CPP STL學習筆記

STL的概念

源地址  https://www.ev0l.art/index.php/archives/15/

<li> Iterator (迭代器)
<li> Container (容器) array
<li> Alogrithm (算法)
<li> Adapters (配接器) 用來實現容器之間的轉接

面向過程--》面向對象-》基於對象-》泛型

代碼

#include <iostream>
#include <vector> //容器 #include <algorithm> //算法 using namespace std; //專么實現一個類模板，實現打印 //類模板實現了方法 template <class T> class vector_s { public: void operator()(const T &t1) //重載了小括號 實現訪問小括號就直接打印  { cout << t1 << endl; } }; int main(void) { vector<int> myv; myv.push_back(13); myv.push_back(23); myv.push_back(33); myv.push_back(113); myv.push_back(1995); myv.push_back(1996); vector_s<int> print; // 對打印實現實例化 //myv.begin(), myv.end() 是迭代器 本質是指針 // for_each 本質是一個算法  for_each(myv.begin(), myv.end(), print); cin.get(); return 0; }

 

<li>注意：算法需要包含頭文件 <algorithm>

<li>這個遍歷的函數為 for_each 不是foreach

<li>算法可以適用於任何容器

STL抽象的是什么

-有些算法並不依賴於數據結構的特定實現，而只依賴於該結構的幾個基本語義屬性

-STL 抽象出的這些基本屬性（concept）成功的將算法和數據結構相分離，在沒有效率損失的前提下，獲得了極大的彈性！

六大組件

-容器 （container)

-算法Algorithm

-迭代器 （iterator）

-仿函數 （Function Object)

-適配器 （Adaptor）

-空間制配器 （allocator)

獲取遠程代碼修改后,想要push到遠端與原來不同的新分支，可以使用下面的命令實現：
git push origin 本地分支:遠端希望創建的分支

例如git下來的分支為master

git branch master
git push origin master:my_remote_new_branch

遠端即可創建新的分支my_remote_new_branch,提交本地修改

2019.11.13 9:32

std::for_each(arr.begin(), arr.end(), func);

比較有用的for_each 用法

for (auto n:Original)

C++ 11 新的for

2019.11.03 23:46

typename

• 成員函數也可以是模板-
• typename 作為類型前的標識符號-

class MyClass typename T::SubType * ptr; //typename 直接指示 T::SubType * 為一個類型 沒有typename 會被解析為 // T域中的 SubType 靜態成員 乘於（*） ptr. ... };

-typename 的第二個作用：在模板聲明中替換class -

template <typename T > class Myclass;

static_cast 只有當類型轉換有所定義，轉換才會成功。（明確轉換類型）

dynamic_cast 將多態類型向下轉換<downcast> 被轉換的類必須有虛函數。否則失敗

const_cast 用於轉換為const 值

reinterpret_cast 多用於指針個的轉換

C語言的小括號（）可以替換除dymanic_cast 外的所有靜態轉換函數，無法明確顯示使用他們的切確理由

容器的概念

-用於管理一組元素

容器的分類

-序列式容器(Sequence containers)

-每個元素都有固定位置--去結余插入時機和地點，和元素值無關
-vector list deque

關聯式容器 (Associated containers)

-元素取決於特定的排序准則，和插入順序無關
-set multiset map multimap

array

array <int ,5>={1,2,3,4,5};
-靜態數組，棧上

vector 動態數組 堆上

 mv.push_back()

-不需要變長，容量較小，array 需要變長，容量較大，用vector

tuple 可以存儲不同的數據類型

list 適合經常插入，經常刪除的情況

list 容器

-list容器是無序容器

-list 容器只能通過迭代器訪問。通過++ -- 遍歷

-list容器可以使用remove（）方法刪除元素，

-可以同時正向和反向查找

-可以使用sort()函數排序

-可以使用merge 合並，但是合並之前必須排序

-可以使用unique()函數刪除重復項，刪除前必須排序。

• merge (使)合並，結合，並入;相融;融入;漸漸消失在某物中

set 容器 （紅黑樹容器）

-set容器不能有重復項，重復的會被舍棄
-set容器會自動排序
-set 用insert插入元素
-set可以用find（）函數查找位置

循環加棧

algorithm 算法

find（）函數可以查找數組、容器中的元素。

for_each(); 遍歷每一個元素。

multiset和set差不多，但是允許重復元素。

迭代器本質是智能指針。

Iterator

仿函數

auto ifind=find_if(mylist.bengin(),mylisy.end(),bindlst(greater<int>(),3));

bindlst 需要頭文件 funtional #include <functional>

bindlst(greater<int>(),3); 綁定一個函數。 greater<int>() 是一個仿函數（functional) 是一個重載了（）的類/結構 體 ，可以用來實現一定的算法策略。

