STL实践指南STL简介
一些基础概念的定义
模板(Template)——类(以及结构等各种数据类型和函数)的宏(macro)。有时叫做甜饼切割机(cookie cutter),正规的名称应叫做范型(generic)——一个类的模板叫做范型类(generic class),而一个函数的模板也自然而然地被叫做范型函数(generic function)。
STL——标准模板库,一些聪明人写的一些模板,现在已成为每个人所使用的标准C++语言中的一部分。
容器(Container)——可容纳一些数据的模板类。STL中有vector,set,...
STL简介
一些基础概念的定义
模板(Template)——类(以及结构等各种数据类型和函数)的宏(macro)。有时叫做甜饼切割机(cookie cutter),正规的名称应叫做范型(generic)——一个类的模板叫做范型类(generic class),而一个函数的模板也自然而然地被叫做范型函数(generic function)。
STL——标准模板库,一些聪明人写的一些模板,现在已成为每个人所使用的标准C++语言中的一部分。
容器(Container)——可容纳一些数据的模板类。STL中有vector,set,map,multimap和deque等容器。
向量(Vector)——基本数组模板,这是一个容器。
游标(Iterator)——这是一个奇特的东西,它是一个指针,用来指向STL容器中的元素,也可以指向其它的元素。
Hello World程序
//程序:vector演示一
//目的:理解STL中的向量
// #include "stdafx.h" -如果你使用预编译的头文件就包含这个头文件
#include
// STL向量的头文件。这里没有".h"。
#include // 包含cout对象的头文件。
using namespace std; //保证在程序中可以使用std命名空间中的成员。
char* szHW = "Hello World";
//这是一个字符数组,以”\0”结束。
int main(int argc, char* argv[])
{
vector vec; //声明一个字符向量vector (STL中的数组)
//为字符数组定义一个游标iterator。
vector ::iterator vi;
//初始化字符向量,对整个字符串进行循环,
//用来把数据填放到字符向量中,直到遇到”\0”时结束。
char* cptr = szHW; // 将一个指针指向“Hello World”字符串
while (*cptr != '\0')
{ vec.push_back(*cptr); cptr++; }
// push_back函数将数据放在向量的尾部。
// 将向量中的字符一个个地显示在控制台
for (vi=vec.begin(); vi!=vec.end(); vi++)
// 这是STL循环的化的开始——通常是 "!=" , 而不是 "<"
// 因为"<" 在一些容器中没有定义。
// begin()返回向量起始元素的游标(iterator),end()返回向量末尾元素的游标(iterator)。
{ cout << *vi; } // 使用运算符 “*” 将数据从游标指针中提取出来。
cout << endl; // 换行
return 0;
}
push_back是将数据放入vector(向量)或deque(双端队列)的标准函数。Insert是一个与之类似的函数,然而它在所有容器中都可以使用,但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一(取容器中末尾的后一个元素),以便让循环正确运行——它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。就像普通循环中的数组,比如for (i=0; i<6; i++) {ar[i] = i;} ——ar[6]是不存在的,在循环中不会达到这个元素,所以在循环中不会出现问题。
初始化
STL令人烦恼的地方是在它初始化的时候。STL中容器的初始化比C/C++数组初始化要麻烦的多。你只能一个元素一个元素地来,或者先初始化一个普通数组再通过转化填放到容器中。我认为人们通常可以这样做:
//程序:初始化演示
//目的:为了说明STL中的向量是怎样初始化的。
#include // 和相同
#include
using namespace std;
int ar[10] = { 12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55 };
char* str = "Hello World";
int main(int argc, char* argv[])
{
vector vec1(ar, ar+10);
vector vec2(str, str+strlen(str));
return 0;
}
在编程中,有很多种来完成同样的工作。另一种填充向量的方法是用更加熟悉的方括号,比如下面的程序:
//程序:vector演示二
