淺談C++標準庫
C++模板
模板是泛型編程的基礎,泛型編程即以一種獨立於任何特定類型的方式編寫代碼
模板是創建泛型類或函數的藍圖或公式
可以使用模板來定義函數和類
//函數模板 template <typename type> ret-type func-name(parameter list) { // 函數的主體 } //類模板 template <class type> class class-name { . . }
C++標準庫
①標準函數庫–繼承自C語言
I/O;字符串和字符處理;數學;時間、日期和本地化;動態分配;其他;寬字符函數
②面向對象類庫–類及相關函數的集合
C++ I/O;String類;數值類;STL容器類;STL算法;STL函數對象;STL迭代器;STL分配器;本地化庫;異常處理類;雜項支持庫
C++ 面向對象類庫
string
可以使用下標和迭代器訪問
string s1; //初始化字符串,空字符串,可變長 string s2 = "I am wenny"; //直接初始化 string s3 = string(6,'c'); //拷貝初始化 //cin>>s1; //遇到空白停止讀取 cout<<s2; str.c_str(); //將string型str使用c_str()變為字符數組,可以使用printf進行輸出 cout<<s2[0]; //可以使用下標引用 s2=s1; //用s1代替s2 s1=s1+s2; //連接s1和s2 getline(cin,s3); //獲取有空白符的一整行內容,按回車鍵結束輸入,不能輸入字符數組;輸入遺留在輸入緩沖的換行符消除 getline(cin,s3,'#') //輸入一串字符(無論多少個回車鍵),隻要是在‘#'之前的字符都會讀取並保存 s3.erase(10,8); //刪除s3[10]開始的8個字符,時間復雜度O(n) s3.insert(2,"bbb"); //在s3中下標為2的字符前插入字符串,時間復雜度O(n) s3.insert(it,it2,it3); //迭代器,表示串[it2,it3)將被插入在it的位置 cout<<s2.find("am",0); //返回子串位置,第二個參數是查找起始位置,如果沒有找到返回string::npos;時間復雜度O(nm),n和m分別為str和str2的長度 s2.empty(); s2.size(); s2.substr(pos,len); //從pos號位開始,長度為len的子串,時間復雜度O(len) s2.replace(pos,len,str2); //從pos號為開始、長度為len的子串替換為str2;時間復雜度O(str.length())
標準模板庫
–實現多種流行和常用的算法和數據結構
幫助文件:c++API.chm(最後整理於2/26/2006)
cppreference-zh-20210212.chm
template <typename T> inline void showset(set<T> v){ for(typename set<T>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) cout<<*it<<" "; cout<<endl; }
vector
翻譯為向量–”變長數組“;可以不用初始化就必須指定大小的數組
可以通過下標和迭代器訪問
常見用途:1.儲存數據:元素個數不確定時 2.用鄰接表存儲圖
//初始化 vector<int> v1; vector<vector<int>> v2; //相當於變長二維數組 vector<int> v[100]; //相當於二維數組,第一維已經固定長度 vector<int> v3={1,2,3,4}; vector<string> v4(3,"hi"); vector<int> v5(4); //默認初始化為0,字符串默認為空 //操作 v1.push_back(2); //向末尾添加對對象,時間復雜度O(1) v1.pop_back(); //刪除尾部的對象,時間復雜度O(1) v1.empty(); //返回bool值 v3.size(); //返回vector種元素的個數,時間復雜度O(1) v1.clear(); //刪除所有元素,時間復雜度O(n) v1.insert(v1.begin(),3); //插入一個或多個元素,時間復雜度O(n) v1.erase(v1.begin()); //刪除一個或多個元素,時間復雜度O(n) v1=v3; //使用瞭迭代器的循環體,不要向迭代器所屬容器添加元素 cout<<v1[0]; //返回v種第0個位置上元素的引用 cout<<(v1==v5); //相等當且僅當元素數量相同且對應位置的元素值都相同
set
翻譯為集合
與vector大致相同,但set中的元素有序且唯一;添加元素時自動排序,元素本來存在則動作不執行
隻能通過迭代器訪問
常見用途:需要去重卻不方便直接開數組
set<int> s1={9,8,7,6,5,4}; //從小到大自動排序 showset(s1); //cout<<s1[1]; //不能使用下標引用 set<string> s2={"hello","world","apple"}; //字典序排序 showset(s2); s1.insert(9); //已存在沒有插入動作,時間復雜度O(logn) showset(s1); s2.insert("banana"); //添加並排序 showset(s2); set<int>::iterator it s1.find(2); //返回value對應的迭代器,時間復雜度O(logn) s1.erase(); //參數是迭代器,時間復雜度為O(1);參數是value,時間復雜度是O(logn)
list
雙向鏈表
list<int> l1={6,7,3,4}; showlist(l1); list<char> l2(5,'a'); showlist(l2); l1.sort(); //list自己的排序函數,無參數 showlist(l1);
map
翻譯為映射
運用瞭hash地址映射的思想,即key-value;
將一個類型的變量映射至另一類型;
map的內部實現是一棵紅黑樹
可以通過下標和迭代器訪問
常見用途:建立字符串與整數之間的映射;判斷大整數或其它類型數據是否存在的題目,可以把map當bool數組用;
