STL(标准模板库)，是目前C++内置支持的library。它的底层利用了C++类模板和函数模板的机制，由三大部分组成：容器、算法和迭代器。

一、容器是STL中很重要的一种数据结构。常见的容器包括

1.vector容器

vector就是动态数组。在堆中分配内存,元素连续存放,有保留内存,如果减少大小后，内存也不会释放。

如果新值>当前大小时才会再分配内存。

它拥有一段连续的内存空间，并且起始地址不变，因此它能非常好的支持随即存取，即[]操作符，但由于它的内存空间是连续的，所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝。

当该数组后的内存空间不够时，需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。底层数据结构为数组，支持快速随机访问。

【vector总结】

需要经常随机访问请用vector

【vector的基本用法】

front()返回头部元素的引用，可以当左值

back()返回尾部元素的引用，可以当左值

push_back()添加元素，只能尾部添加

pop_back()移除元素，只能在尾部移除

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义一个vector容器
    vector<int> v1;
    
    //插入元素(尾部插入)
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    
    //迭代器遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //修改头部元素的值(front()返回是引用，可以当左值)
    v1.front() = 44;
    
    //输出头部元素
    cout<< "头部元素:" << v1.front() << endl;
    
    //修改尾部的值(back()返回是引用，可以当左值)
    v1.back() = 99;
    
    //输出尾部元素
    cout << "尾部元素" << v1.back() <<endl;
    
    //删除元素(从尾部删除)
    v1.pop_back();
    
    //迭代器遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

【vector的初始化】

vector有4种方式初始化，有直接初始化，也有通过拷贝构造函数初始化。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //直接构造函数初始化
    vector<int> v1;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(4);
    
    //通过拷贝构造函数初始化
    vector<int> v2 = v1;
    
    //使用部分元素来构造
    vector<int> v3(v1.begin(), v1.begin() + 1);
    vector<int> v4(v1.begin(), v1.end());
    
    //存放三个元素，每个元素都是9
    vector<int> v5(3,9);
    
    return 0;
}

【vector的遍历】

vector的遍历有多种方式，可以根据[]或者迭代器遍历。

[]方式，如果越界或出现其他错误，不会抛出异常，可能会崩溃，可能数据随机出现
at方式，如果越界或出现其他错误，会抛出异常，需要捕获异常并处理
迭代器提供了逆向遍历，可以通过迭代器来实现逆向遍历，当然上面两种方式也可以

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //创建vector
    vector<int> v1;
    
    //插入元素
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i);
    }
    
    //遍历-[]取值
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        cout << v1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
   
    //遍历-at取值
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        cout << v1.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    //遍历-迭代器遍历
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //遍历-迭代器逆向遍历
    for (vector<int>::reverse_iterator it = v1.rbegin(); it != v1.rend(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //测试越界
    cout << "[]越界:" << v1[20] << endl;      //不会抛出异常，可能会崩溃，可能会乱码
    cout << "at越界:" << v1.at(20) << endl;   //会抛出异常，需要捕获异常
    
    return 0;
}

【vector的push_back强化】

push_back是在当前vector的内存末尾拷贝元素进入容器。注意这个地方可能产生浅拷贝，所以容器中的对象要支持拷贝操作。另外，如果vector初始化了个数，而不初始化具体的值，push_back也只会在最后面追加。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //初始化10个元素的容器
    vector<int> v(10);
    
    //打印容器大小
    cout << v.size() << endl;
    
    //push_back添加元素
    v.push_back(100);
    
    //打印容器大小
    cout << v.size() << endl;
    
    //遍历后的结果是  0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

【vector的元素删除】

vector的删除，是根据位置进行删除，如果想要删除某个元素，需要找到当前元素的迭代器位置，再进行删除。

erase(iterator)函数，删除后会返回当前迭代器的下一个位置。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //1 创建容器并初始化
    vector<int> v1(10);
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
        v1[i] = i;
    }
    
    //2 区间删除
    //--2.1 删除前3个元素
    v1.erase(v1.begin(), v1.begin() + 3);
    
    //--2.2 删除指定位置的元素
    v1.erase(v1.begin() +3);
    
