C/C++STL常用容器用法總結

一、容器

概念：容器是儲存其他對象的對象。被儲存的對象必須是同一類型。

基本特征：以下用X表示容器類型（后面會講到），T表示儲存的對象類型（如int）；a和b表示為類型X的值；u表示為一個X容器的標識符（如果X表示vector<int>，則u是一個vector<int>對象。）

表 達 式	返 回 類 型	說 明	復 雜 度
X::iterator	指向T的迭代器類型	滿足正向迭代器要求的任何迭代器	編譯時間
X u		創建一個名為u的空容器	固定
X ()		創建一個匿名空容器	固定
X u(a)		同X u(a);	線性
a.begin()	迭代器	返回指向容器第一個元素的迭代器	固定
a.end()	迭代器	返回指向超尾值的迭代器	固定
a.size()	無符號整型	返回元素個數	固定
a.swap()	void	交換a和b內容	固定
a == b	可轉換為bool	如果a和b長度相當且每個元素都相等，則為真	線性
a != b	可轉換為bool	返回！（a == b）	線性

 

二、序列容器

常用容器：vector、deque、list、queue、stack

概念：序列是對基本容器的一種改進，在保持其基礎功能上增加一些我們需要的更為方便的功能。

要求：序列的元素必須是嚴格的線性順序排序。因此序列中的元素具有確定的順序，可以執行將值插入到特定位置、刪除特定區間等操作。

序列容器基本特征：以下用t表示類型為T（儲存在容器中的值的類型）的值，n表示整數，p、q、i和j表示迭代器。

表 達 式	返 回 類 型	說 明
X a(n,t)		聲明一個名為a的由n個t值組成的序列
X(n,t)		創建一個由n個t值組成的匿名序列
X a(i,j)		聲明一個名為a的序列，並將其初始化為區間[i,j)的內容
X(i,j)		創建一個匿名序列，並將其初始化為區間[i,j)的內容
a.insert(p,t)	迭代器	將t插入到p的前面
a.insert(p,n,t)	void	將n個t插入到p的前面
a.insert(p,i,j)	void	將區間[i,j)的元素插入到p前面
a.erase(p)	迭代器	刪除p所指向的元素
a.erase(p,q)	迭代器	刪除區間[p,q)中的元素
a.clear()	void	清空容器

 

不同容器特有的特征：

表 達 式	返 回 類 型	含 義	支 持 的 容 器
a.front()			vector、list、deque
a.back()			vector、list、deque
a.push_front(t)			list、deque
a.push_back(t)			vector、list、deque
a.pop_front(t)			list、deque
a.pop_back(t)			vector、list、deque
a[n]			vector、deque
a.at(t)			vector、deque

 

*a[n]和a.at(n)都返回一個指向容器中第n個元素的引用。區別在於：如果n落在容器有效區間之外，a.at(n)將執行邊界檢查，並引發out_of_range異常。

*之所以vector沒有push_front()，是因為vector執行此表達式復雜度為線性時間，而deque為固定時間。（這與它們的特性有關，下面講到）

（一）vector

•  vector是最簡單也是最重要的一個容器。其頭文件為<vector>.
• vector是數組的一種類表示，它有以下優點：自動管理內存、動態改變長度並隨着元素的增減而增大或縮小。
•  在尾部添加元素是固定時間，在頭部或中間添加或刪除元素是線性時間。
• vector是可反轉容器。下面以vector為例介紹可反轉容器。

（待補充）

（二）deque

• 頭文件<deque>
• 在STL中deque類似vector，並且支持隨機訪問。區別在於：從deque起始位置插入刪除元素時間是固定的。
•  為了實現在deque倆段執行插入和刪除操作的時間為固定這一目的，deque對象設計比vector設計更為復雜一些。因此，在序列中部執行插入刪除操作時，vector更快一些。

（三）list

• list表示雙向鏈表。頭文件<list>
• list為可反轉容器。
• list不支持數組表示法和隨機訪問。
• 與矢量迭代器不同，從容器中插入或刪除元素之后，鏈表迭代器指向的元素不變。這與鏈表的特性有關，刪除鏈表中的元素並不改變其它元素位置，只是修改鏈接信息。（代碼證明）
• 不同於vector，list不強調隨機訪問與快速訪問，list強調的是元素的快速插入與刪除
• 再次提醒：序列容器都是線性排序，因此list首尾不會相連。
• list成員函數：

