C++提高

本阶段主要针对C++ 泛型编程 和 STL 技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用.

1 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性 。

• 例如生活中的模板：一寸照片模板，PPT模板：

模板的特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架

• 模板的通用并不是万能的

1.2 函数模板

• C++另一种编程思想称为 **泛型编程，主要利用的技术就是模板

• C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：

• 建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
#函数声明或定义

解释：

• template：声明创建模板

• typename：表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

• T：通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
    double temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

//利用模板提供通用的交换函数，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;

    //swapInt(a, b);

    //利用模板实现交换
    //1、自动类型推导
    mySwap(a, b);

    //2、显示指定类型
    mySwap<int>(a, b);

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template

• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型

• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

• 自动类型推导：必须推导出一致的数据类型T，才可以使用

• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

示例：

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}


// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';

    mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
    //mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}


// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
    cout << "func 调用" << endl; //不能推导出T的数据类型
}

void test02()
{
    //func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
    func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

int main() {

    test01();
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

1.2.3 函数模板案例

/**
  * 案例描述：
  * 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
  * 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
  * 分别利用char数组和int数组进行测试
  */

//交换的函数模板
template<typename T>
void mySwap(T &a, T&b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<class T> // 也可以替换成typename
//利用选择排序，进行对数组从大到小的排序
void mySort(T arr[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
        {
            int max = i; //最大数的下标
            for (int j = i + 1; j < len; j++)
                {
                    if (arr[max] < arr[j])
                    {
                        max = j;
                    }
                }
            if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者
            {
                mySwap(arr[max], arr[i]);
            }
        }
}

template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    //测试char数组
    char charArr[] = "bdcfeagh";
    int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
    mySort(charArr, num);
    printArray(charArr, num);
}

void test02()
{
    //测试int数组
    int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
    int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
    mySort(intArr, num);
    printArray(intArr, num);
}

int main() {

    test01();
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）；

• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换；

• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换。

示例：

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
    return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)  
{
    return a + b;
}

//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    char c = 'c';

    cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99

    //myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换

    myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数；

2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板；

3. 函数模板也可以发生重载；

4. 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板。

示例：

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
    cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b) 
{ 
    cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) 
{ 
    cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test01()
{
    //1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
    // 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
    int a = 10;
    int b = 20;
    myPrint(a, b); //调用普通函数

    //2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
    myPrint<>(a, b); //调用函数模板

    //3、函数模板也可以发生重载
    int c = 30;
    myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板

    //4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
    char c1 = 'a';
    char c2 = 'b';
    myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

1.2.6 模板的局限性

例如：

//如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了
template<class T>
void f(T a, T b)
{ 
    a = b;
}

//如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行
template<class T>
void f(T a, T b)
{ 
    if(a > b) { ... }
}

局限性： 模板的通用性并不是万能的

• C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

#include <string>

class Person
{
    public:
        Person(string name, int age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
        string m_Name;
        int m_Age;
};

//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
    if (a == b)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}


//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
    if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

void test01()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    //内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
    bool ret = myCompare(a, b);
    if (ret)
    {
        cout << "a == b " << endl;
    }
    else
    {
        cout << "a != b " << endl;
    }
}

void test02()
{
    Person p1("Tom", 10);
    Person p2("Tom", 10);
    //自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
    //可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型
    bool ret = myCompare(p1, p2);
    if (ret)
    {
        cout << "p1 == p2 " << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1 != p2 " << endl;
    }
}

int main() {

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化

• 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：

• 建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
类

---

解释：

• template  ---  声明创建模板

• typename  --- 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

• T    ---   通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType> 
class Person
{
    public:
        Person(NameType name, AgeType age)
        {
            this->mName = name;
            this->mAge = age;
        }

        void showPerson()
        {
            cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
        }

    public:
        NameType mName;
        AgeType mAge;
};

void test01()
{
    // 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型
    Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
    P1.showPerson();
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，此类称为类模板

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式；

2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数，使用显示指定类属性类型。

示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
    public:
        Person(NameType name, AgeType age)
        {
            this->mName = name;
            this->mAge = age;
        }
        void showPerson()
        {
            cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
        }

    public:
        NameType mName;
        AgeType mAge;
};

//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
    // Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导
    Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板
    p.showPerson();
}

//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
    Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
    p.showPerson();
}

int main() {

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建；

• 类模板中的成员函数在调用时才创建。

示例：

class Person1
{
public:
    void showPerson1()
    {
        cout << "Person1 show" << endl;
    }
};

class Person2
{
    public:
        void showPerson2()
        {
            cout << "Person2 show" << endl;
        }
};

template<class T>
class MyClass
{
    public:
        T obj;
        //类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成
        void fun1() { obj.showPerson1(); }
        void fun2() { obj.showPerson2(); }

};

void test11()
{
    MyClass<Person1> m;

    m.fun1();

    //m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}

int main() {

    test11();

    system("pause");

    return 0;
}

1.3.4 类模板对象做函数参数

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式，一共有三种传入方式：

1. 指定传入的类型   --- 直接显示对象的数据类型

2. 参数模板化          --- 将对象中的参数变为模板进行传递

3. 整个类模板化       --- 将这个对象类型 模板化进行传递

示例：

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
    public:
        Person(NameType name, AgeType age)
        {
            this->mName = name;
            this->mAge = age;
        }
        void showPerson()
        {
            cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
        }

    public:
        NameType mName;
        AgeType mAge;
};

//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p) 
{
    p.showPerson();
}
void test01()
{
    Person <string, int >p("孙悟空", 100);
    printPerson1(p);
}

//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{
    p.showPerson();
    cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;
    cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
    Person <string, int >p("猪八戒", 90);
    printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
    cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;
    p.showPerson();

}
void test03()
{
    Person <string, int >p("唐僧", 30);
    printPerson3(p);
}

int main() {

    test01();
    test02();
    test03();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参

• 使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型；

• • 如果不指定，编译器无法给子类分配内存；（子类不是类模板）

• • 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板。

示例：

template<class T>
class Base
{
	T m;
};

//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{
    Son c;
}

//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
    public:
        Son2()
        {
            cout << typeid(T1).name() << endl;
            cout << typeid(T2).name() << endl;
        }
};

void test02()
{
    Son2<int, char> child1;
}

int main() {

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

1.3.6 类模板成员函数类外实现

类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表。

示例：

#include <string>

//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person 
{
    public:
        //成员函数类内声明
        Person(T1 name, T2 age);
        void showPerson();
    public:
        T1 m_Name;
        T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) 
{
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() 
{
    cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

void test01()
{
    Person<string, int> p("Tom", 20);
    p.showPerson();
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

1.3.7 类模板分文件编写

问题：类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

• 解决方式一：直接包含.cpp源文件

• 解决方式二：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

示例：

• 解决方法一：包含cpp源文件

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
	public:
		Person(T1 name, T2 age);
		void showPerson();
	public:
		T1 m_Name;
		T2 m_Age;
};