void showmap(map<string,int> v){ for(map<string,int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++) cout<<it->first<<" "<<it->second<<endl; //first表示key,second表示value cout<<endl; } int main() { map<string,int> m1; //第一個參數是key,第二個參數是value m1["jojo"]=100; m1["kiki"]=99; //會以鍵從小到大的順序自動排序 cout<<m1["jojo"]<<endl; cout<<m1.count("wenny"); //判斷是否存在key,返回1或0 cout<<m1["test"]<<endl; //不存在key,則顯示0,但會插入到map中 showmap(m1); m1.erase("kiki"); //通過關鍵字刪除元素,時間復雜度O(logn);直接刪除迭代器時間復雜度O(1) showmap(m1); m1.insert(pair<string,int>("harr",89)); //增加元素 showmap(m1); m1.clear(); //清空元素 m1.find(b); //確定map中是否有string對象b的映射,若沒有函數返回m1.end();時間復雜度O(logn) return 0; }
queue
翻譯為隊列,實現先進先出
常見用途:實現廣度優先搜索
queue<int> q1; q1.front(); //因為是限制性數據結構,隻能通過front()來訪問隊首元素,back()來訪問隊尾元素 q1.back(); q1.push(1); q1.pop(); q1.empty(); q1.size();
priority_queue
優先隊列,底層用堆實現;隊首元素一定是優先級最高的那個
常見用途:貪心問題;對dijkstra算法進行優化
priority_queue<int,vector<int>,greater<int>> q; //從大到小排序,數字越小優先級越大 priority_queue<int,vector<int>,less<int>> q2; //從小到大排序,數字越大優先級越大;默認 q.push(3); //入隊,時間復雜度O(logn) q.push(2); q.push(4); cout<<q.top(); //獲得隊首元素,即堆頂元素 q.pop(); //出隊,時間復雜度O(logn) cout<<q.top(); cout<<q.empty(); struct fru{ string name; int price; bool operator < (const fru &b) const{ return price>b.price; } }; priority_queue<fru> q3; //按照重載的運算符<排序 fru f1,f2,f3; f1.name = "peach"; f1.price = 3; f2.name = "apple"; f2.price = 1; q3.push(f1); q3.push(f2); cout<<endl<<q3.top().name<<" "<<q3.top().price; struct cmp{ bool operator () (const fru &a,const fru &b){ return a.price>b.price; } }; priority_queue<fru,vector<fru>,cmp> q4; //重寫排序規則 q4.push(f1); q4.push(f2); cout<<endl<<q4.top().name<<" "<<q4.top().price;
stack
棧,後進先出
常見用途:模擬實現一些遞歸
stack<int> s; s.push(1); //入棧,時間復雜度O(1) s.push(2); s.push(3); s.pop(); //出棧,時間復雜度O(1) cout<<s.top()<<endl; //獲得棧頂元素,時間復雜度O(1) cout<<s.empty()<<endl; cout<<s.size()<<endl;
pair
可以看作一個內部有兩個元素的結構體
常見用途:用來代替二元結構及其構造函數,節省編碼時間;作為map的鍵值對進行插入
struct pair{ typename first; typename second; }; pair<string,int> p; p.first = "haha"; p.second = 5; p = make_pair("xixi",55); //臨時構建一個pair p = pair<string,int>("heihei",555); //臨時構建一個pair cout<<(p1>=p2); //可以直接使用比較操作數
algorithm下的常用函數
int x=-1,y=2; double a=0.1,b=0.2; max(x,y); //參數隻能是兩個 min(a,b); abs(x); //x必須是整數 swap(x,y); //交換x和y的值 int c[3]={1,2,3}; reverse(c,c+3); //將數組指針在[it,it2)之間的元素或容器的迭代器在[it,it2)范圍內的元素進行反轉 int d[10]={1,2,3}; do{ cout<<a[0]<<a[1]<<a[2]<<endl; }while(next_permutation(d,d+3)); //函數給出一個序列在全排列中的下一個序列,到達全排列最後一個時會返回false fill(d,d+2,5); //把數組或容器的[it,it2)賦為某個相同的值 sort(d,d+3); //默認遞增排序 //用在有序數組或容器中;時間復雜度O(log(last-first));返回位置的指針或迭代器 lower_bound(d,d+3,2); //尋找第一個大於等於val的元素位置 upper_bound(d,d+3,2); //尋找第一個大於val的元素位置
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