STL介绍及使用场景分析

一.总体介绍

STL（Standard Template Library）是C++标准模板库，提供了一系列的通用模板类和函数，用于实现常见的数据结构和算法，方便开发者快速地实现各种功能。STL包括了容器（Containers）、算法（Algorithms）和迭代器（Iterators）三个组件。

STL容器是STL中最重要的部分之一，提供了各种不同类型的数据结构，包括序列容器（如vector、list、deque等）、关联容器（如set、map、multiset、multimap等）和容器适配器（如stack、queue、priority_queue等）。每种容器都有不同的特点和适用场景，开发者可以根据具体需求选择合适的容器。

以下是STL中常用的容器及其简要介绍：

vector：动态数组，支持随机访问和动态增删元素，适用于需要频繁访问元素的情况。
list：双向链表，支持快速插入和删除元素，适用于频繁插入和删除元素的情况。
deque：双端队列，支持在两端进行插入和删除操作，适用于需要在两端进行频繁插入和删除操作的情况。
set/multiset：集合，元素按照一定规则排序，且元素不重复，适用于需要快速查找和去重的情况。
map/multimap：映射，键值对存储，适用于需要快速查找和键值对存储的情况。
stack：栈，后进先出的数据结构，适用于需要后进先出的情况。
queue：队列，先进先出的数据结构，适用于需要先进先出的情况。
priority_queue：优先队列，按照一定规则排序，每次取出的元素为最优先元素，适用于需要按照优先级取出元素的情况。

在选择STL容器时，需要根据具体的需求和情况进行选择，考虑以下因素：

数据结构特点：不同的容器有不同的特点和适用场景，需要根据需求选择合适的数据结构。
操作复杂度：不同的容器对于不同的操作有不同的时间复杂度，需要根据具体操作的频率选择合适的容器。
内存占用：不同的容器在内存占用上也有不同，需要根据内存占用的要求选择合适的容器。

总的来说，STL容器提供了丰富的选择，开发者可以根据具体需求选择合适的容器，以实现高效的数据结构和算法。

二.使用方法

1.vector

#include <vector>
#include <iostream>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {std::cout << vec[i] << " ";}return 0;
}

2.list

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};myList.push_back(6);myList.push_front(0);for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); it++) {std::cout << *it << " ";}return 0;
}

3.deque

#include <deque>
#include <iostream>int main() {std::deque<int> myDeque = {1, 2, 3, 4, 5};myDeque.push_back(6);myDeque.push_front(0);for (int i = 0; i < myDeque.size(); i++) {std::cout << myDeque[i] << " ";}return 0;
}

4.set

#include <set>
#include <iostream>int main() {std::set<int> mySet = {3, 1, 4, 1, 5, 9};for (auto it = mySet.begin(); it != mySet.end(); it++) {std::cout << *it << " ";}return 0;
}

5.map

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<std::string, int> myMap = {{"Alice", 25}, {"Bob", 30}, {"Charlie", 35}};for (auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); it++) {std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;}return 0;
}

6.stack

#include <stack>
#include <iostream>int main() {std::stack<int> myStack;myStack.push(1);myStack.push(2);myStack.push(3);while (!myStack.empty()) {std::cout << myStack.top() << " ";myStack.pop();}return 0;
}

7.queue

#include <queue>
#include <iostream>int main() {std::queue<int> myQueue;myQueue.push(1);myQueue.push(2);myQueue.push(3);while (!myQueue.empty()) {std::cout << myQueue.front() << " ";myQueue.pop();}return 0;
}

三.优先队列介绍

priority_queue 是一个优先队列容器，它基于堆数据结构实现，可以保证在插入和删除元素时，始终保持队列中的元素按照一定的优先级顺序排列。在 priority_queue 中，最优先的元素始终位于队列的顶部，可以通过 top() 方法获取最优先的元素。

priority_queue 提供了一些常用的操作，如插入元素 push()、删除最优先元素 pop()、获取最优先元素 top() 等。在 priority_queue 中，元素的优先级由比较函数或者元素类型的 < 操作符决定。

以下是 priority_queue 的一些重要特点和注意事项：

默认情况下，priority_queue 是一个最大堆，即最大的元素位于队列的顶部。
可以通过指定比较函数或者使用自定义的元素类型重载 < 操作符来实现最小堆。
priority_queue 不支持遍历操作，只能通过 top() 方法获取最优先元素，然后通过 pop() 方法删除该元素。
插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n)，获取最优先元素的时间复杂度为 O(1)。

示例：

#include <queue>
#include <iostream>int main() {std::priority_queue<int> myPriorityQueue;myPriorityQueue.push(3);myPriorityQueue.push(1);myPriorityQueue.push(5);while (!myPriorityQueue.empty()) {std::cout << myPriorityQueue.top() << " ";myPriorityQueue.pop();}return 0;
}