#include<iostream>
using namespace std;
#include "Person.h"

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) 
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() 
{
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

#include <iostream>
using namespace std;

//#include "Person.h"
#include "Person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件

void test13()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test13();

	system("pause");

	return 0;
}

• 解决方式二：将声明和实现写到一起。

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)
{
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson()
{
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

#include <iostream>
using namespace std;

//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "Person.hpp"

void test14()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test14();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

1.3.8 类模板与友元

全局函数做友元，且全局函数使用模板类做参数列表，有两种实现方式：

1. 全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可
2. 全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

---

示例：

• 类内实现

template<class T1, class T2>
class Person
{

    //1、全局函数配合友元   类内实现
    friend void printPerson(Person<T1, T2>& p)
    {
        cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
    }

    public:
        Person(T1 name, T2 age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }

    private:
        T1 m_Name;
        T2 m_Age;

};

//1、全局函数在类内实现
void test15()
{
    Person <string, int >p("Tom", 20);
    printPerson(p);
}

int main() {

    test15();

    system("pause");

    return 0;
}

• 类外实现

//提前让编译器知道Person类存在
template<class T1, class T2> class Person;

//类外实现（普通函数成名）
//1）因为长得像函数模板的语法实现，需要函数声明加空模板参数列表；
//2）因为是全局函数的类外实现，需要让编译器提前知道这个函数存在。
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p)
{
    cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person
{
    //2、全局函数配合友元  加空模板参数列表“<>”
    friend void printPerson2<>(Person<T1, T2>& p);

    public:
        Person(T1 name, T2 age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }

    private:
        T1 m_Name;
        T2 m_Age;
};

//全局函数在类外实现
void test16()
{
    Person <string, int >p("Jerry", 30);
    printPerson2(p);
}

int main() {

    test16();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

2 STL初识

2.1 STL的诞生

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西 ；

• C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升 ；

• 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作 ；

• 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL。

2.2 STL基本概念

• STL(Standard Template Library,标准模板库)

• STL 从广义上分为: 容器(container)、 算法(algorithm) 、迭代器(iterator)

• 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。

• STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

2.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是:****

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。

2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等

3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。

4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。

5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。

6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

2.4  STL中容器、算法、迭代器

容器： 置物之所也

• STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来；
• 常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等；
• 这些容器分为两种:

• • 序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。

  • 关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法： 问题之解法也

• 有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)
• 算法分为两种：

• • 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等；

  • 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等。

迭代器： 容器和算法之间粘合剂

• 提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式；
• 每个容器都有自己专属的迭代器；
• 迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。
• 迭代器种类：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、--，
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器	读写，支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>=

• 常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

2.5 容器算法迭代器初识

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

• 容器：vector
• 算法：for_each
• 迭代器：vector<int>::iterator

vector存放内置数据类型：

#include <vector>
#include <algorithm>

void MyPrint(int val)
{
    cout << val << endl;
}

void test01() {

    //创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
    vector<int> v;
    //向容器中放数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);

    //每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
    //v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
    //v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
    //vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

    vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
    vector<int>::iterator pEnd = v.end();

    //第一种遍历方式：
    while (pBegin != pEnd) {
        cout << *pBegin << endl;
        pBegin++;
    }


    //第二种遍历方式：
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << endl;
    }
    cout << endl;

    //第三种遍历方式：
    //使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
    for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

Vector存放自定义数据类型：

#include <vector>
#include <string>

//自定义数据类型
class Person {
    public:
        Person(string name, int age) {
            mName = name;
            mAge = age;
        }

    public:
        string mName;
        int mAge;
};
//存放对象
void test01() {

    vector<Person> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 50);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

    for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

    }
}

//放对象指针
void test02() {

    vector<Person*> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);
    Person p5("eee", 50);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    v.push_back(&p5);

    for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        Person * p = (*it);
        cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
    }
}

int main() {

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

Vector容器嵌套容器：

#include <vector>

//容器嵌套容器
void test01() {

    vector< vector<int> >  v;

    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    vector<int> v4;

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        v1.push_back(i + 1);
        v2.push_back(i + 2);
        v3.push_back(i + 3);
        v4.push_back(i + 4);
    }

    //将容器元素插入到vector v中
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    v.push_back(v4);

    for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {

        for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
            cout << *vit << " ";
        }
        cout << endl;
    }

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3 STL 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质： string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类。

string和char * 区别：

• char * 是一个指针；

• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

• string类内部封装了很多成员方法；

• • 例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert

• string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责。

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

• string();           //创建一个空的字符串 例如: string str;
• string(const char* s);        //使用字符串s初始化

• string(const string& str);    //使用一个string对象初始化另一个string对象

• string(int n, char c);           //使用n个字符c初始化

示例：

#include <string>
//string构造
void test01()
{
    string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
    cout << "str1 = " << s1 << endl;

    const char* str = "hello world";
    string s2(str); //把c_string转换成了string

    cout << "str2 = " << s2 << endl;

    string s3(s2); //调用拷贝构造函数
    cout << "str3 = " << s3 << endl;

    string s4(10, 'a');
    cout << "str3 = " << s3 << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.1.3 string赋值操作

赋值函数原型：

• string& operator=(const char* s);             //把char*类型字符串赋值给当前的字符串

• string& operator=(const string &s);         //把字符串s赋给当前的字符串

• string& operator=(char c);                          //把字符赋值给当前的字符串

• string& assign(const char *s);                  //把char*类型字符串s赋给当前的字符串

• string& assign(const char *s, int n);     //把char*类型字符串s的前n个字符赋给当前的字符串

• string& assign(const string &s);              //把字符串s赋给当前字符串

• string& assign(int n, char c);                  //用n个字符c赋给当前字符串

示例：

//赋值
void test01()
{
	string str1;
	str1 = "hello world";   //把char*类型字符串赋值给当前的字符串
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;  //把字符串s赋给当前的字符串
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';  //把字符赋值给当前的字符串
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	string str4;
	str4.assign("hello c++");  //把char*类型字符串s赋给当前的字符串
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);  //把char*类型字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
	cout << "str5 = " << str5 << endl;


	string str6;
	str6.assign(str5);  //把字符串s赋给当前字符串
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');  //用n个字符c赋给当前字符串
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：string的赋值方式很多，operator=  这种方式是比较实用的

3.1.4 string字符串拼接

拼接函数原型：

• string& operator+=(const char* str);                   //重载+=操作符

• string& operator+=(const char c);                         //重载+=操作符

• string& operator+=(const string& str);                //重载+=操作符

• string& append(const char *s);                               //把字符串s连接到当前字符串结尾

• string& append(const char *s, int n);                 //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾

• string& append(const string &s);                           //同operator+=(const string& str)