    //3 根据元素的值进行删除,删除值为2的元素
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(2);
    vector<int>::iterator it = v1.begin();
    while (it != v1.end()) {
        if (*it == 2) {
            it = v1.erase(it);   //删除后，迭代器指针会执行下一个位置并返回。
        }else{
            it++;
        }
    }
    
    //4 遍历打印
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

【vector的插入元素】

vector提供了insert函数，结合迭代器位置插入指定的元素。如果迭代器位置越界，会抛出异常。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //初始化vector对象
    vector<int> v1(10);
    
    //在指定的位置插入元素10的拷贝
    v1.insert(v1.begin() + 3, 10);
    
    //在指定的位置插入3个元素11的拷贝
    v1.insert(v1.begin(), 3, 11);
    
    //遍历
    for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

2.list链表模型

list就是双向链表,在堆中存放,每个元素都是放在一块内存中,它的内存空间可以是不连续的，通过指针来进行数据的访问，这个特点使得它的随机存取变的非常没有效率，因此它没有提供[]操作符的重载。

但它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入。

list没有空间预留习惯,所以每分配一个元素都会从内存中分配,每删除一个元素都会释放它占用的内存.底层数据结构为双向链表，支持快速增删

【list总结】

如果你喜欢经常添加删除大对象的话,那么请使用list 要保存的对象不大,构造与析构操作不复杂,那么可以使用vector代替 list<指针>完全是性能最低的做法,这种情况下还是使用vector<指针>好,因为指针没有构造与析构,也不占用很大内存

【list的基本操作】

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //创建list对象
    list<int> l;
    
    //尾部添加元素
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        l.push_back(i);
    }
    
    //头部添加元素
    l.push_front(111);
    
    //遍历
    for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    //list不能随机访问
    list<int>::iterator it = l.begin();
    it++;
    it++;
    cout << *it <<endl;
//    it = it + 1;  //编译报错，不能随机访问
//    it = it + 5;  //编译报错，不能随机访问
    return 0;
}

【list的删除】

list提供了两个函数用来删除元素,分别是erase和remove。

erase是通过位置或者区间来删除,主要结合迭代器指针来操作

remove是通过值来删除

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //创建list对象
    list<int> l;
    
    //添加数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        l.push_back(i);
    }
    l.push_back(100);
    l.push_back(100);
    
    //删除头部元素
    l.erase(l.begin());
    
    //删除某个区间
    list<int>::iterator it = l.begin();
    it++;
    it++;
    it++;
    l.erase(l.begin(), it);
    
    //移除值为100的所有元素
    l.remove(100);
    
    //遍历
    for (list<int>::iterator it = l.begin(); it != l.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

3.deque双端数组

[堆1] --> [堆2] -->[堆3] -->...

每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.

它支持[]操作符，也就是支持随机存取，可以让你在前面快速地添加删除元素,或是在后面快速地添加删除元素,然后还可以有比较高的随机访问速度,和vector的效率相差无几。

它支持在两端的操作：push_back,push_front,pop_back,pop_front等，并且在两端操作上与list的效率也差不多。

在标准库中vector和deque提供几乎相同的接口,在结构上它们的区别主要在于这两种容器在组织内存上不一样,deque是按页或块来分配存储器的,每页包含固定数目的元素.相反vector分配一段连续的内存,vector只是在序列的尾段插入元素时才有效率,而deque的分页组织方式即使在容器的前端也可以提供常数时间的insert和erase操作,而且在体积增长方面也比vector更具有效率

【deque操作】

push_back 从尾部插入元素
push_front 从头部插入元素
pop_back 从尾部删除元素
pop_front 从头部删除元素
distance函数可以求出当前的迭代器指针it距离头部的位置，也就是容器的指针，用法: distance(v1.begin(), it)

int main(int argc, const char * argv[]) {
    //定义deque对象
    deque<int> d1;
    
    //尾部插入元素
    d1.push_back(10);
    d1.push_back(20);
    d1.push_back(30);
    
    //头部插入元素
    d1.push_front(1);
    d1.push_front(2);
    d1.push_front(3);
    
    //尾部删除元素
    d1.pop_back();
    
    //头部删除元素
    d1.pop_front();
    
