【C++】＜知識點＞ 標準模板庫STL（上）

文章目錄

? ? ?一、STL---string類

1. 常用構造函數

2. 常用操作

3. 字符串流處理

二、STL---容器

1. STL及基本概念

2. 順序容器簡介

3. 關聯容器簡介

4. 容器適配器簡介

5. 常用成員函數

三、STL---迭代器

1. 普通迭代器

2. 雙向、隨機訪問迭代器

3. 不同容器的迭代器

四、STL---常用算法

1. find順序查找

2. binary_search二分查找

3. sort快速排序

五、其他知識點

一、STL---string類

1. 常用構造函數

string s1("hhh");
cout << s1 << endl;//hhhstring s2(8,'x');
cout << s2 << endl;//xxxxxxxxstring s;
s = 'a';
cout << s << endl;//astring s1{'a','\0','b','c'};
cout << s1 << endl;//abc
cout << s1.length() << endl;//4
cout << s1.c_str() << endl;//以C語言風格打出，結果: a

2. 常用操作

2.1 獲取長度：使用成員函數length()獲取。

string s("hello");
cout << s.length() << endl;//打印5

2.2 支持流讀取運算符：cin >> s; 以空格為結束。

string s;
cin >> s;//輸入hello world
cout << s << endl;//打印hello

2.3 支持getline函數：getline(cin, s); 以換行為結束。

string s;
getline(cin, s);//輸入hello world
cout << s << endl;//打印hello world

2.4 復制對象內容：①使用=賦值；②使用成員函數assign()。

string s1("hello");
//使用賦值=
string s2;
s2 = s1;
cout << s2 << endl;//打印hello
//使用成員函數assign()
string s3;
s3.assign(s1);
cout << s3 << endl;//打印hello
//assign函數實現部分復制
string s4;
s4.assign(s1, 1, 3);//復制s1中下標1開始的3字符
cout << s4 << endl;//打印ell

2.5 訪問對象字符：①使用[]訪問（常用）；②使用成員函數at()訪問。at()會做范圍檢查，若超出范圍則拋出out of range異常，而[]訪問方式不做范圍檢查。

string s("hello world");
//使用[]訪問
for (int i = 0; i < s.length(); ++i) {cout << s[i];
}
//使用at()訪問
for (int i = 0; i < s.length(); ++i) {cout << s.at(i);
}

2.6 連接字符串：①使用+=；②使用成員函數append。使用append可以實現部分增加。

string s1("hello ");
string s2("world ");
//使用+=在s1后增加s2
s1 += s2;
cout << s1 << endl;//打印hello world
//使用append在s2后增加s1
s2.append(s1);
cout << s2 << endl;//打印world hello world
//使用append在s1后增加s2中下標1開始的3字符
s1.append(s2, 1, 3);
cout << s1 << endl;//打印hello world orl

2.7 比較大小：①>、<、==、<=等關系運算符已經被重載了，返回值都是bool類型。②使用成員函數compare，返回值為0、1或-1。compare可以比較兩個string的一部分。

string s1("hello ");
string s2("hella ");
//使用關系運算符比較
bool flag = (s1 < s2);
cout << flag << endl;//打印0
//使用compare比較一部分
int ret = s1.compare(1, 2, s2, 0, 3);//el與hel比較
cout << ret << endl;//打印-1

2.8 獲取子串：使用成員函數substr。

string s1("hello world");
//substr(i, j)表示從下標i開始的j個字符
cout << s1.substr(6, 5) << endl;//打印world

2.9 交換string內容：使用成員函數swap。

string s1("hello world");
string s2(8, 'h');
s1.swap(s2);
cout << s1 << endl;//打印hhhhhhhh
cout << s2 << endl;//打印hello world

2.10 主串中查找子串：①從前往后找：使用成員函數find。②從后往前找：使用成員函數rfind。③從指定位置開始查找：s.find("ll", 1);從s下標為1的地方開始查找"ll"。若找到則返回子串在主串中的首下標，未找到返回string::npos靜態變量（VS2022中定義為-1）。

string s1("hello world");
string s2("ll");
//從前往后找
int fronRet = s1.find(s2);
cout << fronRet << endl;//打印2
//從后往前找
int RearRet = s1.rfind(s2);
cout << RearRet << endl;//打印2
//從指定位置查找
int posRet = s1.find(s2, 4);//s1下標4開始查找
cout << posRet << endl;//打印-1表示沒找到

2.11 刪除內容：使用成員函數erase。

string s1("hello world");
s1.erase(5);//刪除下標5以及之后的所有內容
cout << s1 << endl;//打印hello
cout << s1.length() << endl;//打印5
cout << s1.size() << endl;//打印5

