蓝桥杯算法竞赛系列第0章——蓝桥必考点及标准模板库STL（上）（万字博文，建议抱走）_蓝桥杯 知识点 图谱-CSDN博客

[TOC]

先通过这篇博文对每个知识点有个大体上的认识，然后再刷题去感受知识点的深度。一定要自己多多实现！！！

一、蓝桥必考点剖析

搜索类题目出现得很多，而且主要集中在第7, 第8两道大题

二、什么是STL

作为C语言的plusplus版本的C++，它为使用者提供了标准模板库（STL），其中封装了很多相当实用的容器。

STL在广义上分为：容器(contains)、算法(algorithm)和迭代器(iterator)；

容器和算法之间通过迭代器进行无缝链接；

容器就是各种数据结构，如vevtor, set, string, map, queue, stack等，用来存放数据，从实现角度来说，STL容器是一种class template(类模板)；

算法：各种常用的算法，如sort, find, copy, for_each(遍历)等，从实现的角度来说，STL算法是一种function template(函数模板)；

迭代器：扮演了容器和算法之间的胶合剂，可简单地认为它就是$指针$。

三、vector的常见用法详解

vector翻译为向量，但是这里使用“变长数组”的叫法更容易理解，即“长度根据需要而自动改变的数组”。

1.vector的定义

vector<typename> name;

//typename可以是任何基本类型，例如int,double,char,结构体等，也可以是STL标准容器
vector<int> name;
vector<double> name;
vector<char> name;
vector<node> name;//node是结构体的类型

//如果typename也是一个STL容器，定义的时候一定要在>>符号之间加上空格
vector<vector<int> > name;

定义vector数组

很容易联想到二维数组的定义，即元素类型是一维数组的数组。那么vector数组也是一样，即Arrayname[ ]中的每一个元素都是一个vector。初学者可以把vector数组当作两个维都可以变长的二维数组理解。

vector<typename> Arrayname[arraySize];

例如：

vector<int> vi[100];

这样Arrayname[0]~Arrayname[arraySize - 1]中每一个都是一个vector容器。

与vector<vector<int> > name不同的是，这种写法的一维长度已经固定为arraySize,另一维才是“变长”的（注意体会着两种写法的区别哦）

2.vector容器内元素的访问

(1).通过下标访问

对一个定义为vector<typename> vi 的vector容器来说，直接访问vi[index]即可（例如vi[0],vi[1]）。当然，这里下标是从0 ~ vi.size() - 1。

(2).通过迭代器访问

迭代器(iterator)可以理解为一种类似指针的东西

vector<typename>::iterator it;

这样it就是一个vector<typename>::iterator型的变量（虽然这个类型看起来很长），其中typename就是定义vector时填写的类型。

vector<int>::iterator it;
vector<double>::iterator it;

这样就得到了迭代器it，并且可以通过*it来访问vector里的元素。

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 1; i <= 5; i++) {
		vi.push_back(i); //push_back(i)在vi的末尾添加元素i，即依次添加1 2 3 4 5
	}
    //vi.begin()为取vi得首元素地址，而it指向这个地址
	vector<int>::iterator it = vi.begin();
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		printf("%d ", *(it + i));
        cout << *(vi.begin() + i) << " ";
		cout << vi[i] << " ";
		cout << "\t";
	}
	cout << "\n";
	return 0;
}

1 1 1   2 2 2   3 3 3   4 4 4   5 5 5

--------------------------------
Process exited after 0.012 seconds with return value 0

begin()和end()

• begin()函数的作用是取vi的首元素地址

• end()并不是取vi尾元素的地址，而是取尾元素地址的下一个地址。end()作为迭代器的末尾标志，不储存任何元素。

米国人思维比较习惯左闭右开，在这里begin()和end()也是如此。

三种遍历方式理解iterator

while循环

利用while循环，定义起始迭代器和结束迭代器。

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;

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

	vector<int>::iterator iBegin = vi.begin();
	vector<int>::iterator iEnd = vi.end();

	while (iBegin != iEnd) {
		cout << *(iBegin) << " ";
		iBegin++;
	}
	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01343 seconds with return value 0

for循环

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;

	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}

	for (vector<int>::iterator it = vi.begin(); it != vi.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01282 seconds with return value 0