• string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

示例：

//字符串拼接
void test01()
{
    string str1 = "我";

    str1 += "爱玩游戏";

    cout << "str1 = " << str1 << endl;

    str1 += ':';

    cout << "str1 = " << str1 << endl;

    string str2 = "LOL DNF";

    str1 += str2;

    cout << "str1 = " << str1 << endl;

    string str3 = "I";
    cout << "str3 = " << str3 << endl;

    str3.append(" love ");
    cout << "str3 = " << str3 << endl;

    str3.append("game abcde", 4);
    cout << "str3 = " << str3 << endl;

    str3.append(str2);
    cout << "str3 = " << str3 << endl;

    str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾
    cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

3.1.5 string查找和替换

查找函数原型：

• int find(const string& str, int pos = 0) const;           //查找str第一次出现位置,从pos开始查找

• int find(const char* s, int pos = 0) const;                   //查找s第一次出现位置,从pos开始查找

• int find(const char* s, int pos, int n) const;             //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置

• int find(const char c, int pos = 0) const;                     //查找字符c第一次出现位置

• int rfind(const string& str, int pos = npos) const;    //查找str最后一次位置,从pos开始查找

• int rfind(const char* s, int pos = npos) const;         //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找

• int rfind(const char* s, int pos, int n) const;           //从pos查找s的前n个字符最后一次位置

• int rfind(const char c, int pos = 0) const;                 //查找字符c最后一次出现位置

const声明该函数为只读函数，不会修改任何数据成员。
1、可提高程序的可读性。
2、提高程序的健壮性。

替换函数原型：

• string& replace(int pos, int n, const string& str);   //替换从pos开始n个字符为字符串str

• string& replace(int pos, int n,const char* s);            //替换从pos开始的n个字符为字符串s

示例：

//查找和替换
void test01()
{
    //查找
    string str1 = "abcdefgde";

    int pos = str1.find("de");

    if (pos == -1)
    {
        cout << "未找到" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "pos = " << pos << endl;
    }

    pos = str1.rfind("de");

    cout << "pos = " << pos << endl;

}

void test02()
{
    //替换
    string str1 = "abcdefgde";
    str1.replace(1, 3, "1111");

    cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main() {

    //test01();
    //test02();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左；

• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1；

• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串。

3.1.6 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

• char& operator[](int n);     //通过[]方式取字符
• char& at(int n);                    //通过at方法获取字符

---

示例：

void test01()
{
	string str = "hello world";

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	//字符修改
	str[0] = 'x';
	str.at(1) = 'x';
	cout << str << endl;
	
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.1.7 string插入和删除

插入函数原型：

• string& insert(int pos, const char* s);                //插入字符串
• string& insert(int pos, const string& str);        //插入字符串
• string& insert(int pos, int n, char c);                //在指定位置插入n个字符c

删除函数原型：

• string& erase(int pos, int n = npos);                    //删除从Pos开始的n个字符

示例：

//字符串插入和删除
void test01()
{
    string str = "hello";
    str.insert(1, "111");
    cout << str << endl;

    str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
    cout << str << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结： 插入和删除的起始下标都是从0开始

3.1.8 string子串

函数原型：

• string substr(int pos = 0, int n = npos) const;   //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

示例：

//子串
void test01()
{

    string str = "abcdefg";
    string subStr = str.substr(1, 3);
    cout << "subStr = " << subStr << endl;

    //结合find()灵活的运用求子串功能
    string email = "hello@sina.com";
    int pos = email.find("@");
    string username = email.substr(0, pos);
    cout << "username: " << username << endl;

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.1.9 string字符串比较

比较方式：字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

• = 返回   0

• 返回   1

• < 返回  -1

比较函数原型：

• int compare(const string &s) const;  //与字符串s比较

• int compare(const char *s) const;      //与字符串s比较

示例：

//字符串比较
void test01()
{

    string s1 = "hello";
    string s2 = "aello";

    int ret = s1.compare(s2);

    if (ret == 0) 
    {
        cout << "s1 等于 s2" << endl;
    }
    else if (ret > 0)
    {
        cout << "s1 大于 s2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "s1 小于 s2" << endl;
    }

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能： vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

• • 动态扩展：并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

构造函数原型：

• vector<T> v;                   //采用模板实现类实现，默认构造函数

• vector(v.begin(), v.end());       //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。

• vector(n, elem);                            //构造函数将n个elem拷贝给本身。

• vector(const vector &vec);         //拷贝构造函数。

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    vector<int> v1; //无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v2);

    vector<int> v3(10, 100);
    printVector(v3);

    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.2.3 vector赋值操作

赋值函数原型：

• vector& operator=(const vector &vec); //重载等号操作符

• assign(beg, end);       //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem);        //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//赋值操作
void test01()
{
    vector<int> v1; //无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    vector<int>v2;
    v2 = v1;
    printVector(v2);

    vector<int>v3;
    v3.assign(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v3);

    vector<int>v4;
    v4.assign(10, 100);
    printVector(v4);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.2.4  vector容量和大小

函数原型：

• empty();                            //判断容器是否为空

• capacity();                      //容器容量（vector可以动态扩展）

• size();                              //容器中元素个数

• resize(int num);             //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(int num, elem);  //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    vector<int> v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            v1.push_back(i);
        }
    printVector(v1);
    if (v1.empty())
    {
        cout << "v1为空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "v1不为空" << endl;
        cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
        cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
    }

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
    v1.resize(15,10);
    printVector(v1);

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
    v1.resize(5);
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.2.5 vector插入和删除

插入函数原型：

• push_back(ele);                                         //尾部插入元素ele

• insert(const_iterator pos, ele);        //迭代器指向位置pos插入元素ele

• insert(const_iterator pos, int count,ele); //迭代器指向位置pos插入count个元素ele

删除函数原型：

• pop_back();                                                 //删除最后一个元素
• erase(const_iterator pos);                     //删除迭代器指向的元素

• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素

• clear();                                                        //删除容器中所有元素

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
    vector<int> v1;
    //尾插
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    v1.push_back(40);
    v1.push_back(50);
    printVector(v1);
    //尾删
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    //插入
    v1.insert(v1.begin(), 100);
    printVector(v1);

    v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
    printVector(v1);

    //删除
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);

    //清空
    v1.erase(v1.begin(), v1.end());
    v1.clear();
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.2.6 vector数据存取

存取函数原型：

• at(int idx);     //返回索引idx所指的数据

• operator[];       //返回索引idx所指的数据

• front();            //返回容器中第一个数据元素

• back();              //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <vector>

void test01()
{
    vector<int>v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            v1.push_back(i);
        }

    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
        {
            cout << v1[i] << " ";
        }
    cout << endl;

    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
        {
            cout << v1.at(i) << " ";
        }
    cout << endl;

    cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
    cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.2.7 vector互换容器

互换函数原型：

• swap(vec);  // 将vec与本身的元素互换

示例：

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	//互换容器
	cout << "互换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	v.resize(3);

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	//收缩内存
	vector<int>(v).swap(v); //匿名对象

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

• reserve(int len); //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

示例：

void test01()
{
    vector<int> v;

