黑马程序员C++学习总结【进阶篇】

本阶段主要针对C++泛型编程和STL技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用

黑马程序员C++学习总结【基础篇】
黑马程序员C++学习总结【核心篇】
黑马程序员C++学习总结【进阶篇】

黑马程序员C++学习总结【进阶篇】

  • 一、模板
    • 1.函数模板
      • （1）函数模板2种使用方式：自动类型推导、显示指定类型
      • （2）函数模板注意事项
      • （3）普通函数与函数模板的区别
      • （4）普通函数与函数模板的调用规则
      • （5）模板的具体化
    • 2.类模板
      • （1）类模板与函数模板区别
      • （2）类模板中成员函数创建时机
      • （3）类模板对象做函数参数
      • （4）类模板与继承
      • （5）类模板成员函数类外实现
      • （6）类模板分文件编写
      • （7）类模板与友元
  • 二、生成随机数
  • 三、STL(Standard Template Library / 标准模板库)
    • 1.容器算法迭代器初识
      • （1）vector存放内置数据类型
      • （2）Vector存放自定义数据类型
      • （3）Vector容器嵌套容器
    • 2.STL中常用容器
      • （1）string容器
        • c语言中字符串定义方法
        • string构造函数
        • string赋值操作
        • string字符串拼接
        • string查找和替换
        • string字符串比较
        • string字符存取
        • string插入和删除
        • string子串
      • （2）vector容器
        • vector构造函数
        • vector赋值操作
        • vector容量和大小
        • vector插入和删除
        • vector数据存取
        • vector互换容器
        • vector预留空间
      • （3）deque容器
        • deque构造函数
        • deque赋值操作
        • deque大小操作
        • deque 插入和删除
        • deque 数据存取
        • deque 排序
      • （4）stack容器
      • （5）queue 容器
      • （6）list容器
        • list构造函数
        • list 赋值和交换
        • list 大小操作
        • list 插入和删除
        • list 数据存取
        • list 反转和排序
      • （7）set/ multiset 容器
        • set构造和赋值
        • set大小和交换
        • set插入和删除
        • set查找和统计
        • set和multiset区别
        • pair对组创建
        • set容器排序（仿函数 or 回调函数）
      • （8）map/ multimap容器
        • map构造和赋值
        • map大小和交换
        • map插入和删除
        • map查找和统计
        • map容器排序
    • 3.员工分组案例
    • 4.STL- 函数对象（仿函数）
    • 5.谓词（手搓）
      • （1）一元谓词
      • （2）二元谓词
    • 6.内建函数对象（仿函数）
      • （1）算术仿函数
      • （2）关系仿函数（谓词）
      • （3）逻辑仿函数
    • 7.常用算法
      • （1）常用遍历算法
        • for_each
        • transform
      • （2）常用查找算法
        • find
        • find_if
        • adjacent_find
        • binary_search
        • count
        • count_if
      • （3）常用排序算法
        • sort
        • random_shuffle
        • merge
        • reverse
      • （4）常用拷贝和替换算法
        • copy
        • replace
        • replace_if
        • swap
      • （5）常用算术生成算法
        • accumulate
        • fill
      • （6）常用集合算法
        • set_intersection
        • set_union
        • set_difference

一、模板

C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板。模板就是建立通用的模具，大大提高复用性。C++提供两种模板机制:函数模板和类模板。

模板的特点：

  • 模板不可以直接使用，它只是一个框架
  • 模板的通用并不是万能的

1.函数模板

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的(数据)类型T来代表。语法格式template<typename T> //函数声明或定义。

解释：

  • template — 关键字 template，声明创建模板
  • typename — 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
  • T — 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

（1）函数模板2种使用方式：自动类型推导、显示指定类型

//利用模板提供通用的交换函数
//函数模板利用关键字 template
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
//模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	
	//使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
	//利用模板实现交换
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);

	//2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);
}

（2）函数模板注意事项

注意事项：

  • 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用
  • 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
	//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}

// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
	cout << "func 调用" << endl;
}

void test02()
{
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

（3）普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

  • 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
  • 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
  • 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
	return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)  
{
	return a + b;
}

//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';
	
	cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99，最后输出109

	//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换
	//自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T，才可以使用

	myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换，最后输出109
}

建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

（4）普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

  1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
  2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  3. 函数模板也可以发生重载
  4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
  5. 既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性
//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b) 
{ 
	cout << "调用的模板" << endl;
}
//模板函数重载
template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c) 
{ 
	cout << "调用重载的模板" << endl; 
}

void test01()
{
	//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
	// 注意 如果告诉编译器：普通函数是有的，但只是声明没有实现void myPrint(int a, int b)；或者不在当前文件内实现，就会报错找不到，而不会去调用模板。
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b); //调用普通函数