    //修改头部和尾部的值
    d1.front() = 111;
    d1.back()  = 222;
    
    //查找元素为1的下标
    //通过distance求取下标
    deque<int>::iterator it = d1.begin();
    while (it != d1.end()) {
        if (*it == 1) {
            cout << "下标：" << distance(d1.begin(), it) << endl;
        }
        it++;
    }
    
    //遍历
    for (deque<int>::iterator it = d1.begin(); it != d1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

【vector、list、deque总结】

vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素

list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素

deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转 deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高。

因此在实际使用时，如何选择这三个容器中哪一个，应根据你的需要而定，一般应遵循下面的原则：

1、如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector

2、如果你需要大量的插入和删除，而不关心随即存取，则应使用list

3、如果你需要随即存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque。

4.stack栈模型

底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时

▽ 基础数据类型的stack

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    //定义stack对象
    stack<int> s1;
    
    //入栈
    s1.push(1);
    s1.push(2);
    s1.push(3);
    s1.push(4);
    
    //打印栈顶元素，并出栈
    while (!s1.empty()) {
        //取出栈顶元素
        cout << "当前栈顶元素" << s1.top() << endl;
        
        //获取栈的大小
        cout << "当前栈的大小" << s1.size() << endl;
        
        //出栈
        s1.pop();
    }
    
    return 0;
}

▽ 复杂数据类型的stack

//定义类
class Teacher {
    
public:
    
    char name[32];
    int  age;
    
    void printT()
    {
        cout << "age = " << age << endl;
    }
    
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    Teacher t1, t2, t3;
    t1.age = 22;
    t2.age = 33;
    t3.age = 44;
    
    //定义栈容器
    stack<Teacher> s1;
    
    //入栈
    s1.push(t1);
    s1.push(t2);
    s1.push(t3);
    
    //出栈并打印
    while (!s1.empty()) {
        //打印栈顶元素
        Teacher tmp = s1.top();
        tmp.printT();
        
        //出栈
        s1.pop();
    }

    return 0;
}

5.queue队列模型

底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时（stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）

#include <queue>
void main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    
    cout << "对头元素" << q.front() <<endl;
    cout << "队列的大小 " << q.size() <<endl;
    
    while (!q.empty()) {
        int tmp = q.front();
        cout << tmp << " ";
        q.pop();
    }
}

class Teacher
{
public：
    int age;
    char name[32];
    
    void printT()
    {
        cout << "age ：" << age <<endl;
    }
}

void main()
{
    Teacher t1,t2,t3;
    t1.age = 31;
    t2.age = 32;
    t3.age = 33;
    
    queue<Teacher > q;
    q.push(t1);
    q.push(t2);
    q.push(t3);
    
    while (!q.empty()) {
        Teacher tmp = q.front();
        tmp.printT();
        q.pop();
    }
}

6.priotriy_queue优先级队列容器

底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现

优先级队列分为：最小值优先队列和最大值优先队列。

此处的最大值、最小值是指队头的元素（增序、降序）。默认，是创建最大值优先级队列。定义优先级的方法：

priority_queue默认定义int类型的最大值队列

priority_queue<int, vector, less>定义int型的最大值优先队列

priority_queue<int, vector, greater>定义int型的最小值队列

上面的定义中，less和greater相当于谓词，是预定义好的排序函数，称之为“仿函数”。

void main()
{
    //定义优先级队列(默认是最大值优先级队列)
    priority_queue<int> p1;
    
    //定义一个最大优先级队列
    //less是提前定义好的预定义函数 相当于谓词
    priority_queue<int, vector<int>, less<int>> p2;
    
    //定义一个最小值优先级队列v
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> p3;
    
    //给默认的最大优先级队列入栈
    p1.push(33);
    p1.push(11);
    p1.push(55);
    p1.push(22);
    
    //打印最大优先级的对头元素
    cout<<"对头元素:"<< p1.top() <<endl;
    cout<<"队列的大小:"<< p1.size() <<endl;
    
    //给最小值优先级队列入栈
    p3.push(33);
    p3.push(11);
    p3.push(55);
    p3.push(22);
    