    //预留空间
    v.reserve(100000);

    int num = 0;
    int* p = NULL;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
        if (p != &v[0]) {
            p = &v[0];
            num++;
        }
    }

    cout << "num:" << num << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

3.3 deque容器

3.3.1 deque基本概念

功能： 双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque & vector 区别：

• vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低；

• deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快；

• vector访问元素时的速度会比deque快，这和两者内部实现有关。

deque内部工作原理：

• deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据；
• 中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间；

• deque容器的迭代器也是支持随机访问的。

3.3.2 deque构造函数

构造函数原型：

• deque<T> deqT;                      //默认构造形式

• deque(beg, end);                  //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。

• deque(n, elem);                    //构造函数将n个elem拷贝给本身。

• deque(const deque &deq);   //拷贝构造函数

示例：

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//deque构造
void test01() 
{

    deque<int> d1; //无参构造函数
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            d1.push_back(i);
        }
    printDeque(d1);
    deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
    printDeque(d2);

    deque<int>d3(10,100);
    printDeque(d3);

    deque<int>d4 = d3;
    printDeque(d4);
}

int main() 
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

3.3.3 deque赋值操作

赋值函数原型：

• deque& operator=(const deque &deq);         //重载等号操作符

• assign(beg, end);                                           //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem);                                             //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <deque>

//赋值操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	deque<int>d2;
	d2 = d1;
	printDeque(d2);

	deque<int>d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d3);

	deque<int>d4;
	d4.assign(10, 100);
	printDeque(d4);

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：deque赋值操作也与vector相同。

3.3.4 deque容量和大小

函数原型：

• deque.empty();                       //判断容器是否为空

• deque.size();                         //返回容器中元素的个数

• deque.resize(num);                //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• deque.resize(num, elem);     //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
    deque<int> d1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            d1.push_back(i);
        }
    printDeque(d1);

    //判断容器是否为空
    if (d1.empty()) {
        cout << "d1为空!" << endl;
    }
    else {
        cout << "d1不为空!" << endl;
        //统计大小
        cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
    }

    //重新指定大小
    d1.resize(15, 1);
    printDeque(d1);

    d1.resize(5);
    printDeque(d1);
}

int main() 
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.3.5 deque插入和删除

插入和删除函数原型：

• 两端操作：

• • push_back(elem);          //在容器尾部添加一个数据

• • push_front(elem);        //在容器头部插入一个数据

• • pop_back();                   //删除容器最后一个数据

• • pop_front();                 //删除容器第一个数据

• 指定位置插入操作：

• • insert(pos,elem);         //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
  • insert(pos,n,elem);     //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
  • insert(pos,beg,end);    //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
  • erase(beg,end);             //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
  • erase(pos);                    //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

• 其他：

• • clear();                           //清空容器的所有数据

示例：

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}

//两端操作
void test01()
{
    deque<int> d;
    //尾插
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    //头插
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    printDeque(d);

    //尾删
    d.pop_back();
    //头删
    d.pop_front();
    printDeque(d);
}

//插入
void test02()
{
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printDeque(d);

    d.insert(d.begin(), 1000);
    printDeque(d);

    d.insert(d.begin(), 2,10000);
    printDeque(d);

    deque<int>d2;
    d2.push_back(1);
    d2.push_back(2);
    d2.push_back(3);

    d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
    printDeque(d);

}

//删除
void test03()
{
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);
    printDeque(d);

    d.erase(d.begin());
    printDeque(d);

    d.erase(d.begin(), d.end());
    d.clear();
    printDeque(d);
}

int main() {

    //test01();

    //test02();

    test03();

    system("pause");

    return 0;
}

注意：插入和删除提供的位置是迭代器！

3.3.6 deque数据存取

存取函数原型：

• at(int idx);     //返回索引idx所指的数据

• operator[];      //返回索引idx所指的数据

• front();            //返回容器中第一个数据元素

• back();              //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";

    }
    cout << endl;
}

//数据存取
void test01()
{

    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    for (int i = 0; i < d.size(); i++) 
    {
        cout << d[i] << " ";
    }
    cout << endl;


    for (int i = 0; i < d.size(); i++) 
    {
        cout << d.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "front:" << d.front() << endl;

    cout << "back:" << d.back() << endl;

}

int main() 
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.3.7 deque容器排序

算法：

• sort(iterator beg, iterator end)   //对beg和end区间内元素进行排序

示例：

#include <deque>
#include <algorithm>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
    for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(20);
    d.push_front(100);
    d.push_front(200);

    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(20);

    printDeque(d);
    sort(d.begin(), d.end());
    printDeque(d);

    printVector(v);
    sort(v.begin(), v.end());
    printVector(v);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：sort算法非常实用，对vector通用，使用时包含头文件 algorithm即可

3.4 stack容器

3.4.1 stack 基本概念

概念： stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口。

• 栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为:

• • 栈中进入数据称为  --- 入栈  push

  • 栈中弹出数据称为  --- 出栈  pop

3.4.2 stack 常用接口

构造函数：

• stack<T> stk;                                 //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式

• stack(const stack &stk);            //拷贝构造函数

赋值操作：

• stack& operator=(const stack &stk);           //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem);      //向栈顶添加元素

• pop();                //从栈顶移除第一个元素

• top();                //返回栈顶元素

大小操作：

• empty();            //判断堆栈是否为空

• size();              //返回栈的大小

示例：

#include <stack>

//栈容器常用接口
void test01()
{
	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;

	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);

	while (!s.empty()) 
    {
		//输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		//弹出栈顶元素
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.5 queue 容器

3.5.1 queue 基本概念

概念： Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

• 队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素；
• 队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为；

• • 队列中进数据称为 --- 入队    push

  • 队列中出数据称为 --- 出队    pop

3.5.2 queue 常用接口

构造函数：

• queue<T> que;                                 //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式

• queue(const queue &que);             //拷贝构造函数

赋值操作：

• queue& operator=(const queue &que);    //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem);                         //往队尾添加元素

• pop();                                   //从队头移除第一个元素

• back();                                 //返回最后一个元素

• front();                               //返回第一个元素

大小操作：

• empty();             //判断堆栈是否为空

• size();               //返回栈的大小

示例：

#include <queue>
#include <string>
class Person
{
    public:
    	Person(string name, int age)
    	{
    		this->m_Name = name;
    		this->m_Age = age;
    	}
    
    	string m_Name;
    	int m_Age;
};

void test01() {

	//创建队列
	queue<Person> q;

	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	//向队列中添加元素  入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问	
	while (!q.empty()) {
		//输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name 
              << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
        
		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  
              << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
        
		cout << endl;
		//弹出队头元素
		q.pop();
	}

	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.6 list容器

3.6.1 list基本概念

功能： 将数据进行链式存储

• 由于链表的存储方式不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器。
• list的优点：

• • 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
  • 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

• list的缺点：

• • 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

• List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list 迭代器的失效，这在vector是不成立的。