仿函數例子：

#include <list>
#include <functional> #include <array> #include <algorithm> using namespace std; class shuchu { public: void operator()(int x) { std::cout<<x<<endl; } }; int main(int argc, char const *argv[]) { /* code */ // array<int,5>array1({1,2,3,4,5}); list <int>ls1; ls1.push_back(1); ls1.push_back(3); ls1.push_back(5); ls1.push_back(7); ls1.push_back(9); auto ib=ls1.begin(); auto ie=ls1.end(); for_each(ib,ie,shuchu()); cin.get(); return 0; }

 

2019.11.15 6.wmv STL Bug 迭代器

-智能指針有一個_Ptr屬性，可以打印里面的指針。

-STL 有bug 先訪問迭代器的_Ptr屬性，再訪問迭代器指針正常，但是反過來會出錯。

-分行打印就沒有問題。

棧隊列雙端隊列優先隊列

stack 關鍵字可以構建棧

-用法

stack <mystack>; //聲明一個棧
mystack.push(num); //壓棧
mystack.pop(); //出棧
mystack.top(); //獲取第一個元素

stack成員函數示例
-size( ) :返回棧中元素個數
-top( ) :返回棧頂的元素
-pop( ) :從棧中取出並刪除元素
-push(e) :向棧中添加元素e
-empty( ) :棧為空時返回true

queue 隊列

-queue 英 [kjuː] 美 [kjuː]

n.(人、汽車等的)隊，行列;(儲存的數據)隊列
v.(人、車等)排隊等候;(使)排隊;列隊等待

-queue 需要頭文件 <queue>

-從網上拔來的Queue

queue詳解

<h2>queue 操作</h2>
queue 和 stack 有一些成員函數相似，但在一些情況下，工作方式有些不同：

• front()：返回 queue 中第一個元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一個常引用；如果 queue 為空，返回值是未定義的。
• back()：返回 queue 中最后一個元素的引用。如果 queue 是常量，就返回一個常引用；如果 queue 為空，返回值是未定義的。
• push(const T& obj)：在 queue 的尾部添加一個元素的副本。這是通過調用底層容器的成員函數 push_back() 來完成的。
• push(T&& obj)：以移動的方式在 queue 的尾部添加元素。這是通過調用底層容器的具有右值引用參數的成員函數 push_back() 來完成的。
• pop()：刪除 queue 中的第一個元素。
• size()：返回 queue 中元素的個數。
• empty()：如果 queue 中沒有元素的話，返回 true。
• emplace()：用傳給 emplace() 的參數調用 T 的構造函數，在 queue 的尾部生成對象。
• swap(queue<T> &other_q)：將當前 queue 中的元素和參數 queue 中的元素交換。它們需要包含相同類型的元素。也可以調用全局函數模板 swap() 來完成同樣的操作。

queue<T> 模板定義了拷貝和移動版的 operator=()，對於所保存元素類型相同的 queue 對象，它們有一整套的比較運算符，這些運算符的工作方式和 stack 容器相同。

deque 雙端隊列

• deque 可以從頭部push_front()和尾部push_back()插入
• deque 可以使用迭代器 可以使用 迭代器+n 訪問刪除
• deque 可以pop_front() pop_back() 從頭部和尾部 刪除元素。

(1)    構造函數

deque():創建一個空deque

deque(int nSize):創建一個deque,元素個數為nSize

deque(int nSize,const T& t):創建一個deque,元素個數為nSize,且值均為t

deque(const deque &):復制構造函數

(2)    增加函數

void push_front(const T& x):雙端隊列頭部增加一個元素X

void push_back(const T& x):雙端隊列尾部增加一個元素x

iterator insert(iterator it,const T& x):雙端隊列中某一元素前增加一個元素x

void insert(iterator it,int n,const T& x):雙端隊列中某一元素前增加n個相同的元素x

void insert(iterator it,const_iterator first,const_iteratorlast):雙端隊列中某一元素前插入另一個相同類型向量的[forst,last)間的數據

