一、STL簡介
1、什么是STL
STL（Standard Template Library）標准模板庫，主要由容器、迭代器、算法、函數對象、內存分配器和適配器六大部分組成。STL已是標准C++的一部分，使用STL開發系統可以提高開發效率。
2、容器（Containers）
容器類是可以包含其它對象的模板類，如向量類（vector）、鏈表類（list）、雙向隊列類（deque）、集合類（set）和映射類（map）等。其中vector、list、deque為序列式容器，set、map為關聯式容器。如：
vector<int> x; //向量x，每個分量是int
vector<point> v; //向量v，每個分量是point
list<int> L1; //鏈表L1，每個節點是int
3、算法（Algorithms）
STL提供了非常多的數據結構算法，它們在std命名空間的范圍內定義，通過#include<algorithm>獲得對它們的使用權。
注意：算法都是全局函數模板，如：for_each( )、find（）、count（）和sort（）等
4、迭代器（Iterator）
迭代器類似於C++的指針，是一個指示器，用來指示容器中的某個元素，迭代器的出現使得容器與算法的分離成為可能，即使用算法必須使用容器和迭代器。
5、函數對象：具有operator（）運算符重載函數的對象。
二、vector技術
1、vector概述
vector是STL提供的最簡單，也是最常用的容器類模板之一，類似於傳統數組。
vector特點：提供了對數組元素的快速、隨機訪問，以及在序列尾部快速、隨機的插入和刪除；vector對象在運行時可以動態改變自身的大小以便容納任何數目的元素。
vector頭文件：vector是在標准頭文件<vector>或在非標准向后兼容頭文件vector.h中定義。
2、vector的成員函數
（1）構造函數：
vector<T> v1; // vector保存類型為T對象。默認構造函數v1為空。
vector<T> v2(v1); // v2是v1的一個副本。
vector<T> v3(n, i); // v3 包含 n 個值為 i 的元素。
vector<T> v4(n); // v4 具有n個元素。
（2）操作
v.empty(); // 如果 v 為空，則返回 true，否則返回 false。
v.size(); // 返回 v 中元素的個數。
v.push_back(t); // 在 v 的末尾增加一個值為 t 的元素。
v.pop_back(); // 刪除v的末尾元素
v.erase(iter);//刪除iter指示器指示的元素
v.erase(iter_F,iter_L);//刪除指示器iter_F和iter_L之間的所有元素
v.resize(10); //改變v的大小為10；
v[n]; // 返回 v 中位置為 n 的元素。
v1 = v2; // 把 v1 的元素替換為 v2 中元素的副本。
v1 == v2; // 如果 v1 與 v2 相等，則返回 true。
// !=, <, <=, >, 和>=保持這些操作符慣有的含義。
例題1基本操作練習
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
vector<int> v(5,8);
cout<<"v.size()="<<v.size()<<endl;
v.push_back(10);
v.push_back(12);
cout<<"v.size()="<<v.size()<<endl;
for ( int i=0;i<v.size();i++)
cout<<v[i]<<endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
v.pop_back();
v.pop_back();
cout<<"v.size()="<<v.size()<<endl;
for ( i=0;i<v.size();i++)
cout<<v[i]<<endl;
}
3、高級操作
迭代器和算法同樣適用於其它容器。
（1）迭代器
迭代器類型：
vector<T>::iterator
舉例：
for (vector<int>::iterator iter=v.begin();iter<v.end();iter++)
cout<<*iter<<endl;
（2）算法
for_each 算法：
for_each(起始iterator，末尾iterator，函數模板)；
舉例：
#pragma warning(disable:4786)
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
void PrintIt(string & S)
{
cout<<S<<endl;
}
void main()
{
vector<string> v;
v.push_back("English");
v.push_back("Math");
v.push_back("Chinese");
v.push_back("Program");
for_each (v.begin(),v.end(),PrintIt);
}
sort算法
sort（（起始iterator，末尾iterator）；
舉例：
sort(v.begin(),v.end());
count算法
count（起始iterator，末尾iterator，某個值）統計某個值的出現次數
舉例：