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

• 链表的组成：链表由一系列结点组成；
• 结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域；
• STL中的链表是一个双向循环链表：

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.6.2 list构造函数

构造函数原型：

• list<T> lst;                               //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：

• list(beg,end);                           //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。

• list(n,elem);                             //构造函数将n个elem拷贝给本身。

• list(const list &lst);            //拷贝构造函数。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
	printList(L2);

	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.6.3 list赋值操作

赋值函数原型：

• assign(beg, end);            //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

• assign(n, elem);              //将n个elem拷贝赋值给本身。

• list& operator=(const list &lst);         //重载等号操作符

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//赋值和交换
void test01()
{
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(40);
    printList(L1);

    //赋值
    list<int>L2;
    L2 = L1;
    printList(L2);

    list<int>L3;
    L3.assign(L2.begin(), L2.end());
    printList(L3);

    list<int>L4;
    L4.assign(10, 100);
    printList(L4);

}

//交换
void test02()
{

    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(40);

    list<int>L2;
    L2.assign(10, 100);

    cout << "交换前： " << endl;
    printList(L1);
    printList(L2);

    cout << endl;

    L1.swap(L2);

    cout << "交换后： " << endl;
    printList(L1);
    printList(L2);

}

int main() {

    //test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

3.6.4 list大小和交换

大小函数原型：

• size();                             //返回容器中元素的个数

• empty();                           //判断容器是否为空

• resize(num);                   //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(num, elem);       //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

互换函数原型:

• swap(lst); //将list与本身的元素互换。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(40);

    if (L1.empty())
    {
        cout << "L1为空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "L1不为空" << endl;
        cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
    }

    //重新指定大小
    L1.resize(10);
    printList(L1);

    L1.resize(2);
    printList(L1);
}

//容器互换
void test02()
{

    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(40);

    list<int>L2;
    L2.assign(10, 100);

    cout << "交换前： " << endl;
    printList(L1);
    printList(L2);

    cout << endl;

    L1.swap(L2);

    cout << "交换后： " << endl;
    printList(L1);
    printList(L2);

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.6.5 list插入和删除

插入函数原型：

• push_back(elem); //在容器尾部加入一个元素

• push_front(elem); //在容器开头插入一个元素

• insert(pos,elem); //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

• insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

• insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

删除函数原型：

• clear(); //移除容器的所有数据
• pop_back(); //删除容器中最后一个元素
• pop_front(); //从容器开头移除第一个元素

• erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

• erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

• remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
    list<int> L;
    //尾插
    L.push_back(10);
    L.push_back(20);
    L.push_back(30);
    //头插
    L.push_front(100);
    L.push_front(200);
    L.push_front(300);

    printList(L);

    //尾删
    L.pop_back();
    printList(L);

    //头删
    L.pop_front();
    printList(L);

    //插入
    list<int>::iterator it = L.begin();
    L.insert(++it, 1000);
    printList(L);

    //删除
    it = L.begin();
    L.erase(++it);
    printList(L);

    //移除
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    L.push_back(10000);
    printList(L);
    L.remove(10000);
    printList(L);

    //清空
    L.clear();
    printList(L);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.6.6 list 数据存取

存取函数原型：

• front();        //返回第一个元素。

• back();         //返回最后一个元素。

示例：

#include <list>

//数据存取
void test01()
{
    list<int>L1;
    L1.push_back(10);
    L1.push_back(20);
    L1.push_back(30);
    L1.push_back(40);


    //cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
    //cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
    cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
    cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;

    //list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
    list<int>::iterator it = L1.begin();
    //it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据

• 返回第一个元素   --- front

• 返回最后一个元素   --- back

3.6.7 list 反转和排序

函数原型：

• reverse();   //反转链表

• sort();        //链表排序，可指定规则

示例：

void printList(const list<int>& L) {

    for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

bool myCompare(int val1 , int val2)
{
    return val1 > val2;
}

//反转和排序
void test01()
{
    list<int> L;
    L.push_back(90);
    L.push_back(30);
    L.push_back(20);
    L.push_back(70);
    printList(L);

    //反转容器的元素
    L.reverse();
    printList(L);

    //排序
    L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
    printList(L);

    L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
    printList(L);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.7 set/ multiset 容器

3.7.1 set基本概念

简介：所有元素都会在插入时自动被排序，set & multiset区别：

• set不允许容器中有重复的元素；

• multiset允许容器中有重复的元素。

本质：set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

3.7.2 set构造和赋值

构造函数原型：

• set<T> st;                         //默认构造函数：

• set(const set &st);       //拷贝构造函数

赋值函数原型：

• set& operator=(const set &st);    //重载等号操作符

示例：

#include <iostream>
#include "Std_Tools.h"

using namespace std;

//构造和赋值
void test19()
{
    set<int> s1;

    s1.insert(20);
    s1.insert(40);
    s1.insert(80);
    s1.insert(30);
    s1.insert(40);
    s1.insert(30);
    printSet(s1);

    //拷贝构造
    set<int>s2(s1);
    printSet(s2);

    //赋值
    set<int>s3;
    s3 = s2;
    printSet(s3);
}

int main() {

    test19();

    system("pause");

    return 0;
}

自动排序结果：

3.7.3 set大小和交换

大小函数原型：

• size();          //返回容器中元素的数目

• empty();        //判断容器是否为空

互换函数原型：

• swap(st);      //交换两个集合容器

示例：

#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
    for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
        {
            cout << *it << " ";
        }
    cout << endl;
}

//大小
void test01()
{

    set<int> s1;

    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);

    if (s1.empty())
    {
        cout << "s1为空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "s1不为空" << endl;
        cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;
    }

}

//交换
void test02()
{
    set<int> s1;

    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);

    set<int> s2;

    s2.insert(100);
    s2.insert(300);
    s2.insert(200);
    s2.insert(400);

    cout << "交换前" << endl;
    printSet(s1);
    printSet(s2);
    cout << endl;

    cout << "交换后" << endl;
    s1.swap(s2);
    printSet(s1);
    printSet(s2);
}

int main() {

    //test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

3.7.4 set插入和删除

插入函数原型：

• insert(elem);           //在容器中插入元素。

删除函数原型：

• clear();                    //清除所有元素

• erase(pos);              //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。

• erase(beg, end);    //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。

• erase(elem);            //删除容器中值为elem的元素。

示例：

//插入和删除
void test01()
{
	set<int> s1;
	//插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	//删除
	s1.erase(s1.begin());
	printSet(s1);

	s1.erase(30);
	printSet(s1);

	//清空
	//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
	s1.clear();
	printSet(s1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.7.5 set查找和统计

查找函数原型：

• find(key);           //查找key是否存在。若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

统计函数原型：

• count(key);        //统计key的元素个数

示例：

#include <set>

//查找和统计
void test01()
{
    set<int> s1;
    //插入
    s1.insert(10);
    s1.insert(30);
    s1.insert(20);
    s1.insert(40);