    //打印最小优先级队列的对头元素
    cout<<"对头元素:"<< p3.top() <<endl;
    cout<<"队列的大小:"<< p3.size() <<endl;
    
}

7.set容器

集合, 用来判断某一个元素是不是在一个组里面,使用的比较少，底层数据结构为红黑树，有序，不重复

C++的set容器，其中包含的元素是唯一的，而且是有序的。
C++的set容器，是按照顺序插入的，不能在指定位置插入。
C++的set容器，其结构是红黑二叉树，插入数据的效率比vector快

【set元素的插入和删除】

set提供了insert和erase函数，用来对元素进行插入和删除操作。

基础类型数据，如果插入的是重复的元素，则插入失败，返回值是一个pair类型（pair类型类似于swift语言中的元组的概念，通过其判断是否插入成功）
复杂类型数据，需要通过仿函数来确定元素的顺序，判断是否是重复元素。

void main()
{
    set<int> set1;
    
    //插入元素
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        int tmp = rand();
        set1.insert(tmp);
    }
    
    //重复插入元素（会插入不成功，下一节会分析如果根据返回值判断是否插入成功）
    set1.insert(100);
    set1.insert(100);
    set1.insert(100);
    set1.insert(100);
    
    for (set<int>::iterator it = set1.begin(); it != set1.end(); it++) {
        cout << *it <<" ";
    }
    
    
    //删除集合
    while(!set1.empty())
    {
        //获取头部
        set<int>::iterator it = set1.begin();
        
        //打印头部元素
        cout << *it << endl;
        
        //从头部删除元素
        set1.erase(set1.begin());
    }
    
}

【普通数据类型的排序】

set容器是有序的集合，默认的顺序是从小到大的。创建集合的方式：

set创建默认的从小到大的int类型的集合
set<int,less>创建一个从小到大的int类型的集合
set<int,greater>创建一个从大到小的int类型的集合

上面的less和greater就是仿函数，集合会根据这个仿函数的返回值是否为真类进行排序。

//仿函数的原型，下面是C++提供的默认的greater的仿函数(删除了宏定义后的)
struct greater
{
    bool operator()(const int &left, const int &right) const
    {
        //如果左值>右值，为真。从大到小的排列
        return left > right;
    }
};

添加进set集合的元素确实是有序的。

void main()
{
    //默认，从小到大
    set<int> set1;
    //从小到大--默认就是
    set<int, less<int>> set2;
    //从大到小
    set<int, greater<int>> set3;

    //添加元素
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int tmp = rand();
        set3.insert(tmp);
    }
    
    //遍历
    for (set<int>::iterator it = set3.begin(); it != set3.end(); it++) {
        cout<< *it << " ";
    }
}

【自定义对象的排序】

基础数据类型的set是有序的关键原因是greater和less仿函数。

自定义对象的有序是通过自定义仿函数来实现。

仿函数，之所以叫仿函数，是因为它跟函数很像，但并不是一个函数。它的结果如下，只要我们实现了这个仿函数，我们也可以对自定义对象进行排序。

//定义仿函数的结构体
struct FunctionName
{
    //重载了()运算符，实现两个自定义对象的比较
    bool opeartor() (Type &left, Type &right)
    {
        //左值大于右值，从大到小的顺序
        if(left > right) 
            return true;
        else
            return false;
    }
};

下面，我们自定义一个Student对象，根据年龄进行排序，将对象加入到set集合中，并进行打印。

//定义student对象
class Student {
public:
    Student(const char *name, int age)
    {
        strcpy(this->name, name);
        this->age = age;
    }
    
public:
    char name[64];
    int  age;
};

//提供仿函数，用于自定义对象的set进行排序，要写一个仿函数，用来排序
struct FuncStudent
{
    //重载了括号操作符，用来比较大小
    bool operator() (const Student &left, const Student &right)
    {
        //如果左边比右边小，从小到大按照年龄排序
        if(left.age < right.age)
            return true;
        else
            return false;
    }
    
};

void main()
{
    Student s1("s1",32);
    Student s2("s2",22);
    Student s3("s3",44);
    Student s4("s4",11);
    Student s5("s5",22); 
    