#pragma warning(disable:4786)
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
void PrintIt(string & S)
{
cout<<S<<endl;
}
void main()
{
vector<int> v;
v.push_back(100);
v.push_back(80);
v.push_back(90);
v.push_back(100);
v.push_back(80);
cout<<count(v.begin(),v.end(),100)<<endl;
}
find算法
find（起始iterator，末尾iterator，某個值）查找某個值是否出現
舉例：
vector<int>::iterator iter;
iter=find(v.begin(),v.end(),100);
if (iter==v.end())
cout<<"No found!"<<endl;
else
cout<<*iter<<endl;
count_if和find_if算法：這兩個算法的使用需要借助函數對象完成。
4、vector應用
練習1：vector綜合練習
//文件名:CHAPTER6-24.cpp
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
void pause() //程序暫停
{ char c;
cout << "\n\nPress return to continue: ";
cin.get(c);
cout << "\n\n";
}
int main()
{
vector<int> v(10,0); //定義一個vector變量，大小為10，值都為0
ostream_iterator<int> out(cout, " "); //定義一個輸出迭代器
copy(v.begin(), v.end(), out);// 通過算法函數copy輸出v中全部的數據
pause(); //程序輸出為：0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
vector<int>::iterator i = v.begin(); //定義頭迭代器
i += 4; //指向第5個元素
*i++ = 7; // or v[4] = 7; //使第5個元素值為7，同時迭代器指向下一個元素
*i = 9; // or v[5] = 9; //賦值第6個元素大小為9
copy(v.begin(), v.end(), out); // 把通過迭代器賦值后的所有元素打印出來
pause();//程序輸出為： 0 0 0 0 7 9 0 0 0 0
vector<int>::iterator where = find(v.begin(), v.end(), 9);//在v中查找值為9的元素，並返回相應的迭代器
copy(where, v.end(), out);// 把查找到的元素及其該元素后的數據全部顯示出來。
pause();//程序輸出為：9 0 0 0 0
where = v.insert(where, 8); //在迭代器指示的元素前插入一個元素，其值為8
copy(v.begin(), v.end(), out); //檢驗insert函數的效果
pause();//程序輸出為：0 0 0 0 7 8 9 0 0 0 0
where += 3; //迭代器指示當前元素后的第三個元素為當前元素
where = v.insert(where, 4); //在當前元素前插入一個元素，值為4
copy(v.begin(), v.end(), out);
pause();//程序輸出為：0 0 0 0 7 8 9 0 4 0 0 0
where -= 6;//迭代器前移6個元素
where = v.insert(where, 11); //插入元素11到vector中
copy(v.begin(), v.end(), out);
pause();//程序輸出為：0 0 11 0 0 7 8 9 0 4 0 0 0
v.erase(where+2); // 刪除迭代器后的第2個元素
copy(v.begin(), v.end(), out);
pause();//程序輸出為：0 0 11 0 7 8 9 0 4 0 0 0
sort(v.begin(), v.end()); //對vector進行由大到小排序
copy(v.begin(), v.end(), out);
pause();//程序輸出為：0 0 0 0 0 0 0 4 7 8 9 11
if (binary_search(v.begin(), v.end(), 8)) // vector的查找
cout << "Yes, 8 occurs in vector v.";
else
cout << "No, didn't find 8 in vector v.";
pause();//程序輸出為：Yes, 8 occurs in vector v.
if (binary_search(v.begin(), v.end(), 12)) // vector的查找
cout << "Yes, 12 occurs in vector v.";
else
cout << "No, didn't find 12 in vector v.";
pause();//程序輸出為：No, didn't find 12 in vector v.
