STL容器及常用函数

距离上次更新已经过去了2个多月，期间忙于期末考试和过年，马上要开学了，终于有时间更新博客（其实就是懒）。

STL容器的内容还是相对多一些，本文中主要将常用容器及其常用函数做了总结，全部的容器及其相关函数可以前往c++的文档进行查找。
主要包括：变长数组vector，字符串string，对pair，队列queue，双端队列deque，栈stack，堆、优先队列priority_queue，压位bitset。
基于平衡二叉树中的红黑树set，map，multiset，multimap，
基于哈希表unordered_set，unordered_map，unordered_muliset,unordered_multimap。

1. vector（变长数组）

倍增的思想，支持比较运算（按字典序）

倍增思想

系统为某一程序去分配空间所需要的时间与空间大小无关，与申请的次数、频率有关：一次申请1000个空间的时间开销＜申请1000次一个空间的时间开销 vector每次空间不够时，都是先开辟当前空间的两倍大小，再把当前的数据复制过来 所以在使用vector时，尽量减少申请空间的次数，可以适当的浪费空间，一次开辟较大的空间，以减少后面再频繁申请空间，减少时间开销。

初始化

    vector <int> a; 定义：一个vector数组a
    vector <int> a(10); 定义：一个长度为10的vector数组a
    vector <int> a(10,3); 定义：一个长度为10的vector数组a，并且所有元素都为3
    vector <int> a[10];  定义：一个大小为10的vector型数组

常用函数

    size(); 返回元素个数  O(1)
    empty(); 返回是否是空  O(1)
    clear(); 清空vector
    front(); 返回vector的第一个数
    back(); 返回vector的最后一个数
    push_back(); 向vector的末尾插入一个数
    pop_back(); 把vector的最后一个数删掉
    begin(); vector的第0个位置（迭代器）
    end(); vector的最后一个的数的后面一个位置（迭代器）
    [ ] 支持随机访问

遍历方法

假设有个vector [int] a

第一、二种：直接用下标，数组式遍历

for(int i = 0;i < a.size();i++) cout<<a[i]>>endl;
for(vector<int>::iterator i = a.begin();i != a.end();i++) cout<<*i<<endl; 

vector<int>::iterator 可以写为auto 替代，会自动判断类型，很方便。

第三种：for的强遍历

for(auto x : a) cout<< x <<endl;

2. pair（对）

支持比较运算，以first为第一关键字，以second为第二关键字（按字典序） pair本质上≈结构体+比较函数

定义

    pair <类型,类型> 变量名;    两个类型可以不同
    pair可以嵌套pair，随便嵌套多深

初始化方式

假设有个pair <int,string> p;

• 第一种：p = make_pair(10,"abc");
• 第二种：p = {10,"abc"};
• 嵌套：pair<int, pair<int, int>> p;

常用函数

    first(); 第一个元素
    second(); 第二个元素

3. string（字符串）

常用函数

    substr(起始下标，子串长度); 返回一个子串
    c_str(); 返回这个string对应的字符数组的头指针/起始地址
    利用此函数，使用printf输出string类型变量的方式： printf("%s",a.c_str())
    size(); 返回字符串长度
    length(); 返回字符串长度
    empty(); 返回字符串是否为空
    clear(); 把字符串清空

4. queue（队列）

定义

    queue <类型> 变量名;

常用函数

    size(); 返回这个队列的长度
    empty(); 返回这个队列是否为空
    push(); 往队尾插入一个元素
    front(); 返回队头元素
    back(); 返回队尾元素
    pop(); 把队头弹出
    注意：队列没有clear函数！！！

清空：重新初始化一个队列即可

    变量名 = queue <int> ();

5. priority_queue（优先队列，堆）

注意：默认是大根堆！！！

定义

    头文件：#include<queue>
    大根堆：priority_queue <类型> 变量名;
    小根堆：priority_queue <类型,vecotr <类型>,greater <类型>> 变量名;
           或者直接往大根堆中插入-x

常用函数

    size(); 这个堆的长度
    empty(); 返回这个堆是否为空
    push();往堆里插入一个元素
    top(); 返回堆顶元素
    pop(); 弹出堆顶元素
    注意：堆没有clear函数！！！

6. stack（栈）

常用函数：

    size(); 这个栈的长度
    empty(); 返回这个栈是否为空
    push(); 向栈顶插入一个元素
    top(); 返回栈顶元素
    pop(); 弹出栈顶元素
    无clear函数

7. deque（双端队列）

队头和队尾均可插入删除，支持随机访问 效率比较低，一般不用

常用函数：

    size(); 这个双端队列的长度
    empty(); 返回这个双端队列是否为空
    clear(); 清空这个双端队列
    front(); 返回第一个元素
    back(); 返回最后一个元素
    push_back(); 向最后插入一个元素
    pop_back(); 弹出最后一个元素
    push_front(); 向队首插入一个元素
    pop_front(); 弹出第一个元素
    begin(); 双端队列的第一个位置（迭代器）
    end(); 双端队列的最后一个的数的后面一个位置（迭代器）
    [ ] 支持随机访问

set，map，multiset，multimap

基于平衡二叉树（红黑树），动态维护有序序列

8. set/multiset

注意： set不允许元素重复，如果有重复就会被忽略，但multiset允许！！！

常用函数：

    size(); 返回元素个数
    empty(); 返回set是否是空的
    clear(); 清空 
    begin(); 第0个数，支持++或--，返回前驱和后继
    end(); 最后一个的数的后面一个数，支持++或--，返回前驱和后继
    insert(); 插入一个数
    find(); 查找一个数
    count(); 返回某一个数的个数
    erase();
        （1）输入是一个数x，删除所有x    O(k + log n)
        （2）输入一个迭代器，删除这个迭代器
    lower_bound(x); 最小上界，返回大于等于x的最小的数的迭代器
    upper_bound(x); 最大下界，返回大于x的最小的数的迭代器

9. map/multimap

map可以像用数组一样使用map，支持[ ]随机访问；multimap不支持[ ]随机访问。

常用函数：

    insert(); 插入一个数，插入的数是一个pair
    erase(); 
        （1）输入是pair
        （2）输入一个迭代器，删除这个迭代器
    find(); 查找一个数
    lower_bound(x); 返回大于等于x的最小的数的迭代器
    upper_bound(x); 返回大于x的最小的数的迭代器

10. unordered_set，unordered_map，unordered_muliset,unordered_multimap

基于哈希表，和上面类似，增删改查的时间复杂度是O(1)，不支持lower_bound()和upper_bound()，也不支持迭代器的自增自减。

11. bitset（压位）

相当于是一个只能存0或1的数组，相较于bool型，更节省空间

定义

    bitset <个数> 变量名;

支持

    ~，&，|，^  位运算
    >>，<<   移位运算
    ==，!=   判断相等
    [ ]   数组式随机访问

常用函数

    count(); 返回有多少个1
    any(); 判断是否至少有一个1
    none(); 判断是否全为0
    set(); 把所有位置赋值为1
    set(k,v); 将第k位变成v
    reset(); 把所有位变成0
    flip(); 把所有位取反，等价于~
    flip(k); 把第k位取反