(3)    刪除函數

Iterator erase(iterator it):刪除雙端隊列中的某一個元素

Iterator erase(iterator first,iterator last):刪除雙端隊列中[first,last）中的元素

void pop_front():刪除雙端隊列中最前一個元素

void pop_back():刪除雙端隊列中最后一個元素

void clear():清空雙端隊列中最后一個元素

(4)    遍歷函數

reference at(int pos):返回pos位置元素的引用

reference front():返回手元素的引用

reference back():返回尾元素的引用

iterator begin():返回向量頭指針，指向第一個元素

iterator end():返回指向向量中最后一個元素下一個元素的指針（不包含在向量中）

reverse_iterator rbegin():反向迭代器，指向最后一個元素

reverse_iterator rend():反向迭代器，指向第一個元素的前一個元素

(5)    判斷函數

bool empty() const:向量是否為空，若true,則向量中無元素

(6)    大小函數

Int size() const:返回向量中元素的個數

int max_size() const:返回最大可允許的雙端對了元素數量值

(7)    其他函數

void swap(deque&):交換兩個同類型向量的數據

void assign(int n,const T& x):向量中第n個元素的值設置為x
 
deque網上扒來的

priority_que 優先級隊列 （不太理解）

• 優先隊列是按照堆來實現的

紅黑樹容器

set 是一個紅黑樹

set map multi-map 紅黑樹

set的高級用法

• 紅黑樹，處理純字符串比較少，處理字符串及對象比較多。
• pair 復合集合
• 二叉樹查找依賴於有序。 字符串可以實現有序。
• pair 也是個類模板！起到獲取插入返回值（boolean)的作用。兩個參數，第一個類型，第二個是比大小的方法
• set的每一個節點就是一個節點
• 二叉樹的實現語法一直在在在變 。VS2013 能過的 VS2017 就不能過了！~！！mingw 32又能過，代碼如下：
• set 不能包含同樣的值
• 0-35:40

#include <set> #include <string> #include <stdio.h> #include <string.h> using namespace std; class strless { public: bool operator () (const char* p,const char* p1) { return strcmp(p, p1) < 0; } private: }; int main(void) { const char* cmd[] = { "nihao","spectrc","calc","good" }; set<const char *, strless>myset(cmd,cmd+4,strless()); auto ib = myset.begin(); auto ie = myset.end(); for (auto i : myset) { cout << i << endl; } return 0; }

 

multiset

• 可以插入相同的值
• multiset 的每一個節點是一個鏈表
• 練習代碼如下（mingw 32編譯）：

#include <set> #include <string.h> using namespace std; class stu{ public: int id; char p[100]; }; class stuless { public: bool operator ()(const stu &st1,const stu &st2) { return st1.id<st2.id; } }; int main() { stu student[3]={ {99,"zhuang"}, {15,"li"}, {3,"ooooo"} }; stu newstu; newstu.id=100782; strcpy(newstu.p,"nimeide"); multiset<stu,stuless> stu1 (student,student+3,stuless()); stu1.insert(newstu); strcpy(newstu.p,"SBSBSBSB"); stu1.insert(newstu); strcpy(newstu.p,"luo liuo"); stu1.insert(newstu); for(auto i:stu1) { cout<< "\t"<<i.id<<"\t"<<i.p<<endl; } return 0; }

 

• 輸出

-

map 映射 multimap 多層映射  9.wmv 53:41

• map 也是 紅黑樹，但是能同時映射多個數據
• map 需要頭文件 <map>
• 映射都是左邊映射到右邊。訪問時用右邊訪問左邊。可以通過對等的映射查找
• 示例代碼如下：

#include <string> #include <map> #include <stdlib.h> using namespace std; class worker{ public: int id; string name; string work; }; class winfo{ public: int randid; worker w1; }; int main() { system("chcp 65001"); winfo warr[]={ {1,{10,"李四","mugong"}}, {2,{9,"張三","mugong"}}, {8,{5,"wangermazi","mugong"}}, {20,{3,"gg","mugong"}}, {30,{1,"ww張三","mugong"}} }; map <int,worker> m; for(auto i : warr) { static int n=0; m[warr[n].randid]=warr[n].w1; n++; } auto ib=m.begin(); auto ie=m.end(); for(;ib!=ie;ib++) { cout<<"\t winfo.randid is \t"<<(*ib).first<<" worker info is \t"<<(*ib).second.id<<"\t"<<(*ib).second.name <<"\t"<<(*ib).second.work<<"\t"<<endl; } return 0; }