2.12 替換內容：使用成員函數replace。

string s1("hello world");
s1.replace(2, 3, "xxxx");//將s1下標2開始的3字符替換為xxxx
cout << s1 << endl;//打印hexxxx world

2.13 插入內容：使用成員函數insert。

string s1("hello world");
string s2("insert");
//s1下標5插入s2
s1.insert(5, s2);
cout << s1 << endl;//打印helloinsert world
//s1下標0插入s2下標0開始的3字符
s1.insert(0, s2, 0, 3);
cout << s1 << endl;//打印inshelloinsert world

2.14 轉換成C語言風格的字符串：①使用成員函數c_str()，返回const char*類型字符串，且該字符串以'\0'結尾。②使用成員函數data()，返回char*類型字符串，對其進行修改可能會出錯。

string s1("hello world");
const char* s2 = s1.c_str();
printf("%s", s2);//打印hello world

3. 字符串流處理

(1) 字符串輸入流：將字符串中的內容保存為指定變量。例如，將"hello world 2 A 5.6"分別保存為兩個string類型、一個int類型、一個char類型和一個double類型。需要包含頭文件#include <iostream>、#include <string>和#include <sstream>。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
using namespace std;int main()
{string target("hello world 2 A 5.6");istringstream input(target);//定義存儲的變量string s1, s2;int n;char c;double d;//字符串輸入流input >> s1 >> s2 >> n >> c >> d;//打印結果cout << s1 << endl;//打印hellocout << s2 << endl;//打印worldcout << n << endl;//打印2cout << c << endl;//打印Acout << d << endl;//打印5.6return 0;
}

(2) 字符串輸出流：將某些變量的值以字符串形式呈現。例如，將"hello"、5和"world"存放于一個字符串中。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
using namespace std;int main()
{string s1("hello"), s2("world");int a = 5;//字符串輸出流ostringstream output;output << s1 << s2 << a;cout << output.str() << endl;//打印helloworld5return 0;
}

二、STL---容器

1. STL及基本概念

1.1 STL：

  • 是Standard Template Liabrary的縮寫，即標準模板庫。
  • 標準模板庫是常用數據結構和算法的模板的集合。它將常用的數據結構（如數組、集合和鏈表等）和常用的算法（如排序和查找等）寫成類模板和函數模板。

1.2?基本概念：

  • 容器：可容納指定數據類型的數據結構，是類模板。對象被插入容器時，被插入的是對象的一個復制品。
    • 順序容器：vector（動態數組）、deque（雙端隊列）、list（循環雙鏈表）
    • 關聯容器：set、multiset、map、multimap
    • 容器適配器：stack（棧）、queue（隊列）、priority_queue（優先級隊列）
  • 迭代器：可用于依次訪問容器中的元素，類似于指針。
  • 算法：用于操作容器中的元素，是函數模板。一些算法支持操作容器內部分元素，因此在傳實參時要傳入首尾元素的迭代器。在使用這些算法時，需要添加頭文件<algorithm>

2. 順序容器簡介

  • 順序容器并非排序的，元素的插入位置與該元素的值無關。
  • vector：頭文件<vector>?動態數組，其大小可以動態變化。元素在內存里是連續存儲的，通過下標可以訪問某個元素，時間復雜度為O(1)。在頭部或者中間位置插入或刪除元素，時間復雜度為O(n)。在尾部插入和刪除元素一般是常數時間，但是涉及擴容時會申請新空間，然后將已有的元素拷貝至新空間，時間復雜度為O(n)。
  • deque：頭文件<deque>?雙端隊列，元素在內存連續存放。隨機存取任何元素的時間復雜度為O(1)，但次于vector。在兩端增刪元素的時間復雜度大部分情況是O(1)，因為只需要改變元素和移動頭尾指針。但是，當涉及擴容時時間復雜度為O(n)。
  • list：頭文件<list>?循環雙向鏈表，元素不是連續存儲的，不支持隨機存取操作。在已知位置的情況下，增刪元素的時間復雜度為O(1)，因為只需要更改相關的指針即可。