    //查找
    set<int>::iterator pos = s1.find(30);

    if (pos != s1.end())
    {
        cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;
    }
    else
    {
        cout << "未找到元素" << endl;
    }

    //统计
    int num = s1.count(30);
    cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.7.6 set和multiset区别

区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以；

• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功；

• • set.insert(elem) 返回值类型 pair<set<T>::iterator, bool>；

• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据。

• • multiset.insert(elem) 返回值类型 multiset<T>::iterator；

示例：

#include <iostream>
#include "Std_Tools.h"

using namespace std;

//set和multiset区别
void test22()
{
    set<int> s;
    pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);
    if (ret.second) {
        cout << "第一次插入成功!" << endl;
    }
    else {
        cout << "第一次插入失败!" << endl;
    }

    ret = s.insert(10);
    if (ret.second) {
        cout << "第二次插入成功!" << endl;
    }
    else {
        cout << "第二次插入失败!" << endl;
    }

    //multiset
    multiset<int> ms;
    multiset<int>::iterator it1 = ms.insert(10);
    cout << "第一次插入:"<< *it1 << endl;

    multiset<int>::iterator it2 = ms.insert(10);
    cout << "第二次插入:"<< *it2 << endl;

    for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test22();

    system("pause");

    return 0;
}

3.7.7 pair对组创建

功能描述：成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

• pair<type, type> p ( value1, value2 );

• pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

示例：

#include <string>

//对组创建
void test01()
{
    pair<string, int> p(string("Tom"), 20);
    cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;

    pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
    cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.7.8 set容器排序

set容器可以改变排序规则：

• set存放内置数据类型，利用仿函数可以指定set容器的排序规则；

• set存放自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据。

示例一：

#include <set>

class MyCompare 
{
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
    return v1 > v2;
}
};
void test01() 
{    
    set<int> s1;
    s1.insert(10);
    s1.insert(40);
    s1.insert(20);
    s1.insert(30);
    s1.insert(50);

    //默认从小到大
    for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //指定排序规则
    set<int,MyCompare> s2;
    s2.insert(10);
    s2.insert(40);
    s2.insert(20);
    s2.insert(30);
    s2.insert(50);

    for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

示例二：

#include <set>
#include <string>

class Person
{
    public:
        Person(string name, int age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
    
        string m_Name;
        int m_Age;
};

class comparePerson
{
    public:
        bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
        {
            //按照年龄进行排序  降序
            return p1.m_Age > p2.m_Age;
        }
};

void test01()
{
    set<Person, comparePerson> s;

    Person p1("刘备", 23);
    Person p2("关羽", 27);
    Person p3("张飞", 25);
    Person p4("赵云", 21);

    s.insert(p1);
    s.insert(p2);
    s.insert(p3);
    s.insert(p4);

    for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
    {
        cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
    }
}

int main() 
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.8 map/ multimap容器

3.9.1 map基本概念

简介：

• map中所有元素都是pair ；
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）；

• 所有元素都会根据元素的键值自动排序。

本质：map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：可以根据key值快速找到value值

map & multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素

• multimap允许容器中有重复key值元素

3.9.2 map构造和赋值

构造函数原型:

• map<T1, T2> mp;                     //map默认构造函数:

• map(const map &mp);             //拷贝构造函数

赋值函数原型：

• map& operator=(const map &mp);    //重载等号操作符

示例：

#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	map<int,int>m; //默认构造
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	printMap(m);

	map<int, int>m2(m); //拷贝构造
	printMap(m2);

	map<int, int>m3;
	m3 = m2; //赋值
	printMap(m3);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.9.3 map大小和交换

函数原型：

• size();          //返回容器中元素的数目

• empty();        //判断容器是否为空

• swap(st);      //交换两个集合容器

示例：

#include <map>

void test01()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	if (m.empty())
	{
		cout << "m为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "m不为空" << endl;
		cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;
	}
}

//交换
void test02()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	map<int, int>m2;
	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));

	cout << "交换前" << endl;
	printMap(m);
	printMap(m2);

	cout << "交换后" << endl;
	m.swap(m2);
	printMap(m);
	printMap(m2);
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

3.9.4 map插入和删除

插入函数原型：

• insert(elem);           //在容器中插入元素。

• • 第一种插入方式：m.insert(pair<int, int>(1, 10));

  • 第二种插入方式：m.insert(make_pair(2, 20));

  • 第三种插入方式：m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));

  • 第四种插入方式：m[4] = 40;

删除函数原型：

• clear();                    //清除所有元素

• erase(pos);             //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。

• erase(beg, end);    //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。

• erase(key);             //删除容器中值为key的元素。

示例：

#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
    for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
    {
        cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
    }
    cout << endl;
}

void test01()
{
    //插入
    map<int, int> m;
    //第一种插入方式
    m.insert(pair<int, int>(1, 10));
    //第二种插入方式
    m.insert(make_pair(2, 20));
    //第三种插入方式
    m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
    //第四种插入方式
    m[4] = 40; 
    printMap(m);

    //删除
    m.erase(m.begin());
    printMap(m);

    m.erase(3);
    printMap(m);

    //清空
    m.erase(m.begin(),m.end());
    m.clear();
    printMap(m);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

3.9.5 map查找和统计

查找函数原型：

• find(key);       //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();

统计函数原型：

• count(key);            //统计key的元素个数

示例：

#include <map>

//查找和统计
void test01()
{
	map<int, int>m; 
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	//查找
	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);

	if (pos != m.end())
	{
		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

3.9.6 map容器排序

主要技术点：利用仿函数，可以改变排序规则

示例：

#include <map>

class MyCompare {
public:
    bool operator()(int v1, int v2)  const {
        //降序: v1>v2  升序: v1<v2
        return v1 > v2;
    }
};

void test01() 
{
    //默认从小到大排序
    //利用仿函数实现从大到小排序
    map<int, int, MyCompare> m;

    m.insert(make_pair(1, 10));
    m.insert(make_pair(2, 20));
    m.insert(make_pair(3, 30));
    m.insert(make_pair(4, 40));
    m.insert(make_pair(5, 50));

    for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
        cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
    }
}
int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

报错：

转到定义，找到了map的一条构造函数：

构造函数中，_First 即为 key ,_Last即为 value 。而 key_compare 被限定为 const 类型，因此我们在为 map 传入参数的时候，仿函数也应该为 const 类型，因此解决方案如下：在仿函数的后面加上关键字 const ，使得 myCompare 作为参数的时候具有 const属性。

总结：

• 利用仿函数可以指定map容器的排序规则

• 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器

4 STL 函数对象

4.1 函数对象

概念：

• 重载函数调用操作符 () 的类，其对象常称为函数对象;

• 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数.

本质：函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数.