【敲黑板】：vector的迭代器不支持it < vi.end()写法，因此循环条件只能用 it != vi.end()

专门的遍历算法

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
//#include <algorithm>
using namespace std;

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

int main() {
	vector<int> v;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		v.push_back(i);
	}

	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	
	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01291 seconds with return value 0

【敲黑板】：最后需要指出的是，在常用STL容器中，只有在vector和string中，才允许使用 vi.begin()+3 这种迭代器加上整数的写法。

3.vector常用函数实例解析

(1).push_back()

push_back(x)：在vector后面添加一个元素x, 时间复杂度为O(1)

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	//size()函数会给出vi中元素的个数
	for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
		cout << vi[i] << " ";
	}
	
	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01237 seconds with return value 0

(2).pop_back()

pop_back()：删除vector的尾元素，时间复杂度为O(1)

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	
	vi.pop_back();//删除vi的尾元素50
	
	for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
		cout << vi[i] << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40

--------------------------------
Process exited after 0.01266 seconds with return value 0

(3).size()

size()：获得vector中元素的个数，时间复杂度为O(1)。

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	
	cout << vi.size();

	cout << "\n";
	return 0;
}

5

--------------------------------
Process exited after 0.01148 seconds with return value 0

(4).clear()

clear()：清空vector中的所有元素，时间复杂度为O(N)，其中N为vector中元素个数

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	
	vi.clear();
    
	cout << vi.size();
    
	cout << "\n";
	return 0;
}

0

--------------------------------
Process exited after 0.01169 seconds with return value 0

(5).insert()

insert(it, x)：向vector的任意迭代器it处插入一个元素x, 时间复杂度为O(N)

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	
	//将-1插入vi[2]的位置
	vi.insert(vi.begin() + 2, -1);
	for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
		cout << vi[i] << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 -1 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01082 seconds with return value 0

(6).erase()

erase()有两种用法：

• 删除单个元素、
• 删除一个区间内的所有元素。

时间复杂度均为O(N)

1.删除单个元素：

erase(it) 即删除迭代器为it 处的元素

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
    for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
    	cout << vi[i] << " ";
	}
	
	cout << "\n-----\n";
	
    vi.erase(vi.begin() + 2);
    for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
    	cout << vi[i] << " ";
	}
	
	cout << "\n-----\n";
	
    vi.erase(vi.end() - 1);
    for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
    	cout << vi[i] << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20 30 40 50
-----
10 20 40 50
-----
10 20 40

--------------------------------
Process exited after 0.01232 seconds with return value 0

2.删除一个区间内的所有元素，

erase(first, last)，即删除 $[first, last)$ 内的所有元素，注意哦，不包括last

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <vector>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> vi;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		vi.push_back(i);
	}
	
    vi.erase(vi.begin() + 1, vi.begin() + 4);
    for (int i = 0; i < vi.size(); i++) {
    	cout << vi[i] << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 50

--------------------------------
Process exited after 0.01394 seconds with return value 0

由上面的说法可以知道，如果要删除这个vector内的所有元素，正确的写法应该是vi.erase(vi.begin(), vi.end())，这正对应前面所说，vi.end()就是尾元素地址的下一个地址。当然啦，更方便的清空vector的方法是使用vi.clear()

(7).assign()

C++ vector assign() 使用方法及示例

此函数为向量（vector）分配新值，并替换旧值。

语法

要为其分配值的向量（vector）v。语法为：

v.assign(first,last);//将区间 [first,last) 的元素赋值到当前的vector容器中。
v.assign(n,val);//n：出现值的次数。val：要分配的值。

实例1

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
	vector<int> v{1,2,3,4,5};
	vector<int> v1;
	v1.assign(v.begin()+1, v.end()-1);
	for(int i = 0; i < v1.size(); i++)
	cout << v1[i] << endl;
	return 0;
}

2
3
4

实例2

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<char> v;
    v.assign(5, 'C');
    for(int i = 0; i < v.size(); i++)
    cout << v[i] << " ";
    return 0;
}

C C C C C 

四、set 的常见用法详解

set翻译为集合，是一个内部自动有序且不含重复元素的容器。

set最主要的作用是自动去重并按升序排序，因此当我们碰到去重但是不方便直接开数组的情况，可以尝试用set解决。

1.set的定义

set<typename> name;

