C++ STL 概念1（未完成）

STL，全称Standard Template Library（标准模板库），是C++标准库的重要组成部分。

说到C++的STL，让人就不免想到六大组件：

容器

迭代器

算法

仿函数

空间配置器

适配器

从容器开始逐个描述。

容器

容器分为关联式容器和序列式容器

关联式容器

关联式容器使用键来唯一标识元素。

包括set、map、unordered_set、unordered_map。

而这四个又有各自的multi版本，就是允许键值冗余。

set/map

需要熟练掌握基本的方法，增删改查：

1.insert

set和map的insert都重载了三种方法：单个元素插入，迭代器位置插入，迭代器范围插入
single element (1)
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
with hint (2)
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
range (3)
template <class InputIterator>void insert (InputIterator first, InputIterator last); 

single element (1)	pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
with hint (2)	iterator insert (iterator position, const value_type& val);
range (3)	template <class InputIterator>void insert (InputIterator first, InputIterator last);

第一种 insert使用set/map的元素类型插入，返回值为一个pair类型，pair的元素为迭代器和bool值

第二种 insert使用迭代器的位置插入应用场景是先通过迭代器寻找指定元素，找不到时，pair的返回值元素中的bool是false，这时可以在迭代器的位置插入指定元素

第三种范围插入，从另一个set/map容器中用迭代器选定一个范围，通过插入进新的set/map

2.find

const_iterator find (const value_type& val) const;
iterator       find (const value_type& val);
参数是指定元素，返回值是迭代器

3.erase

(1)	iterator erase (const_iterator position);
(2)	size_type erase (const value_type& val);
(3)	iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);

第一种是迭代器位置删除，一般需要先将迭代器初始化为需要删除的元素节点，然后直接传入迭代器就可删除（ 迭代器会失效，想继续使用这个迭代器需要用返回值更新迭代器）

第二种是删除指定元素，并返回删除元素的数量

第三种是范围删除，给定一个迭代器的范围，再给特定的一个条件去删除迭代器所指向元素，不过要 注意迭代器失效，要用返回值更新迭代器，才能在接下来的遍历过程中防止迭代器失效

map: operator[]

mapped_type& operator[] (const key_type& k);

operator[]是map独特的一种[ ]重载，参数是键值key，

返回值是map存储的键值对中的值的引用(mapped_type&)

operator[ ]的用法：

一、可以用来查找[key]位置的值

二、如果[key]为空，可以用来插入新的键值对

三、如果[key]已经存在，可以修改值

iterator

要谈论set和map的迭代器，就必须要先谈它们的底层结构：红黑树

简单看一下红黑树中iterator的定义(自实现):

//红黑树迭代器类

template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __RBTreeIterator
{
   typedef RBTreeNode<T> Node;
   typedef __RBTreeIterator<T, Ref, Ptr> Self;
   Node* _node;

   __RBTreeIterator(Node* node)
       :_node(node)
   {}
   __RBTreeIterator(const __RBTreeIterator<T, T&, T*>& it)
       :_node(it._node)
   {}

   Ref operator*()
   {
       return _node->_data;
   }

   Ptr operator->()
   {
       return &_node->_data;
   }

   bool operator!=(const Self& it)
   {
       return _node != it._node;
   }

   Self& operator++()
   {
       // 1、右不为空，下一个就是右子树的最左节点
       if (_node->_right)
       {
           Node* subleft = _node->_right;
           while (subleft->_left)
           {
               subleft = subleft->_left;
           }
           _node = subleft;
       }
       else// 2、右为空，沿着到根的路径，找孩子是父亲左的那个祖先
       {
           Node* cur = _node;
           Node* parent = _node->_parent;
           while (parent && cur == parent->_right)
           {
               cur = parent;
               parent = parent->_parent;
           }

           _node = parent;
       }

       return *this;
   }

   Self& operator--()
   {
       if (_node->_left)
       {
           // 1、左不为空，找左子树最右节点
           Node* subRight = _node->_left;
           while (subRight->_right)
           {
               subRight = subRight->_right;
           }

           _node = subRight;
       }
       else
       {
           // 2、左为空，孩子是父亲的右的那个祖先
           Node* cur = _node;
           Node* parent = cur->_parent;
           while (parent && cur == parent->_left)
           {
               cur = parent;
               parent = parent->_parent;
           }

           _node = parent;
       }

       return *this;
   }
};

//红黑树类

template<class K, class T, class KofT>

class RBTree

{

        typedef __RBTreeIterator<T, T&, T*> iterator;
        typedef __RBTreeIterator<T, const T&, const T*> const_iterator;

/*......*/

};

set::iterator

set底层封装了RBTree的结构，这是set的iterator 定义（自实现）：

template<class K>
class set

{

typedef typename RBTree<K, K, SetKeyOfT>::const_iterator iterator;
typedef typename RBTree<K, K, SetKeyOfT>::const_iterator const_iterator;

// .........................................................................///

}；

直接封装RBTree就可。

这里要提一下set::iterator模版的第三个参数：SetKeyOfT

主要是为了让set能够和map共用一个底层红黑树而做的一步，SetKeyOfT本质是一个仿函数：