    //创建集合，采用从小到大的排序
    set<Student, FuncStudent> set1;
    
    //插入数据
    set1.insert(s1);
    set1.insert(s2);
    set1.insert(s3);
    set1.insert(s4);
    //插入不进去(年龄有重复的，所以插不进去了),要通过返回值来确保是否插入成功
    set1.insert(s5);    
    
    //遍历
    for (set<Student>::iterator it = set1.begin(); it != set1.end(); it++) {
        cout << it->age << "\t" << it->name <<endl;
    }
    
}

【pair类型的返回值】

pair类型，就类似于Swift语言中的“元组”的概念，这个类型包含了多个数据类型，在函数返回的时候，可以同时返回多个值。

它实际上是一个结构体。它包含了两个属性，first和second。

template <class _T1, class _T2>
struct pair
{
    typedef _T1 first_type;
    typedef _T2 second_type;

    _T1 first;
    _T2 second;
}

set集合中的元素是唯一的，重复的元素插入会失败。

判断是否插入成功，我们可以通过insert函数的返回值来判断，它的返回值是一个pair类型。

insert函数的原型: pair<iterator,bool> insert(const value_type& __v)

返回的是pair<iterator, bool>类型，pair的第一个属性表示当前插入的迭代器的位置，第二个属性表示插入是否成功的bool值。我们可以通过第二个属性来判断元素是否插入成功。

//pair的使用判断set的insert函数的返回值
void test3()
{
    Student s1("s1",32);
    Student s2("s2",22);
    Student s3("s3",44);
    Student s4("s4",11);
    Student s5("s5",22);
    
    //创建集合，采用从小到大的排序
    set<Student, FuncStudent> set1;

    //插入数据，接收返回值
    pair<set<Student, FuncStudent>::iterator, bool> pair1 = set1.insert(s1);
    if (pair1.second == true) {
        cout << "插入s1成功" <<endl;
    }else{
        cout << "插入s1失败" <<endl;
    }

【set查找元素】

set容器提供了多个函数用来查找元素

iterator find(const key_type& __k) find函数查找元素为k的迭代器位置
iterator lower_bound(const key_type& __k) lower_bound函数查找小于等于元素k的迭代器位置
iterator upper_bound(const key_type& __k) upper_bound函数查找大于元素k的迭代器位置
pair<iterator,iterator> equal_range(const key_type& __k) equal_range函数返回一个pair类型，第一个属性表示大于等于k的迭代器位置，第二个是大于k的迭代器位置

void test4()
{
    set<int> set1;
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        set1.insert(i+1);
    }
    
    //遍历
    for (set<int>::iterator it = set1.begin(); it != set1.end(); it++) {
        cout << *it <<endl;
    }
    
    //查找元素是5的迭代器位置
    set<int>::iterator it0 = set1.find(5);
    cout << "it0:" << *it0 <<endl;
    
    //查找小于等于5的元素迭代器位置
    set<int>::iterator it1 = set1.lower_bound(5);
    cout << "it1:" << *it1 <<endl;
    
    //查找大于5的元素迭代器位置
    set<int>::iterator it2 = set1.upper_bound(5);
    cout << "it2:" << *it2 <<endl;
    
    //返回的pair第一个迭代器是>=5,另一个是>5
    pair<set<int>::iterator, set<int>::iterator> mypair = set1.equal_range(5);
    set<int>::iterator it3 = mypair.first;
    set<int>::iterator it4 = mypair.second;
    cout << "it3:" << *it3 <<endl;
    cout << "it4:" << *it4 <<endl; 
}

8.multiset容器

底层数据结构为红黑树，有序，可重复

multiset容器，与set容器相似，但是multiset容器中的元素可以重复。另外，他也是自动排序的，容器内部的值不能随便修改，因为有顺序的。

void test5()
{
    //定义multiset
    multiset<int> set1;
    
    //从键盘不停的接收值
    int tmp = 0;
    printf("请输入multiset集合的值:");
    scanf("%d", &tmp);
    while (tmp != 0) {
        set1.insert(tmp);
        scanf("%d", &tmp);
    }
    
