学习笔记|C++ STL概述 vim|其他|编辑器

STL就是封装好的一些数据结构以及一些算法
【学习笔记|C++ STL概述】C++ STL（标准模板库）是一套功能强大的 C++ 模板类，提供了通用的模板类和函数，这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构，如向量、链表、队列、栈。
Standard Template Library

即标准模板库，简称STL，是C++内置的一些库。客观的讲，竞赛手所使用的「C++」，不如称为「C+STL」。
何为模板？首先我们引入重载函数的概念，当我们要实现一个功能，与类型无关的时候，函数名可以重复（即参数列表且仅有参数列表不同），我们可以实现一些同名函数。不过这样依然容易造成代码冗余，进而有了模板的概念：模板可以作用于函数与结构体（类）上，表示函数参数列表/结构体（类）类型列表可以变化。简单来说，我们可以用更少的代码实现一类函数，这些函数的功能仅与类型无关。特别的，这些函数不妨称作「模板函数」，而这些类、结构体，不妨称作「模板类」。STL则包含了这两类。
关于头文件：

#include//万能头文件，包含了STL以及更多常用库
using namespace std; //为了防止多用户的命名有冲突，将这些变量、类型、函数都放在命名空问中，作为区分
//要访问一个namespace中的对象，使用域操作符（::）例如 std::cout<<”Hello World!”<<‘\n’;
//STL以及其他标准函数定义于std下，这句话的意思就是引入std下的所有对象命名
//形式化的说，加入了这句话，就不需要std::cout<<’\n’而直接cout<<‘\n’了

STL部件
总共有四个部分：「容器」、「算法」、「迭代器」、「函数」，四者关系如下图所示：

文章图片

组件	描述
容器（Containers）	容器是用来管理某一类对象的集合。C++ 提供了各种不同类型的容器，比如 deque、list、vector、map 等。
算法（Algorithms）	算法作用于容器。它们提供了执行各种操作的方式，包括对容器内容执行初始化、排序、搜索和转换等操作。
迭代器（iterators）	迭代器用于遍历对象集合的元素。这些集合可能是容器，也可能是容器的子集。这三个组件都带有丰富的预定义函数，帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

下面的程序演示了向量容器（一个 C++ 标准的模板），它与数组十分相似，唯一不同的是，向量在需要扩展大小的时候，会自动处理它自己的存储需求：
实例：

#include #include using namespace std; int main() { // 创建一个向量存储 int vector vec; int i; // 显示 vec 的原始大小 cout << "vector size = " << vec.size() << endl; // 推入 5 个值到向量中 for(i = 0; i < 5; i++){ vec.push_back(i); } // 显示 vec 扩展后的大小 cout << "extended vector size = " << vec.size() << endl; // 访问向量中的 5 个值 for(i = 0; i < 5; i++){ cout << "value of vec [" << i << "] = " << vec[i] << endl; } // 使用迭代器 iterator 访问值 vector::iterator v = vec.begin(); while( v != vec.end()) { cout << "value of v = " << *v << endl; v++; } return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
vector size = 0
extended vector size = 5
value of vec [0] = 0
value of vec [1] = 1
value of vec [2] = 2
value of vec [3] = 3
value of vec [4] = 4
value of v = 0
value of v = 1
value of v = 2
value of v = 3
value of v = 4
关于上面实例中所使用的各种函数，有几点要注意：

push_back( ) 成员函数在向量的末尾插入值，如果有必要会扩展向量的大小。
size( ) 函数显示向量的大小。
begin( ) 函数返回一个指向向量开头的迭代器。
end( ) 函数返回一个指向向量末尾的迭代器。

C++ STL 之 vector 的 capacity 和 size 属性区别
size 是当前 vector 容器真实占用的大小，也就是容器当前拥有多少个容器。
capacity 是指在发生 realloc 前能允许的最大元素数，即预分配的内存空间。
当然，这两个属性分别对应两个方法：resize()和 reserve()。
使用resize() 容器内的对象内存空间是真正存在的。
使用 reserve()仅仅只是修改了 capacity 的值，容器内的对象并没有真实的内存空间(空间是"野"的)。
此时切记使用[]操作符访问容器内的对象，很可能出现数组越界的问题。
下面用例子进行说明：

#include #include using std::vector; int main(void) { vector v; std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; v.reserve(10); std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; v.resize(10); v.push_back(0); std::cout<<"v.size() == " << v.size() << " v.capacity() = " << v.capacity() << std::endl; return 0; }

运行结果为：(win 10 + VS2010)

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注：对于 reserve(10) 后接着直接使用 [] 访问越界报错(内存是野的)，大家可以加一行代码试一下，这里没有贴出来。
这里直接用[]访问，vector 退化为数组，不会进行越界的判断。此时推荐使用 at()，会先进行越界检查。

相关引申：
针对 capacity 这个属性，STL 中的其他容器，如 list map set deque，由于这些容器的内存是散列分布的，因此不会发生类似 realloc() 的调用情况，因此我们可以认为 capacity 属性针对这些容器是没有意义的，因此设计时这些容器没有该属性。
在 STL 中，拥有 capacity 属性的容器只有 vector 和 string。