其定义的写法其实和vector基本是一样的，或者说其实大部分STL都是这样定义的。

//typename可以是任何基本类型，例如int,double,char,结构体等，也可以是STL标准容器
set<int> name;
set<double> name;
set<char> name;
set<node> name;//node是结构体的类型

//如果typename也是一个STL容器，定义的时候一定要在>>符号之间加上空格
set<vector<int> > name;

定义set数组

set<typename> Arrayname[arraySize];

例如：

set<int> a[100];

这样 a[0] ~ a[99] 中的每一个都是一个set容器。

2.set容器内元素的访问

set只能通过迭代器（iterator）访问：

set<typename>::iterator it;

例如：

set<int>::iterator it;
set<char>::iterator it;

这样就得到了it， 并且可以通过*it 来访问set 里的元素。

由于除了vector 和 string 之外的STL容器都不支持*(it + i) 的访问方式，因此只能按如下方式枚举：

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	st.insert(3); // insert(x)将x插入set中
    st.insert(5);
    st.insert(2);
    st.insert(3);
    
    for (set<int>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
    	cout << *it << " ";
	}
	cout << "\n";
	return 0;
}

2 3 5

--------------------------------
Process exited after 0.01225 seconds with return value 0

3.set常用函数实例解析

(1).insert()

insert(x)：将x插入set容器中，并自动递增排序和去重，时间复杂度为O(logN)，其中N为set容器内元素的个数，注意insert()和vector中用法的不同

(2).find()

find(value)：返回set中对应值为value的迭代器，时间复杂度为O(logN)，N为set内的元素个数

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		st.insert(i);
	}
    
	set<int>::iterator it = st.find(20);
	cout << *it << "\t";
	cout << *(st.find(20));

	cout << "\n";
	return 0;
}

20      20

--------------------------------
Process exited after 0.0104 seconds with return value 0

(3).erase()

erase()有两种用法：

• 删除单个元素、
• 删除一个区间内的所有元素

1.删除单个元素：

删除单个元素也有两种方法

方法一：st.erase(it), it为所需要删除元素的迭代器。时间复杂度为O(1)。结合find()函数来使用

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		st.insert(i);
	}
    
	st.erase(st.find(20));
	
	for (set<int>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01312 seconds with return value 0

方法二：st.erase(value), value为所需要删除元素的值。时间复杂度为O(logN)，N为set内的元素个数。

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		st.insert(i);
	}
    
	st.erase(20);
	
	for (set<int>::iterator it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}

	cout << "\n";
	return 0;
}

10 30 40 50

--------------------------------
Process exited after 0.01211 seconds with return value 0

2.删除一个区间内的所有元素：

st.erase(first, last)可以删除一个区间内的所有元素，其中first为所需要删除区间的起始迭代器，而last则为所需要删除区间的末尾迭代器的下一个地址，即为删除 $[first, last)$，时间复杂度为O(last - first)。注意哦，不包括last。

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;

	st.insert(20);
	st.insert(10);
	st.insert(40);
	st.insert(30);
	st.insert(10);
	st.insert(50);

    set<int>::iterator it = st.find(30);
	// 删除元素30至末尾之间的元素，即30、40、50
	st.erase(it, st.end());
	
	for (it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
		printf("%d ", *it);
	}
    
	cout << "\n";
	return 0;
}

10 20

--------------------------------
Process exited after 0.01265 seconds with return value 0

(4).size()

size()：获得set内的元素个数，时间复杂度为O(1)

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		st.insert(i);
	}
    
	cout << st.size();

	cout << "\n";
	return 0;
}

5

--------------------------------
Process exited after 0.01172 seconds with return value 0

(5).clear()

clear()：清空set中的所有元素，时间复杂度为O(N)，其中N为set内的元素个数

#include <bits/stdc++.h>
//#include <iostream>
//#include <set>
using namespace std;

int main() {
	set<int> st;
	for (int i = 10; i <= 50; i += 10) {
		st.insert(i);
	}
    
    st.clear();
	cout << st.size();

	cout << "\n";
	return 0;
}

0

--------------------------------
Process exited after 0.01178 seconds with return value 0