    //迭代器遍历
    for (multiset<int>::iterator it = set1.begin(); it != set1.end(); it++) {
        cout<< *it <<" ";
    }
    cout <<endl;
   
    //删除
    while (!set1.empty()) {
        multiset<int>::iterator it = set1.begin();
        cout << *it << " ";
        set1.erase(it);
    }
}

9.map容器

映射,相当于字典,把一个值映射成另一个值,如果想创建字典的话使用它。底层采用的是树型结构,多数使用平衡二叉树实现,查找某一值是常数时间,遍历起来效果也不错,只是每次插入值的时候,会重新构成底层的平衡二叉树,效率有一定影响。底层数据结构为红黑树，有序，不重复

【map元素的插入与删除】

插入方法一：调用insert函数插入pair类型的键值对。map的insert函数返回的是pair类型，pair的第二个参数表示是否插入成功。如果插入的元素键名相同，则插入失败。
插入方法二：直接使用[]来对键进行复制。 -删除：跟上面其他的容器一样，都是直接调用erase函数.

int main()
{
    map<int, string> map1;
    
    //insert方法插入
    //--1 通过pair<int, string>(1,”chenhua“) 构造pair元素
    map1.insert(pair<int, string>(1,"chenhua"));
    //--2 通过make_pair构造pair元素
    map1.insert(make_pair(2,"mengna"));
    //--3 通过value_type构造pair元素
    map1.insert(map<int, string>::value_type(3,"chenmeng"));
    
    //[]直接插入
    map1[4] = "menghua";
    
    //重复插入(插入会不成功)
    pair<map<int, string>::iterator, bool> pair1 = map1.insert(make_pair(2, "haha"));
    if (pair1.second) {
        cout << "重复插入成功" << endl;
    }else{
        cout << "重复插入失败" << endl;
    }
    
    //元素的修改
    //map[1] = "22"的方式，如果不存在键则插入，存在键则修改
    map1[2] = "haha";
    
    //元素的删除
    //--删除值为"haha"的元素
    for (map<int, string>::iterator it = map1.begin(); it != map1.end(); it++) {
        if (it->second.compare("haha") == 0) {
            map1.erase(it);
        }
    }
    
    //遍历
    for (map<int, string>::iterator it = map1.begin(); it != map1.end(); it++) {
        cout << it->first << "\t" << it->second << endl;
    }
    
    return 0;
}

【map元素的查找】

map提供了两个函数进行key的查找：find和equal_range。

int main()
{
    //定义map
    map<int ,string> map1;
    map1[1] = "chenhua";
    map1[2] = "mengna";
    
    //查找key=100的键值对
    map<int, string>::iterator it = map1.find(100);
    if (it != map1.end()) {
        cout << "存在key=100的键值对";
    }else{
        cout << "不存在" << endl;
    }
    
    
    //查找key = 1000的位置
    //返回两个迭代器，第一个表示<=1000的迭代器位置，第二个是>1000的迭代器位置
    pair<map<int, string>::iterator, map<int, string>::iterator> mypair = map1.equal_range(1000);
    if (mypair.first == map1.end()) {
        cout << "大于等于5的位置不存在" << endl;
    }else{
        cout << mypair.first->first << "\t" << mypair.first->second << endl;
    }
    
    if (mypair.second == map1.end()) {
        cout << "大于5的位置不存在" << endl;
    }else{
        cout << mypair.second->first << "\t" << mypair.second->second << endl;
    }
    
    return 0;
}

10.multimap容器

底层数据结构为红黑树，有序，可重复

multimap容器，与map容器的唯一区别是：multimap支持多个键值。

由于支持多个键值，multimap提供了cout函数来计算同一个key的元素个数。

class Person {
public:
    string name;    //姓名
    int age;        //年龄
    string tel;     //电话
    double sal;     //工资
    
};

void test()
{
    Person p1,p2,p3,p4,p5;
    p1.name = "王1";
    p1.age  = 31;
    
    p2.name = "王2";
    p2.age  = 31;
    
    p3.name = "张3";
    p3.age  = 31;
    
    p4.name = "张4";
    p4.age  = 31;
    
    p5.name = "钱5";
    p5.age  = 31;
    
    multimap<string, Person> map2;
    