where = lower_bound(v.begin(), v.end(), 8); //查找第一次出現8的位置
copy(where, v.end(), out);
pause();//程序輸出為：8 9 11
where = lower_bound(v.begin(), v.end(), 0); //查找第一次出現0的位置
copy(where, v.end(), out);
pause();//程序輸出為：0 0 0 0 0 0 0 4 7 8 9 11
where = upper_bound(v.begin(), v.end(), 0); //查找第一次不出現0時的位置
copy(where, v.end(), out);
pause();//程序輸出為：4 7 8 9 11
vector<int> w(v);
if (v == w) //兩個vector直接比較
cout << "v and w have the same contents";
else
cout << "v and w have different contents";
pause();//程序輸出為：v and w have the same contents
w[5] = 17;
if (v == w)
cout << "v and w have the same contents";
else
cout << "v and w have different contents";
pause();//程序輸出為：v and w have different contents
v[5] = 17;
if (v == w)
cout << "v and w have the same contents";
else
cout << "v and w have different contents";
pause();//程序輸出為：v and w have the same contents
return 0;
}
練習2 讀入一段文本到vector對象，每個單詞存儲為vector中的一個元素。把vector對象中每個單詞轉化為大寫字母。輸出vector對象中轉化后的元素，每8個單詞為一行輸出。
三、deque技術
1、deque概述
deque（double-ended queue）是一種動態的數組形式，可以向兩端發展。
deque特點：也是隨機訪問的數據類型；提供了在序列兩端快速的插入和刪除操作的功能；可以在需要時修改其自身大小。
deque頭文件：deque是在標准頭文件<deque>或在非標准向后兼容頭文件deque.h中定義。
2、deque的成員函數
（1）構造函數：
deque<T> name1;
deque<T> name2 (name1);
deque<T> name3(size);
deque<T> name4(size,value);
說明：
第一種創建了一個可容納類型為T的空deque對象name1；
第二種用拷貝構造函數從現有的name1創建了新的deque對象name2；
第三種創建了一個初始大小為size的deque對象name3；
第四種創建了一個初始大小為size，每個元素初始化值為value的deque對象name4；
（2）操作
d.empty(); // 如果 d 為空，則返回 true，否則返回 false。
d.size(); // 返回 d 中元素的個數。
d.push_back(t); // 在 d 的末尾增加一個值為 t 的元素。
d.push_front(t); // 在 d 的頭部增加一個值為 t 的元素。
d.pop_back(); // 刪除d的末尾元素
d.pop_front(); // 刪除d的第一個元素
d.insert(iterator , t); //在d的iterator處插入t。
d.insert(iterator, iter_F,iter_L);
//在d的iterator處插入iter_F到iter_L之間的元素。
d.erase(iter); //刪除iter指示器指示的元素
d.erase(iter_F,iter_L);//刪除指示器iter_F和iter_L之間的所有元素
d.resize(10); //改變d的大小為10；
d[n] // 返回 d 中位置為 n 的元素。
d1=d2 // 把 d1 的元素替換為 d2 中元素的副本。
d1==d2 // 如果 d1 與 d2 相等，則返回 true。
// !=, <, <=, >, 和>=保持這些操作符慣有的含義。
d.swap(d1); //d和d1容器中的內容互換。
3、高級操作
（1）迭代器
deque<T>iterator
舉例：
for (deque<int>::iterator iter=d.begin();iter<d.end();iter++)
cout<<*iter<<endl;
（2）算法
for_each（）算法、sort（）算法、count（）算法、find（）算法同樣適用於deque容器；
3、deque應用
練習：deque綜合練習
#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
//create empty deque of strings
deque<string> coll;
//insert several elements
coll.assign (3, string("string"));
coll.push_back ("last string");
coll.push_front ("first string");
//print elements separated by newlines
copy (coll.begin(), coll.end(), ostream_iterator<string>(cout,"\n"));
cout << endl;
//remove first and last element
coll.pop_front();
coll.pop_back();
//insert ''another'' into every element but the first
for (int i=1; i<coll.size(); ++i) {
coll[i] = "another " + coll [i];
}
//change size to four elements
coll.resize (5, "resized string");
//print elements separated by newlines
copy (coll.begin(), coll.end(),ostream_iterator<string>(cout,"\n"));
}
四、list技術
1、list概述
list是一個雙向鏈表容器，不支持隨機訪問。
