C++学习笔记之四(标准库、标准模板库、vector类)

C++

  • 1、C++标准库
  • 2、C++标准模板库
    • 2.1、vector
      • 2.1.1、vector与array
      • 2.1.2、vector与函数对象
      • 2.1.3、vector与迭代器
      • 2.1.4、vector与算法

1、C++标准库

C + + C++ C++标准库指的是标准程序库( S t a n d a r d Standard Standard L i b a r a y Libaray Libaray),它定义了十个大类,其中包括我们比较熟悉的 i o s t r e a m , s t r i n g iostream, string iostream,string都是这十个大类的其中一个类中的一个小类。而 c + + c++ c++的标准模板库也只是占了其中三个大类而已。
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上面这十个类还只是一个些大类,这十个大类下面还有51个小类。例如容器类下有这些小类:
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更多内容可以参考这篇文章,链接: C++标准库。
使用的时候,由于十个大类是一个抽象集合,本身是没办法调用的。我们只能调用这些大类下的小类,且必须通过添加头文件的形式。同时, C + + C++ C++标准强制头文件不要加 . h .h .h。下面是一些例子:

#include<iostream>				//调用输入输出类中的标准输入输出类
#include<string>				//调用字符串类
#include<vector>				//调用容器类中的vector
#include<queue>					//调用容器类中的queue
#include<algorithm>				//调用算法类

2、C++标准模板库

标准模板库( S T L : STL: STL: S t a n d a r d Standard Standard T e m p l a t e Template Template L i b r a r y Library Library)区别于标准库,它是一组用于处理各种容器对象的模板,提供了表示容器、迭代器、函数对象、和算法的模板。也就是说,标准模板库是为服务容器而设计的。其中比较容易被忽略的是, a r r a y array array其实也是容器中的一种。
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如上图所示,迭代器、函数对象、算法它们虽然同属于 S T L STL STL库的基本组件,但其实都是服务于容器的。

2.1、vector

V e c t o r Vector Vector中文名是矢量的意思,是容器类中最基础也是最重要的一个类。

2.1.1、vector与array

C + + C++ C++ v e c t o r vector vector a r r a y array array(数组)有很多相似之处,它们都可以被用于存放某一类型的变量。下面则来看一个入门级别的应用——用vector存放特定类型的数值。

#include<iostream>
#include<vector>#define num 5
using namespace std;int main()
{vector<int> mycontain(num);				//声明一个存放整形变量的vectorfor(int i=0; i<num; i++){cout<<"please enter the "<<i+1<<" number : ";cin>>mycontain[i];					//跟往数组里面放数据一样,往vector里面放数据}for(int i=0; i<num; i++){cout<<mycontain[i]<<" ";}cout<<"\n";return 0;	
}

2.1.2、vector与函数对象

v e c t o r vector vector a r r a y array array高级的地方莫过于它能和函数对象、算法以及迭代器结合起来使用,下面直接通过一些例子了解 v e c t o r vector vector和一些常规函数对象的结合。

#include<iostream>
#include<vector>using namespace std;void print_vector(void);		//define a function to print all of numbers in the vectorvector<int> my_vector;int main()
{int i,temp;//push some number into the vector and print all of themwhile(1){cout<<"please enter the "<<++i<<" number : ";cin>>temp;my_vector.push_back(temp);					//push_back( ),一个往vector的末端添加数字的函数,有且仅有一个输入参数。pd = my_vector.end();								//end(),返回值是vector末端的地址,无输入参数。if(*(my_vector.end()-1) == 0) break;		//if the last number you enter is zero, the program will jump out the loop.}print_vector();//erase some numbers in the vector and print out the restmy_vector.erase(my_vector.begin(), my_vector.begin()+2);		//.erase( , ),拆除vector中某一段数字,有两个输入参数,第一个是将要擦除的起始地址,另一个是停止地址。//.begin(),返回值是vector的首部地址,无输入参数。print_vector();//insert a number into the vector and print all of them.my_vector.insert(my_vector.end(), 9);											//.insert( , ),往vector某个地方插入一个数字,两个输入参数,第一个是要插入的地址,另一个是要插入的数字print_vector();return 0;	
}void print_vector(void)
{for(int i=0; i<my_vector.size(); i++)										//.size(),返回值vector的尺寸大小。{cout<<my_vector[i]<<" ";}	cout<<"\n";
}