3. 關聯容器簡介

  • 元素是排序的。在插入元素時，需要根據排序規則來確定其位置。通常以平衡二叉樹的方式來實現，查找和插入的時間復雜度為O(log n)。
  • set/multiset：頭文件<set> 集合。set中不允許有相同的元素，multiset中允許有相同元素。
  • map/multimap：頭文件<map> 鍵值對，有且僅有兩個成員變量first和second。first存放排序的關鍵字，根據first來排序所有對象，因此在查找時就能根據first快速定位。map不允許有相同的first，但multimap允許有相同的first。
  • 關聯容器支持以下成員函數：
find查找等于某個值的元素（判定等于的機制：x<y和y<x同時不成立）
lower_bound查找某個值的下界區間，返回迭代器it，使得[begin, it)內所有值均小于指定值。
upper_bound查找某個值的上界區間，返回迭代器it，使得[it, end)內所有值均大于指定值。
equal_range同時查找lower_bound和upper_bound，返回pair<it,it>
count計算等于某個值的元素個數（判定等于的機制同上）
insert插入一個元素或一個區間

4. 容器適配器簡介

  • stack：頭文件<stack> 棧。只能操作棧頂的元素，符合后進先出的原則。
  • queue：頭文件<queue> 單向隊列。只能在隊頭進行刪除、查找和修改，只能在隊尾進行插入。符合先進先出的原則。
  • priority_queue：頭文件<queue> 優先級隊列。最高優先級元素總是第一個出隊。

5. 常用成員函數

5.1 順序容器和關聯容器都有的成員函數：

begin返回第一個元素的迭代器
end返回最后一個元素后面位置的迭代器
rbegin返回最后一個元素的迭代器
rend返回第一個元素的前面位置的迭代器
erase刪除一個或多個元素
clear刪除所有元素

5.2 順序容器常用的成員函數：

front返回第一個元素的引用
back返回最后一個元素的引用
push_back在容器末尾增加新元素
pop_back刪除容器末尾的元素
erase刪除迭代器指向的元素（可能會使該迭代器失效）。也可以刪除一個區間，返回被刪除元素后面鄰接元素的迭代器。

三、STL---迭代器

1. 普通迭代器

1.1 迭代器簡介：

  • 是一種訪問順序和關聯容器元素的“中介”。
  • 存在const和非const兩種。對于const迭代器，只能訪問元素；對于非const迭代器，可以訪問和修改元素。

1.2 定義迭代器：

  • 方式一："容器類名::iterator? 變量名;"
  • 方式二："容器類名::const_iterator? 變量名;"

1.3 訪問迭代器指向的元素："*迭代器變量名"。注意：迭代器可以使用++操作來指向后一個元素，但是當其指向的地址已經超出容器范圍，就會報錯。

1.4 代碼示例：常量迭代器、非常量迭代器、反向迭代器

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{//創建vector容器vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);//常量迭代器vector<int>::const_iterator i;for (i = v.begin(); i != v.end(); i++) {cout << *i << " ";}cout << endl;//非常量迭代器vector<int>::iterator j;for (j = v.begin(); j != v.end(); j++) {(*j)++;cout << *j << " ";}cout << endl;//反向迭代器vector<int>::reverse_iterator r;for (r = v.rbegin(); r != v.rend(); r++) {cout << *r << " ";}cout << endl;return 0;
}

2. 雙向、隨機訪問迭代器

  • 雙向迭代器不僅能往后訪問容器元素，還能使用--往前訪問元素。
  • 注意：雙向迭代器在遍歷時，不能使用<來比較臨界條件，而只能用!=。
  • 隨機訪問迭代器支持以下操作：
p+=ip向后移動i個元素
p-=ip向前移動i個元素
p+i其值為p后第i個元素的迭代器
p-i其值為p前第i個元素的迭代器
p[i]其值為p后第i個元素的引用
p<p1等比較比較p和p1的前后位置

3. 不同容器的迭代器

vector隨機訪問迭代器
deque隨機訪問迭代器
list雙向迭代器
set/multiset雙向迭代器
map/multimap雙向迭代器
stack不支持
queue不支持
priority_queue不支持

注意：有些算法需要用到隨機訪問迭代器，那么這些算法就不適用于雙向迭代器和不支持迭代器的容器。

四、STL---常用算法

1. find順序查找

(1) 函數模板：

template <class Inlt, class T>
Inlt find(Inlt first, Inlt last, const T& val);

(2) 參數說明：

  • first和last分別是容器迭代器的查找區間起點和終點，查找范圍為[first, last)。
  • val為查找的元素，內部使用==判斷是否相等。
  • 返回值：若找到元素，則返回指向該元素的迭代器；否則返回指向last的迭代器。

(3) 代碼示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;int main()
{//創建vector容器對象vector<int> v;v.push_back(24);	v.push_back(4);v.push_back(5);		v.push_back(16);//find順序查找元素vector<int>::iterator p;p = find(v.begin(), v.end(), 1);//查找范圍：[24,4,5,16]if (p != v.end())cout << "找到了：" << *p << endl;elsecout << "未找到！" << endl;return 0;
}