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值；

• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态；

• 函数对象可以作为参数传递。

示例:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

//函数对象,是函数调用操作符"()"的类的对象
//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
	public:
		int operator()(int v1, int v2)
		{
			return v1 + v2;
		}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
	public:
		MyPrint()
		{
			count = 0;
		}
		void operator()(string test)
		{
			cout << test << endl;
			count++; //统计使用次数
		}
	
		int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint& mp, string test)
{
	mp(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello C++");
}

int main() {

	test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

4.2  谓词

4.2.1 谓词概念

• 返回bool类型的仿函数称为谓词

• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词

• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

4.2.2 一元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>

//1.一元谓词
struct GreaterFive{
    bool operator()(int val) {
        return val > 5;
    }
};

void test01() {

    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v.push_back(i);
    }
    //GreaterFive()匿名对象
    vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
    if (it == v.end()) {
        cout << "没找到!" << endl;
    }
    else {
        cout << "找到:" << *it << endl;
    }

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.2.3 二元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
    public:
    	bool operator()(int num1, int num2)
    	{
    		return num1 > num2;
    	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	//默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() 
{

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

4.3 内建函数对象

4.3.1 内建函数对象意义

概念：STL内建了一些函数对象

分类:

• 算术仿函数

• 关系仿函数

• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同；

• 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>。

4.3.2 算术仿函数

功能描述：

• 实现四则运算；

• 其中negate是一元运算，其他都是二元运算。

仿函数原型：

• template<class T> T plus<T>                //加法仿函数

• template<class T> T minus<T>              //减法仿函数

• template<class T> T multiplies<T>    //乘法仿函数

• template<class T> T divides<T>         //除法仿函数

• template<class T> T modulus<T>         //取模仿函数

• template<class T> T negate<T>           //取反仿函数

示例：

#include <functional>
//negate
void test01()
{
    negate<int> n;
    cout << n(50) << endl;
}

//plus
void test02()
{
    plus<int> p;
    cout << p(10, 20) << endl;
}

int main() {

    test01();
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

4.3.3 关系仿函数

关系仿函数原型：

• template<class T> bool equal_to<T>                    //等于

• template<class T> bool not_equal_to<T>            //不等于

• template<class T> bool greater<T>                      //大于

• template<class T> bool greater_equal<T>          //大于等于

• template<class T> bool less<T>                           //小于

• template<class T> bool less_equal<T>               //小于等于

示例：

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

class MyCompare
{
    public:
        bool operator()(int v1,int v2)
        {
            return v1 > v2;
        }
};
void test01()
{
    vector<int> v;

    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(40);
    v.push_back(20);

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //自己实现仿函数
    //sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
    //STL内建仿函数  大于仿函数
    sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.3.4 逻辑仿函数

逻辑仿函数原型：

• template<class T> bool logical_and<T>              //逻辑与

• template<class T> bool logical_or<T>                //逻辑或

• template<class T> bool logical_not<T>              //逻辑非

示例：

#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{
    vector<bool> v;
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);

    for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
    vector<bool> v2;
    v2.resize(v.size());
    transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
    for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可

5 STL 常用算法

概述：算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。

• <algorithm>是STL头文件中最大的，涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等 ；

• <numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数；

• <functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 常用遍历算法

算法简介：

• for_each     //遍历容器

• transform   //搬运容器到另一个容器中

5.1.1 for_each

函数原型：

• for_each(iterator beg, iterator end, _func); // 遍历算法，遍历容器元素。

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • _func 函数或者函数对象。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

//普通函数
void print01(int val) 
{
    cout << val << " ";
}

//函数对象
class print02 
{
    public:
        void operator()(int val) 
        {
            cout << val << " ";
        }
};

//for_each算法基本用法
void test01() {

    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) 
        {
            v.push_back(i);
        }

    //遍历算法
    for_each(v.begin(), v.end(), print01);
    cout << endl;

    for_each(v.begin(), v.end(), print02());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.1.2 transform

函数原型：

• transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func); // 搬运容器到另一个容器中。

• • beg1 源容器开始迭代器；

  • end1 源容器结束迭代器；

  • beg2 目标容器开始迭代器；

  • _func 函数或者函数对象。

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

using namespace std;

//常用遍历算法  搬运 transform
class TransForm
{
    public:
        int operator()(int val)
        {
            return val;
        }

};

class MyPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test08()
{
    vector<int>v;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v.push_back(i);
    }

    vector<int>vTarget; //目标容器

    vTarget.resize(v.size()*2); // 目标容器需要提前开辟空间

    vector<int>::iterator it = vTarget.begin() + 2;

    transform(v.begin(), v.end(), it, TransForm());

    for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test08();

    system("pause");

    return 0;
}

5.2 常用查找算法

算法简介：

• find                     //查找元素

• find_if               //按条件查找元素

• adjacent_find    //查找相邻重复元素

• binary_search    //二分查找法

• count                   //统计元素个数

• count_if             //按条件统计元素个数

5.2.1 find

函数原型：

• find(iterator beg, iterator end, value); // 按值查找元素

• • 找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置;

  • beg 开始迭代器;

  • end 结束迭代器;

  • value 查找的元素。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {

    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i + 1);
    }
    //查找容器中是否有 5 这个元素
    vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
    if (it == v.end()) 
    {
        cout << "没有找到!" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "找到:" << *it << endl;
    }
}

class Person {
    public:
        Person(string name, int age) 
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
        //重载==
        bool operator==(const Person& p) 
        {
            if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) 
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
    
    public:
        string m_Name;
        int m_Age;
};

void test02() {

    vector<Person> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);

    vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
    if (it == v.end()) 
    {
        cout << "没有找到!" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
    }
}

总结： 查找自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.2 find_if

函数原型：

• find_if(iterator beg, iterator end, _Pred); // 按条件查找元素

• • 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置；

  • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数） 。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

//内置数据类型
class GreaterFive
{
    public:
        bool operator()(int val)
        {
            return val > 5;
        }
};

void test01() {

    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i + 1);
    }

    vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
    if (it == v.end()) {
        cout << "没有找到!" << endl;
    }
    else {
        cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
    }
}

//自定义数据类型
class Person {
    public:
        Person(string name, int age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
    public:
        string m_Name;
        int m_Age;
};

class Greater20
{
    public:
        bool operator()(Person &p)
        {
            return p.m_Age > 20;
        }
};

void test02() {

    vector<Person> v;

    //创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);

    vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
    if (it == v.end())
    {
        cout << "没有找到!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
    }
}

int main() {

    //test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

5.2.3 adjacent_find

函数原型：

• adjacent_find(iterator beg, iterator end); // 查找相邻重复元素

• • 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器；
  • beg 开始迭代器；
  • end 结束迭代器。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);

    //查找相邻重复元素
    vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
    if (it == v.end()) {
        cout << "找不到!" << endl;
    }
    else {
        cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
    }
}

5.2.4 binary_search

函数原型：

• bool binary_search(iterator beg, iterator end, value); // 查找指定元素是否存在

• • 二分查找指定的元素，查到 返回true  否则false；

  • 注意: 在无序序列中不可用；

  • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • value 查找的元素。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5.2.5 count