看完代码,再来根据解决代码中的几个疑惑点。其一,在这句代码:“if(*(my_vector.end() - 1) == 0)”,my_vector.end(),的返回值是一个迭代器,但我这里并没有定义一个迭代器去接收它的返回值,而是直接调用该代码然后解引用。其实这样是合规的。其二,同样是这句代码,我为了拿到vector中的最后一个值,我需要在尾部的地址基础上减去一。这是由vector的性质决定的,我们来看看这个图。
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如上图所示,my_vector.end()拿到的并不是最后一个数据的地址,而是内存中其他数据的地址。又由于vector的地址从尾部到首部呈现从高到低分布,所以需要减一,而非加一。
值得一提的是, v e c t o r vector vector的数据输入输出方式,是从尾部输入,从首部输出。并且当有新的数据输入进来的时候,my_vector.end()的迭代器会指向新输入进来的数据。而不是新输入的数据取代原来尾部的数据,这个理解尤为重要。

2.1.3、vector与迭代器

上文有提到过"my_vector.begin()"和"my_vector.end()"的返回值是一个迭代器,并且这个迭代器可以像指针那样操作。便可以大概看出,迭代器和指针颇为相似。但两者的区别是指针指向的必须是连续的内存空间,但迭代器指向的可以是间断的内存空间。这是由于一些容器的内存分配可能零散导致的,如图:
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容器的内存空间可能间断分布,而为了准确寻找容器中的数据,迭代器就应运而生了。不过迭代器也分为五个种类,本人学识有限,就只介绍可用于 v e c t o r vector vector的那一种。直接上个例子:

#include<iostream>
#include<vector>using namespace std;int main()
{vector<int> my_vector;vector<int>::iterator iter;						//定义一个存放vector<int>地址的迭代器int temp,i=0;while(1){cout<<"please enter the "<<++i<<" number : ";cin>>temp;my_vector.push_back(temp);			//由于内存分布不完整,当你没添加数据进去之前,它压根不知道下一个数据在那个位置,所以不能用my_vector[i]的方式赋值。iter = my_vector.end();					//把尾部的地址传给迭代器iterif(*(iter-1) == 0) break;						//解引用迭代器以获得对象的值}for(i=0; i < my_vector.size(); i++){iter = my_vector.begin();cout<<*(iter+i)<<" ";							//同上}cout<<"\n";return 0;
}

2.1.4、vector与算法

这里的算法特指对vector内部数据进行处理的算法,如排序、变换、打乱等。直接上代码看看一些常用的算法怎么用。由于算法部分内容太庞大了,所以这几句话带过会显得十分草率。

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<iterator>using namespace std;void vector_print(void);
vector<int>::iterator iter;
int array[9] = {1,5,2,7,9,11,3,6,2};
vector<int> my_vector(array,array+9);int main()
{	sort(my_vector.begin(), my_vector.end(), greater<int>());			//输入参数为两个或者三个,前两个参数为迭代器的始末值,最后一个参数是排序标准。vector_print();random_shuffle(my_vector.begin(), my_vector.end());			//输入参数为两个,前两个参数为迭代器的始末值。vector_print();vector<int>::iterator temp = find(my_vector.begin(), my_vector.end(), 9);		//前两个参数为迭代器的始末值,最后一个参数是要查找的值,返回值也是一个迭代器。cout<<*temp<<endl;return 0;
}void vector_print()
{iter = my_vector.begin();for(int i = 0;i<my_vector.size();i++){cout<<*(iter+i)<<" ";}cout<<"\n";	
}

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