2. binary_search二分查找

前提需要將容器排序。具體細節見C++中的binary_search函數詳解_c++ binary search-CSDN博客。

3. sort快速排序

默認是從小到大排序的，若手動傳入比較函數則可以自定義比較方式。不支持隨機存取特性的容器無法使用。但是往往這些容器內會有成員函數sort可以調用，例如list。具體細節見sort（）函數——C++標準庫函數_sort函數頭文件-CSDN博客。

五、其他知識點

【1】vector容器創建二維動態數組：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{//創建二維數組vector< vector<int> > v(3);for (int i = 0; i < v.size(); i++) {for (int j = 0; j < i + 1; j++) {v[i].push_back(j);}}//遍歷二維數組元素for (int i = 0; i < v.size(); i++) {for (int j = 0; j < v[i].size(); j++) {cout << v[i][j] << " ";}cout << endl;}return 0;
}

【2】list成員函數：

list除了具有順序容器都有的成員函數外，還具有如下的成員函數：

push_front在前面插入
pop_front在前面彈出
sort排序。由于list不支持隨機訪問，無法采用STL算法的sort
remove刪除和指定值相同的所有元素
unique刪除所有與前一個元素相同的元素
merge合并兩個鏈表，并清空被合并的那個。注意：merge調用前需要將這兩個鏈表排序，否則運行錯誤。
reverse翻轉鏈表
splice在指定位置插入另一鏈表中的一個或多個元素，并刪除另一鏈表中被插入的元素。

【3】list代碼示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>
using namespace std;//定義A類
class A {
private:int n;
public:A(int n) : n(n) {}friend ostream& operator<<(ostream& cout, const A& p) {cout << p.n;return cout;}friend bool operator<(const A& p1, const A& p2) {return p1.n < p2.n;}friend bool operator==(const A& p1, const A& p2) {return p1.n == p2.n;}
};//打印list的函數模板
template <class T>
void printList(const list<T> & lst) {typename list<T>::const_iterator p;for (p = lst.begin(); p != lst.end(); p++) {cout << *p << " ";}cout << endl;
}int main()
{//創建list1: 2 3 4 1 1list<A> list1;list1.push_back(2);		list1.push_back(3);list1.push_back(4);		list1.push_back(1);list1.push_back(1);cout << "list1: ";printList(list1);//創建list2: 40 10 15 30 65 85list <A> list2;list2.push_back(15);	list2.push_front(10);list2.push_front(40);	list2.push_back(30);list2.push_back(65);	list2.push_back(85);cout << "list2: ";printList(list2);//給兩個list排序list1.sort();list2.sort();cout << "排序后的list1: ";printList(list1);cout << "排序后的list2: ";printList(list2);//將list2融入list1，并清空list2list1.merge(list2);cout << "融合后的list1: ";printList(list1);return 0;
}

【4】函數對象：若一個類重載了運算符()，那么這個類創建的對象就是函數對象。

class A {
public://重載運算符()int operator()(int a, int b, int c) {return a + b + c;}
};A a;//函數對象
cout << a(1, 2, 3) << endl;//等價于a.operator()(1,2,3)

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1、進入控制面板 首次登陸需要點擊下方重置密碼&#xff0c;如何再點擊登錄面板&#xff0c;點擊后會跳轉到登錄頁面&#xff0c;輸入用戶名和密碼登錄即可 2、設置游戲端口 由于腐蝕的設置需要三個端口&#xff0c;它們用于游戲端口&#xff08;必須為首選端口&#xff09;&a…
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jenkins 部署golang 應用到k8s與測試環境

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1.宿主機安裝jenkins 不要用docker 為什么&#xff1a;docker jenkins你只有jenkins&#xff0c; 你想做golang編譯的情況&#xff0c;它的鏡像里面缺少go環境。 而宿主機安裝的情況&#xff0c;jenkins是可以通過環境變量修改來訪問宿主機里面安裝的內容。 2.插件 // docke…
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FFMPEG 解碼過程初步學習

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1. 視頻文件解碼過程 解碼過程 步驟如下&#xff1a; 視頻文件&#xff08;封裝格式&#xff0c;MP4/FLV/AVI 等&#xff09;獲取視頻格式信息等解復用為Stream 流&#xff0c; 準備解碼用的Codec將Stream 流 使用解碼器解為Raw 格式針 1.1 音視頻格式填充&#xff1a; int…
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