//目的:理解带有数组下标和方括号的STL向量
#include
#include
#include
using namespace std;
char* szHW = "Hello World";
int main(int argc, char* argv[])
{
vector vec(strlen(sHW)); //为向量分配内存空间
int i, k = 0;
char* cptr = szHW;
while (*cptr != '\0')
{ vec[k] = *cptr; cptr++; k++; }
for (i=0; i>”移位运算符混淆。比如
vector > veclis;
这样写会报错,而这样写:
vector > veclis;
就可以避免错误。
集合set
一个集合(set)是一个容器,它其中所包含的元素的值是唯一的。这在收集一个数据的具体值的时候是有用的。集合中的元素按一定的顺序排列,并被作为集合中的实例。如果你需要一个键/值对(pair)来存储数据,map是一个更好的选择。一个集合通过一个链来组织,在插入操作和删除操作上比向量(vector)快,但查找或添加末尾的元素时会有些慢。
下面是一个例子:
//程序:set演示
//目的:理解STL中的集合(set)
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
set strset;
set ::iterator si;
strset.insert("cantaloupes");
strset.insert("apple");
strset.insert("orange");
strset.insert("banana");
strset.insert("grapes");
strset.insert("grapes");
for (si=strset.begin(); si!=strset.end(); si++)
{ cout << *si << " "; }
cout << endl;
return 0;
}
// 输出: apple banana cantaloupes grapes orange
//注意:输出的集合中的元素是按字母大小顺序排列的,而且每个值都不重复。
如果你感兴趣的话,你可以将输出循环用下面的代码替换:
copy(strset.begin(), strset.end(), ostream_iterator(cout, " "));
.集合(set)虽然更强大,但我个人认为它有些不清晰的地方而且更容易出错,如果你明白了这一点,你会知道用集合(set)可以做什么。
STL实践指南(中)
所有的STL容器
容器(Container)的概念的出现早于模板(template),它原本是一个计算机科学领域中的一个重要概念,但在这里,它的概念和STL混合在一起了。下面是在STL中出现的7种容器:
vector(向量)——STL中标准而安全的数组。只能在vector 的“前面”增加数据。
deque(双端队列double-ended queue)——在功能上和vector相似,但是可以在前后两端向其中添加数据。
list(列表)——游标一次只可以移动一步。如果你对链表已经很熟悉,那么STL中的list则是一个双向链表(每个节点有指向前驱和指向后继的两个指针)。
set(集合)——包含了经过排序了的数据,这些数据的值(value)必须是唯一的。
map(映射)——经过排序了的二元组的集合,map中的每个元素都是由两个值组成,其中的key(键值,一个map中的键值必须是唯一的)是在排序或搜索时使用,它的值可以在容器中重新获取;而另一个值是该元素关联的数值。比如,除了可以ar[43] = "overripe"这样找到一个数据,map还可以通过ar["banana"] = "overripe"这样的方法找到一个数据。如果你想获得其中的元素信息,通过输入元素的全名就可以轻松实现。
multiset(多重集)——和集合(set)相似,然而其中的值不要求必须是唯一的(即可以有重复)。
multimap(多重映射)——和映射(map)相似,然而其中的键值不要求必须是唯一的(即可以有重复)。
怎样在一个map中使用类?
Map是一个通过key(键)来获得value(值)的模板类。
另一个问题是你希望在map中使用自己的类而不是已有的数据类型,比如现在已经用过的int。建立一个“为模板准备的(template-ready)”类,你必须确保在该类中包含一些成员函数和重载操作符。
下面的一些成员是必须的:
1) 缺省的构造函数(通常为空)
2) 拷贝构造函数
3) 重载的”=”运算符
你应该重载尽可能多的运算符来满足特定模板的需要,比如,如果你想定义一个类作为 map中的键(key),你必须重载相关的运算符。但在这里不对重载运算符做过多讨论了。
//程序:映射自定义的类。
//目的:说明在map中怎样使用自定义的类。
#include
#include
#include
#include
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