函数原型：

• count(iterator beg, iterator end, value); // 按值统计元素个数

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • value 统计的元素。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
    public:
    	Person(string name, int age)
    	{
    		this->m_Name = name;
    		this->m_Age = age;
    	}
    	bool operator==(const Person & p)
    	{
    		if (this->m_Age == p.m_Age)
    		{
    			return true;
    		}
    		else
    		{
    			return false;
    		}
    	}
    	string m_Name;
    	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
    
    Person p("诸葛亮",35);

	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.6 count_if

函数原型：

• count_if(iterator beg, iterator end, _Pred); // 按条件统计元素个数

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器

  • _Pred 谓词

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 4;
	}
};

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLess35
{
public:
	bool operator()(const Person &p)
	{
		return p.m_Age < 35;
	}
};
void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}


int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

5.3 常用排序算法

算法简介：

• sort             //对容器内元素进行排序

• random_shuffle   //洗牌   指定范围内的元素随机调整次序

• merge           // 容器元素合并，并存储到另一容器中

• reverse       // 反转指定范围的元素

5.3.1 sort

函数原型：

• sort(iterator beg, iterator end, _Pred); //对容器内元素进行排序

• • beg 开始迭代器;

  • end 结束迭代器;

  • _Pred 谓词。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

void myPrint(int val)
{
    cout << val << " ";
}

void test01() {
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(20);
    v.push_back(40);

    //sort默认从小到大排序
    sort(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
    cout << endl;

    //从大到小排序
    sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.3.2 random_shuffle

函数原型：

• random_shuffle(iterator beg, iterator end); //洗牌  

• • 指定范围内的元素随机调整次序;

  • beg 开始迭代器;

  • end 结束迭代器。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	vector<int> v;
	for(int i = 0 ; i < 10;i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

5.3.3 merge

函数原型：

• merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 两个容器元素合并，并存储到另一容器中

• • 注意: 两个容器必须是有序的;
  • beg1 容器1开始迭代器;
  • end1 容器1结束迭代器;
  • beg2 容器2开始迭代器;
  • end2 容器2结束迭代器;
  • dest 目标容器开始迭代器。

---

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 10 ; i++) 
        {
            v1.push_back(i);
            v2.push_back(i + 1);
        }

    vector<int> vtarget;
    //目标容器需要提前开辟空间
    vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
    //合并  需要两个有序序列
    merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
    for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.3.4 reverse

函数原型：

• reverse(iterator beg, iterator end); // 将容器内元素进行反转

• • beg 开始迭代器；
  • end 结束迭代器。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(20);
    v.push_back(40);

    cout << "反转前： " << endl;
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;

    cout << "反转后： " << endl;

    reverse(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.4 常用拷贝和替换算法

算法简介：

• copy                      // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

• replace                // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

• replace_if          // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素

• swap                     // 互换两个容器的元素

5.4.1 copy

函数原型：

• copy(iterator beg, iterator end, iterator dest); // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置。

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • dest 目标起始迭代器。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i + 1);
    }
    vector<int> v2;
    v2.resize(v1.size());
    copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

    for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结： 利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

5.4.2 replace

函数原型：

• replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue); // 将区间内的 旧元素 替换成 新元素。

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • oldvalue 旧元素；

  • newvalue 新元素。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(20);
    v.push_back(40);
    v.push_back(50);
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);

    cout << "替换前：" << endl;
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;

    //将容器中的20 替换成 2000
    cout << "替换后：" << endl;
    replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.4.3 replace_if

函数原型：

• replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue); // 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素。

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • _pred 谓词（设置筛选条件）；

  • newvalue 替换的新元素。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

class ReplaceGreater30
{
    public:
        bool operator()(int val)
        {
            return val >= 30;
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(20);
    v.push_back(40);
    v.push_back(50);
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);

    cout << "替换前：" << endl;
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;

    //将容器中大于等于的30 替换成 3000
    cout << "替换后：" << endl;
    replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.4.4 swap

函数原型：

• swap(container c1, container c2); // 互换两个容器的元素。

• • c1容器1；

  • c2容器2。

示例：

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+100);
    }

    cout << "交换前： " << endl;
    for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
    cout << endl;
    for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
    cout << endl;

    cout << "交换后： " << endl;
    swap(v1, v2);
    for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
    cout << endl;
    for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结： swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法

算法简介：

• accumulate       // 计算容器元素累计总和

• fill                 // 向容器中添加元素

注意：算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>

5.5.1 accumulate

函数原型：

• accumulate(iterator beg, iterator end, value); // 计算容器元素累计总和

• • beg 开始迭代器;

  • end 结束迭代器;

  • value 起始值。

示例：

#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i <= 100; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);

    cout << "total = " << total << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.5.2 fill

函数原型：

• fill(iterator beg, iterator end, value); // 将容器区间内元素填充为 指定的值。

• • beg 开始迭代器；

  • end 结束迭代器；

  • value 填充的值。

示例：

#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{

    vector<int> v;
    v.resize(10);
    //填充
    fill(v.begin(), v.end(), 100);

    for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

5.6 常用集合算法

算法简介：

• set_intersection          // 求两个容器的交集

• set_union                       // 求两个容器的并集

• set_difference              // 求两个容器的差集

5.6.1 set_intersection

函数原型：

• set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 求两个集合的交集。

• • 两个集合必须是有序序列；

  • beg1 容器1开始迭代器；

  • end1 容器1结束迭代器；

  • beg2 容器2开始迭代器；

  • end2 容器2结束迭代器；

  • dest 目标容器开始迭代器。

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            v1.push_back(i);
            v2.push_back(i+5);
        }

    vector<int> vTarget;
    //取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
    vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

    //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
    vector<int>::iterator itEnd = 
    set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

    for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列；

• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值；

• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置。

5.6.2 set_union

函数原型：

• set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 求两个集合的并集。

• • 注意:两个集合必须是有序序列；
  • beg1 容器1开始迭代器；
  • end1 容器1结束迭代器；
  • beg2 容器2开始迭代器；
  • end2 容器2结束迭代器；
  • dest 目标容器开始迭代器。

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+5);
    }

    vector<int> vTarget;
    //取两个容器的和给目标容器开辟空间
    vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

    //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
    vector<int>::iterator itEnd = 
    set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

    for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列；

• 目标容器开辟空间需要两个容器相加；

• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置。

5.6.3  set_difference

函数原型：

• set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 求两个集合的差集。

• • 注意:两个集合必须是有序序列；

  • beg1 容器1开始迭代器；

  • end1 容器1结束迭代器；

  • beg2 容器2开始迭代器；

  • end2 容器2结束迭代器；

  • dest 目标容器开始迭代器。

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
    public:
        void operator()(int val)
        {
            cout << val << " ";
        }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+5);
    }

    vector<int> vTarget;
    //取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
    vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));

    //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
    cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
    vector<int>::iterator itEnd = 
    set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
    cout << endl;


    cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
    itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列；

• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值；

• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置。