list特點：不支持隨機訪問，訪問鏈表元素要從鏈表的某個端點開始，插入和刪除操作所花費的時間是固定的，即與元素在鏈表中的位置無關；優勢是在任何位置執行插入或刪除動作都非常迅速；可以在需要時修改其自身大小。
list頭文件：list是在標准頭文件<list>或在非標准向后兼容頭文件list.h中定義。
2、list的成員函數
（1）構造函數：
list<T> name1;
list <T> name2 (name1);
list <T> name3(size);
list <T> name4(size,value);
說明：
第一種創建了一個可容納類型為T的空list對象name1；
第二種用拷貝構造函數從現有的name1創建了新的list對象name2；
第三種創建了一個初始大小為size的list對象name3；
第四種創建了一個初始大小為size，每個元素初始化值為value的list對象name4；
（2）操作
d.empty(); // 如果 d 為空，則返回 true，否則返回 false。
d.size(); // 返回 d 中元素的個數。
d.push_back(t); // 在 d 的末尾增加一個值為 t 的元素。
d.push_front(t); // 在 d 的頭部增加一個值為 t 的元素。
d.pop_back(); // 刪除d的末尾元素
d.pop_front(); // 刪除d的第一個元素
d.front(); //返回d的第一個元素的引用
d.back(); //返回d的最后一個元素的引用
d.insert(iterator , t); //在d的iterator處插入t。
d.insert(iterator, iter_F,iter_L);
//在d的iterator處插入iter_F到iter_L之間的元素。
d.erase(iter);//刪除iter指示器指示的元素
d.erase(iter_F,iter_L);//刪除指示器iter_F和iter_L之間的所有元素
d.swap(d1); //d和d1容器中的內容互換。
d.sort(); //list類的排序使用成員函數完成。而不是用通用算法函數。
d.resize(10); //改變d的大小為10；
d.merge(d1); //合並d1和d，以升序排列存儲到d中
d.splice(iterator, T);//把另一個list對象T插入到iterator位置
d.splice(iterator,T,iter);//把另一個list對象T的iter位置的元素插入到d的iterator位置。
迭代器
begin（）和end（）返回頭尾的迭代器；
rbegin（）和rend（）返回尾頭的反向迭代器：rbegin（）返回最后一個元素的迭代器，rbegin++返回倒數第二個元素。（注意：迭代器只能使用==和！=比較，不能使用>或<比較）。
3、list應用
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>
#if _MSC_VER > 1020 // if VC++ version is > 4.2
using namespace std; // std c++ libs implemented in std
#endif
void printLists(const list<int>& l1, const list<int>& l2)
{
cout << "list1: ";
copy (l1.begin(), l1.end(), ostream_iterator<int>(cout," "));
cout << endl << "list2: ";
copy (l2.begin(), l2.end(), ostream_iterator<int>(cout," "));
cout << endl << endl;
};
int main()
{
//create two empty lists
list<int> list1, list2;
//fill both lists with elements
for (int i=0; i<6; ++i)
{
list1.push_back(i);
list2.push_front(i);
}
printLists(list1, list2);
//insert all elements of list1 before the first element with value 3 of list2
//-find() returns an iterator to the first element with value 3
list2.splice(find(list2.begin(),list2.end(), // destination position
3), list1); // source list
printLists(list1, list2);//move first element to the end
list2.splice(list2.end(), // destination position
list2, // source list
list2.begin()); // source position
printLists(list1, list2);
//sort second list, assign to list1 and remove duplicates
list2.sort();
list1 = list2;
list2.unique();
printLists(list1, list2);
//merge both sorted lists into the first list
list1.merge(list2);
printLists(list1, list2);
return 0;
}
五、set技術
1、set概述
set是一種關聯式容器，關聯式容器依據特定的排序准則，自動為其元素排序。set中每個元素只能出現一次。即數學中的集合。
set頭文件：set是在標准頭文件<set>或在非標准向后兼容頭文件set.h中定義。
2、set的成員函數
（1）構造函數：
set<T> s1;
set<T> s2(s1);
（2）操作
s.empty(); // 如果 s 為空，則返回 true，否則返回 false。
s.size(); // 返回 s 中元素的個數。
s.insert( t); //在s中插入t。
s.insert(iter_F,iter_L); //在s中插入iter_F到iter_L之間的元素。
s.erase(iter); //刪除iter指示器指示的元素
s.erase(iter_F,iter_L);//刪除指示器iter_F和iter_L之間的所有元素
s.erase(key); //刪除s中的key元素。
s.lower_bound(key);//返回key前面的元素的迭代器
