常见编程任务,如容器管理、算法应用和迭代器使用。

STL主要由以下几个组件组成:

  1. 容器(Containers):用于存储数据元素。STL容器类包括序列容器(如vectorlistdeque等)和关联容器(如setmapunordered_setunordered_map等)。每种容器都有其独特的特性和适用场景。

  2. 算法(Algorithms):提供了一系列对容器进行操作的函数,如排序、查找、复制等。STL算法与容器分离,这意味着算法可以独立于容器类型进行编写和使用。

  3. 迭代器(Iterators):用于访问容器中的元素。迭代器提供了一种统一的方法来遍历容器中的元素,而不必关心容器的具体类型。

  4. 函数对象(Function Objects):也称为函子(Functors),是重载了函数调用运算符的类实例。STL中的许多算法和容器都使用函数对象来执行特定的操作。

  5. 适配器(Adapters):为容器和迭代器提供不同的接口或行为。例如,容器适配器(如stackqueuepriority_queue)为顺序容器提供了不同的接口。

STL特点:

  1. 通用性:STL的组件是参数化的,这意味着它们可以适用于多种数据类型。这种特性使得STL具有很高的通用性和可重用性。

  2. 高效性:STL中的许多算法和数据结构都是使用优化的算法实现的,与自定义代码相比,这可以加快执行时间。

  3. 可读性:STL提供了一种一致且文档齐全的数据处理方式,这可以使代码更容易理解和维护。

  4. 大型用户社区:STL被广泛使用,这意味着有一个大型的开发人员社区可以提供支持和资源,如教程和论坛。

容器:

容器是用来存储数据的序列,它们提供了不同的存储方式和访问模式。

STL 中的容器可以分为三类:

1、序列容器:存储元素的序列,允许双向遍历。

  • std::vector:动态数组,支持快速随机访问。
  • std::deque:双端队列,支持快速插入和删除。
  • std::list:链表,支持快速插入和删除,但不支持随机访问。

2、关联容器:存储键值对,每个元素都有一个键(key)和一个值(value),并且通过键来组织元素。

  • std::set:集合,不允许重复元素。
  • std::multiset:多重集合,允许多个元素具有相同的键。
  • std::map:映射,每个键映射到一个值。
  • std::multimap:多重映射,允许多个键映射到相同的值。

3、无序容器(C++11 引入):哈希表,支持快速的查找、插入和删除。

  • std::unordered_set:无序集合。
  • std::unordered_multiset:无序多重集合。
  • std::unordered_map:无序映射。
  • std::unordered_multimap:无序多重映射。