 

• 輸出

pair 關鍵字  9.wmv 01:23:15

• 用於插入 復雜映射類型
• multimap set map 每一個節點就是一個 pair
• 用法：

m.insert(pair<const char*,int> ("第一個"),1); m.insert(pair<const char*,int> ("第二個"),2); m.insert(pair<const char*,int> ("第三個"),5); m.insert(pair<const char*,int> ("第四個"),8); 

hash_set 和hash_map  9.wmv 01:33:10

• 作用：把比較大的數據抽象得比較小
• hash_set 不會自動排序 查找時一次就足夠了。而set需要 log2n 次
• 適用於精確查找，一次就能找到。比二分查找要快
• hash_set 的經典用法 判斷數據是否相等
• hash_set、hash_map 不會自動排序
• hash算法依賴於hash_table

equal_range()

• 找到紅黑樹的鏈表節點，遍歷所有節點
• first為鏈表的首節點，second 為最后一個空節點

string 本質是一個容器

• C語言中 下列代碼是錯誤的：

char str[54];
str="123456";

• erase() 函數可刪除字符串。 str1.erase(3,4); erase(str1.begin(),str.begin()+2);
• replace() 替換函數 str1.replace(3,3,"China");str1.replace(3,"China");
  str1.replace(3,"China"); replace (位置，長度，字符串)；
• str.find() 查找字符串，找到第一個匹配的字符的位置，找不到返回-1；
• rfind（） 反向查找，返回找的的第一個的匹配的字符串的位置。找不到返回-1；
• find_first_of () 找到第一個並返回所在位置。
• find_first_not_of () 找到第一個不匹配的並返回所在位置。
• find_last_of () 找到最后一個匹配的並返回所在位置。
• find_last_not_of () 找到最后一個不匹配的並返回所在位置。

網上扒來的 string 介紹

• String

GPU編程

• 可以利用模板類實現對容器的操作（利用重載括號的方式）

Lamda 表達式 C++ AMP 編程

• 函數包裝器(LAMDA 表達式，類似JS里面的匿名函數) : 需要頭文件 <functional>
• GPU 強項在於並行計算，CPU強項在於單點計算

auto func=[](int a ,int b){ return a+b;}; for_each(myvector.begin(),myvector.end(),[](int a){return a*=2;cout<<a<<endl;});

• C++ AMP 計算演示 (VS 2017中編譯失敗)
• VS2017 中錯誤信息：

嚴重性    代碼    說明    項目    文件    行    禁止顯示狀態
錯誤    C3861 “_Access”: 找不到標識符 GPU_hello c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\enterprise\vc\tools\msvc\14.15.26726\include\amp.h 2616 嚴重性 代碼 說明 項目 文件 行 禁止顯示狀態 錯誤 C3588 在 amp 限制代碼中不支持從“unknown-type”轉換為“void *” GPU_hello c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\enterprise\vc\tools\msvc\14.15.26726\include\amp.h 2616 

#include <amp.h>
#include <iostream>

using namespace std; using namespace concurrency; int main(void) { int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; array_view<int> av(10, a); //GPU 計算結構 AV 存儲到GPU的顯存 /* *[=](index<1>idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; } * [=] 標識直接操作這個數據 * restrict (amp) 標識定位到 GPU進行運算 *這個表達式為Lambda表達式 */ parallel_for_each(av.extent, [=](index<1> idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; }); for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << "\t" << av[i] << endl; } cin.get(); }

 

lambda 表達式

• 網上扒來的lambda 表達式

Lambda 表達式
-lambda 表達式的作用：C++ 11 中的 Lambda 表達式用於定義並創建匿名的函數對象，以簡化編程工作。

• lambda 語法形式：[函數對象參數] (操作符重載函數參數) mutable 或 exception 聲明 -> 返回值類型 {函數體}

STL算法

• for_each ....
• auto i= find_if (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一個大於四的數據則返回那個數據所在位置的迭代器，否則返回myvector.end();
• auto i= find_if_not (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一個小於於四的數據則返回那個數據所在位置的迭代器，否
  則返回myvector.end();
• sort() 仿函數用於排序。