函 數	說 明
void merge(list<T,Alloc>& x)	將鏈表x與調用鏈表合並，倆個鏈表必須已排序。合並后的經過排序的鏈表保存在調用鏈表中，x為空。線性時間。
void remove(const T & val)	從鏈表中刪除val的所有實例。線性時間。
void sort()	使用<運算符對鏈表進行排序，復雜度NlogN
void splice(iterator pos,list<T,Alloc>x)	將鏈表x的類容插入到pos前面，x將為空。固定時間。
void unique()	將連續相同的元素壓縮為單個元素。線性時間。

 放入代碼中：

#include<iostream>
#include<list>
#include<iterator> 
#include<algorithm>
using namespace std;

void outint(int n){cout << n << " ";}

void Show(list<int> dice,int flag){
	if(flag)	cout<<"dice = ";
	else	cout<< " two = ";
	for_each(dice.begin(),dice.end(),outint);//輸出容器的元素。 
	cout << endl;
}//此函數用來輸出容器元素 

int main()
{
	list<int> dice(5,2);//一種賦初值方法。5個2 
	Show(dice,1);
	int a[] = {1,5,4,3};
	dice.insert(dice.begin(),a,a+4);//insert函數用法 
	Show(dice,1);
	list<int> two(dice);//另一種賦初值方法，其值與dice相等 
	Show(two,0);
	dice.splice(dice.begin(),two);//splice函數用法 
	Show(dice,1);
	Show(two,0); //two清空 
	two = dice;
	dice.unique();//unique壓縮連續相同的元素
	Show(dice,1);
	dice.sort();//sort函數用法 
	two.sort(); 
	Show(dice,1);
	Show(two,0); 
	dice.merge(two);//merge函數用法，將two合並到dice中，two將為空。
	Show(dice,1);
	Show(two,0); 
	dice.remove(2);//移除所有2 
	Show(dice,1);
	return 0;
}

insert()與splice()之間的不同主要在與：insert()將原始區間的副本插入到目標地址，而splice()則將原始區間移到目標地址。splice()執行后，迭代器仍有效。也就是說原本指向two中一個元素的迭代器，在使用過splice后仍然指向它。

remove()函數還有更加方便的拓展，將在以后講到。

（四）queue

• 頭文件<queue>
• queue不允許隨機訪問隊列元素，不允許遍歷隊列，可以進行隊列基本操作
• 可以將元素添加到隊尾，從隊首刪除元素，查看隊尾和隊首的值，檢查元素數目和測試隊列是否為空
• queue的操作：

  方 法	說 明
  bool empty()const	如果隊列為空，則返回true，否則返回false
  size_type size()const	返回隊列中元素的數目
  T& front()	返回指向隊首元素的引用
  T& back()	返回指向隊尾元素的引用
  void push(const T& x)	在隊尾插入x
  void pop()	刪除隊首元素

  pop（）是一個刪除數據的方法，不是檢索數據的方法。如果要使用隊列中的值，首先要使用front（）來檢索這個值，然后用pop（）將他從隊列中刪除。

（五）stack

• 頭文件<stack>
• stack是一個適配器，它給底層類（默認vector）提供典型棧接口。
• stack不允許隨機訪問棧元素，不允許遍歷棧，把使用限制在定義棧的基本操作上
• 可以將值壓入棧頂，從棧頂彈出元素，查看棧頂的值，檢查元素數目，測試棧是否為空
• stack的操作：

• 方 法	說 明
  bool empty()const	如果棧為空，返回true，否則返回false
  size_type size()const	返回棧中元素數目
  T& top()	返回指向棧頂元素的引用
  void push(const T& x)	在棧頂插入x
  void pop()	刪除棧頂元素

  與queue類似，如果要使用棧中的值，必須首先使用top（）來檢索這個值，然后使用pop（）將它從棧頂刪除。

序列容器還有forword_list(C++11)、priority_queue、array，有興趣的可以去看一看，但我覺的用的不太常用，不打算整理出來了。

三、關聯容器

內容太多了，為了美觀以及方便查看不得不另起一篇。

關聯容器（map與set）詳解