s.upper_bound(key);//返回key后面的元素的迭代器
s.find(key); //在s中查找鍵值key，找到返回iterator，否則返回end（）。
s.resize(10); //改變s的大小為10；
3、set應用
編寫程序通過刪除單詞尾部的’s’生成該單詞的非復數版本。同時建立一個單詞排除集，用於識別以’s’結尾、但這個結尾的’s’又不能刪除的單詞。例如，放在該排除集中的單詞可能有success和class。使用這個排除集編寫程序，刪除輸入單詞的復數后綴，而如果輸入的是排除集的單詞，則保持該單詞不變。
#pragma warning(disable: 4786)
#include <set>
#include <iostream>
int main()
{
std::set<int> c1 ;
int ai[] = {0, 1, 2, 3} ;
//construct from a range
std::set<int> c2(ai, ai + 4) ;
//copy constructor
std::set<int> c3(c2) ;
std::set<int>::iterator Iter ;
std::set<int>::reverse_iterator RevIter ;
//判斷c1是否為空
if(c1.empty())
{ std::cout << "set c1 is empty" << std::endl ; }
else
{ std::cout << "set c1 is not empty" << std::endl ; }
//使用begin, end顯示c2所有元素
std::cout << "c2 (using begin, end) = " ;
for(Iter = c2.begin(); Iter != c2.end(); Iter++)
{ std::cout << *Iter << " " ; }
std::cout << std::endl ;
//使用rbegin,rend顯示c2所有元素
std::cout << "c2 (using rbegin, rend) = " ;
for(RevIter = c2.rbegin(); RevIter != c2.rend(); RevIter++)
{ std::cout << *RevIter << " " ; }
std::cout << std::endl ;
//使用find進行元素的查找
std::set<int>::const_iterator constIter = c1.find(3) ;
if(constIter != c1.end())
{ std::cout << "c1 contains element 3, *constIter = "
<< *constIter << std::endl ;
}
//使用size返回c1的最大元素大小
std::cout << "c1.size() = " << c1.size() << std::endl ;
//使用swap把c1和c2進行元素交換
c1.insert(4) ;
c2.swap(c1) ;
std::cout << "The last element of c2 = " << *(c2.rbegin())
<< std::endl ;
//使用clear進行c1元素的清除
c1.clear() ;
std::cout << "After calling c1.clear(), c1.size() = "
<< c1.size() << std::endl ;
//使用upper_bound返回c2當前值的最近增值迭代器
std::cout << "* (c2.upper_bound(3)) = "
<< *(c2.upper_bound(3)) << std::endl ;
//使用lower_bound返回c2當前值的最近降值迭代器
std::cout << "* (c2.lower_bound(3)) = "
<< *(c2.lower_bound(3)) << std::endl ;
//使用erase進行元素的刪除操作
if(c3.erase(1) != 0)
{ std::cout << "c3 does not contain 1 any more" << std::endl ; }
else
{ std::cout << "No elements in c3 match key 1" << std::endl ; }
if((c2.erase(c2.begin())) != c2.end())
{ std::cout << "c2 does not contain 0 any more" << std::endl ; }
else
{ std::cout << "No elements in c2 match key 0" << std::endl ; }
c3.erase(c3.begin(), c3.end()) ;
std::cout << "after c3.erase(c3.begin(), c3.end()), c3.size() = "
<< c3.size() << std::endl ;
return 0 ;
}
六、map技術
1、map概述
map是一種關聯式容器，set中每個元素都是由“鍵值/實值”所形成的一對組合，每個鍵值只能出現一次，不能重復。
map頭文件：map是在標准頭文件<map>或在非標准向后兼容頭文件map.h中定義。
2、map的成員函數
（1）構造函數：
map<k, v> m2;
// 創建一個名為m2的空map對象，其鍵和值的類型分別為k和v
map<k, v> m(m2);
// 創建m2的副本m，m與m2必須有相同的鍵類型和值類型
map<k, v> m(iter_F, iter_L);
// 創建map類型的對象m，存儲迭代器iter_F和 iter_L標記的范圍內所有元素的副本。元素的類型必須能轉換為pair<const k, v>
對於鍵類型，唯一的約束就是必須支持 < 操作符，至於是否支持其他的關系或相等運算，則不作要求。
（2）操作：
m.empty()、m.size()、m.begin()、m.end()、m.rbegin()、m.rend()、m.swap(m1)、m.lower_bound(key)、m.upper_bound(key)、、
m.insert(pair<k,v>(key,value))、
m.insert(iterator, pair<k,v>(key,value))、
m.erase(iterator)、m.erase(key)、m.erase(iter_F,iter_L)、
m[key] //如果下標所表示的鍵在容器中不存在，則添加新元素
3、map應用
（1）編寫程序統計並輸出所讀入的單詞出現次數。
（2）輸入兩個多項式，計算兩個多項式的加法運算結果。