    //sale部门
    map2.insert(make_pair("sale", p1));
    map2.insert(make_pair("sale", p2));
    
    //development部门
    map2.insert(make_pair("development", p3));
    map2.insert(make_pair("development", p4));
    
    //Finanncial部门
    map2.insert(make_pair("Finanncial", p5));
    
    //遍历
    for (multimap<string, Person>::iterator it = map2.begin(); it != map2.end(); it++) {
        
        
        cout << it->first << "\t" << it->second.name << endl;
        
    }
    
    //按部门显示员工信息
    int developNum = (int) map2.count("development");
    cout << "development部门人数：" << developNum << endl;
    multimap<string,Person>::iterator it2 = map2.find("development");
    int tag = 0;
    while (it2 != map2.end() && tag < developNum) {
        cout << it2->first << "\t" << it2->second.name <<endl;
        it2 ++;
        tag ++;
    }
    
    //把age=32 修改name= 32
    for (multimap<string, Person>::iterator it = map2.begin(); it != map2.end(); it++) {
        if (it->second.age == 32) {
            it->second.name = "32";
        }
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
 
    test();
    
    return 0;
}

11.hash_set

底层数据结构为hash表，无序，不重复

12.hash_multiset

底层数据结构为hash表，无序，可重复

13.hash_map

底层数据结构为hash表，无序，不重复

14.hash_multimap

底层数据结构为hash表，无序，可重复

二、STL容器的通用性探究

STL的容器主要利用了C++的模板特性来实现。需要注意：

容器缓存了节点，节点类要确保支持拷贝(否则出现浅拷贝问题，导致崩溃)
容器中的一般节点类，需要提供拷贝构造函数，并重载等号操作符(用来赋值)
容器在插入元素时，会自动进行元素的拷贝。

针对容器，容器之间也支持拷贝。所以需要注意：

除了queue和stack外，每个容器都提供了可返回迭代器的函数，运用返回的迭代器就可以访问元素
通常STL不会抛出异常，要求使用者确保传入正确的参数
每个容器都提供了一个默认构造函数和一个默认拷贝构造函数

【STL容器的元素拷贝】如果容器元素如果没有实现拷贝构造函数，出现浅拷贝后的崩溃问题。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;


class Student {
    
public:
    Student(const char *name, int age)
    {
        cout << "构造函数" << endl;
        
        //分配内存空间
        m_name = new char[strlen(name) + 1];
        //值拷贝
        strcpy(m_name, name);
        
        m_age = age;
    }
    
    
    ~Student()
    {
        printf("%p 指向的空间 调用析构函数\n", m_name);
        if (m_name != NULL) {
            delete []m_name;
            m_age = 0;
        }
    }
    
private:
    char *m_name;
    int   m_age;
    
};


int main()
{
    Student s1("chenhua",24);
    
    vector<Student> v1;
    v1.push_back(s1);
    
    return 0;
}

上面的代码段，运行后的结果如下：

构造函数
0x100302a00 指向的空间 调用析构函数
0x100302a00 指向的空间 调用析构函数

运行后，打印出结果后并报错。报错原因是同一个内存空间被释放了2次，导致的崩溃。

其根本原因是,v1将s1拷贝到容器，由于Student没有重写拷贝构造函数，从而出现了浅拷贝，只拷贝了地址。释放的时候毫无疑问出现错误。如果我们给Student重写了拷贝构造函数和重载了等号操作符，则上面的错误就不会出现。

//重写拷贝构造函数
Student(const Student &obj)
{
    //分配内存空间
    m_name = new char[strlen(obj.m_name) + 1];
    //值拷贝
    strcpy(m_name, obj.m_name);
    
    m_age = obj.m_age;
}
    
//重载等号运算符
Student & operator=(const Student &obj)
{
    //释放旧值
    if (m_name != NULL) {
        delete [] m_name;
        m_age = 0;
    }
    
    //分配内存空间并赋值
    m_name = new char[strlen(obj.m_name) + 1];
    strcpy(m_name, obj.m_name);
    m_age = obj.m_age;
    
    return *this;
}

三、STL容器的比较

内容参考：https://www.jianshu.com/p/497843e403b4