	//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b); //调用函数模板

	//3、函数模板也可以发生重载
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板

	//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2); //调用函数模板，虽然普通函数可以隐式转换，但编译器觉得麻烦，直接调用模板了
}

（5）模板的具体化

  • 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
  • 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板
// 模板存在局限性，模板的通用性并不是万能的
#include<iostream>
using namespace std;

#include <string>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//普通函数模板
//在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
	if (a == b)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

//具体化，显示具体化的原型和参数，以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
	if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
	bool ret = myCompare(a, b);
	if (ret)
	{
		cout << "a == b " << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a != b " << endl;
	}
}

void test02()
{
	Person p1("Tom", 10);
	Person p2("Tom", 10);
	//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
	//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret)
	{
		cout << "p1 == p2 " << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 != p2 " << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

2.类模板

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。语法格式template<typename T> 类，和函数模板差在template<typename T> 后面是类而不是函数。typename 可以用class代替；T可以替换为大写字母。

（1）类模板与函数模板区别

  • 类模板没有自动类型推导的使用方式，必须使用显示指定类型的方式
  • 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
#include <string>
//类模板
//类模板在模板参数列表中可以有默认参数class AgeType = int
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导
	Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板
	p.showPerson();
}

//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
	Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
	//eg:class AgeType = int在调用时就不用显式指定，若调用指定，则按调用时的走。
	p.showPerson();
}

（2）类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

  • 普通类中的成员函数一开始就可以创建
  • 类模板中的成员函数在调用时才创建

（3）类模板对象做函数参数

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式
一共有三种传入方式：

  • 指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
  • 参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
  • 整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

//1、指定传入的类型  推荐使用
void printPerson1(Person<string, int> &p) 
{
	p.showPerson();
}
void test01()
{
	Person <string, int >p("孙悟空", 100);
	printPerson1(p);
}

//2、参数模板化  函数模板和类模板的结合 不推荐
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl; //typeid(T1).name()用于查看T1的数据类型 输出string
	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl; //输出int
}
void test02()
{
	Person <string, int >p("猪八戒", 90);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化  函数模板和类模板的结合 不推荐
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl; //输出class person
	p.showPerson();

}
void test03()
{
	Person <string, int >p("唐僧", 30);
	printPerson3(p);
}

（4）类模板与继承

  • 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
  • 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
  • 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板
template<class T>
class Base
{
	T m;
};

//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{
	Son c;
}

//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
	Son2()
	{
		cout << typeid(T1).name() << endl;
		cout << typeid(T2).name() << endl;
	}
	T1 obj;
};

void test02()
{
	Son2<int, char> child1;
}

int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

（5）类模板成员函数类外实现

//类模板中成员函数类外实现
#include <string>

//定义类模板
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	//成员函数类内声明
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
//Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age)中
//Person::强调是Person作用域下的构造函数
//<T1, T2>强调是类模板，Person::Person(T1 name, T2 age)成普通类成员函数的类外实现
//template<class T1, class T2>告诉编译器T1 T2是啥
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 20);
	p.showPerson();
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

（6）类模板分文件编写

类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决方式：

  • 解决方式1：直接包含实现.cpp源文件
**person.h中代码：**

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

**person.cpp中代码：**

#include "person.h"
//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << >this->m_Age << endl;
}

**主函数.cpp**

#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件

void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
return 0;
}
  • 解决方式2：将声明（,h）和实现（.cpp）写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定俗成的名称，并不是强制（一般看到hpp就认为是模板的分文件编写）
**person.hpp中代码：**

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << >this->m_Age << endl;
}

**主函数.cpp**

#include "person.hpp"

void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
return 0;
}
  • 主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数声明、实现写到一起，并将后缀名改为.hpp

（7）类模板与友元

  • 全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可（建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别）.
  • 全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在.
#include <string>

//2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;

//全局函数类外实现 如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p); 

//类外定义
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{
	cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person
{
	//1、全局函数配合友元   类内实现
	friend void printPerson(Person<T1, T2> & p)
	{
		cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
	}


	//全局函数配合友元  类外实现
	//不加<>为普通友元函数声明，而上方定义为模板函数，为保持一致，加空模板参数列表<>
	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);

public:

	Person(T1 name, T2 age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}


private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;

};

//1、全局函数在类内实现
void test01()
{
	//因为是全局函数，所以不用写作用域Person：：
	Person <string, int >p("Tom", 20);
	printPerson(p);
}


//2、全局函数在类外实现
void test02()
{
	Person <string, int >p("Jerry", 30);
	printPerson2(p);
}

int main() {
	//test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

二、生成随机数

	#include<ctime>
	//随机数种子
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100
	//rand() % 41   结果是0~40

三、STL(Standard Template Library / 标准模板库)

STL的诞生

  • 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
  • C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升
  • 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作
  • 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

STL基本概念

  • STL(Standard Template Library,标准模板库)
  • STL 从广义上分为: 容器(container)、算法(algorithm)、迭代器(iterator)
  • 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
  • STL 几乎所有的代码都采用了模板类（容器、迭代器）或者模板函数（算法）

STL六大组件
STL大体可细分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

  1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
  2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略（括号的函数重载）。
  5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
  6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

容器
STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来。常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等
这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

  • 序列式容器:强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
  • 关联式容器:二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)。
算法分为:质变算法和非质变算法。

  • 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等
  • 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器
容器和算法之间粘合剂，提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。
每个容器都有自己专属的迭代器，迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。
迭代器种类：

种类功能支持运算
输入迭代器对数据的只读访问只读，支持++、==、！=
输出迭代器对数据的只写访问只写，支持++
前向迭代器读写操作，并能向前推进迭代器读写，支持++、==、！=
双向迭代器读写操作，并能向前和向后操作读写，支持++、–，
随机访问迭代器读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

1.容器算法迭代器初识

容器： vector
算法： for_each
迭代器： vector<int>::iterator

（1）vector存放内置数据类型

#include <vector>
#include <algorithm>
//回调函数 
//回调函数就是一个被作为参数传递的函数。该函数作为第三个参数被传入到了for_each当中
void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01() {
	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	//STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组
	vector<int> v;
	//向容器中放数据 尾插法
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式：
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	
	//第二种遍历方式：
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;

	//第三种遍历方式：
	//使用STL提供标准遍历算法for_each  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

（2）Vector存放自定义数据类型

#include <vector>
#include <string>

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	string mName;
	int mAge;
};
//存放对象
void test01() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		//iterator相当于指向Person数据类型的指针
		//技巧：(*it)的结果为vector<Person>::iterator it中的<Person>
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

	}
}

//放对象指针
void test02() {
	//定义一个指针类型
	vector<Person*> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);
	//传回地址
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);
	
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		//iterator it为二级指针
		//技巧：(*it)的结果为vector<Person*>::iterator it中的<Person*>，还是一个指针
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

（3）Vector容器嵌套容器

#include <vector>

//容器嵌套容器，类似二维数组
void test01() {
	//大容器 v;
	vector< vector<int> >  v;
	//小容器 v1 v2 v3 v4 ;
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;

	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}

	//将小容器元素插入到大容器vector v中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);


	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
	//*(it)为vector<int>，小容器
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
		*(vit)为<int>，具体的值
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

2.STL中常用容器

（1）string容器

本质：

  • string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

  • char * 是一个指针（C风格）
  • string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。（C++风格）

特点：

  • string 类内部封装了很多成员方法。例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert.
  • string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责
c语言中字符串定义方法
  • 直接初始化字符数组char str[] = "Hello, world!"; //数组的大小会自动包含字符串的长度加上末尾的空字符
  • 指定数组大小char str[13] = "Hello, world!"; //13为"Hello, world!" 和末尾的空字符长度总和
  • 动态分配内存
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>  
//首先使用malloc分配了足够的内存来存储 "Hello, world!" 和末尾的空字符
char *str = malloc(13 * sizeof(char));  
if (str != NULL) {  
	//使用strcpy函数将字符串复制到分配的内存中
    strcpy(str, "Hello, world!");  
	free(str);  //使用完动态分配的内存后，要使用 free 函数释放它。
    str = NULL; // 将指针设为 NULL，避免悬挂指针  
} else {  
        // 内存分配失败的处理  
        // 例如，打印错误消息并退出程序  
        printf("Memory allocation failed!\n");  
        return 1;  
}
  • 使用指针直接指向字符串字面量char *str = "Hello, world!"; //str 是一个指向字符串字面量 "Hello, world!" 的指针
string构造函数

构造函数原型：

  • string();//创建一个空的字符串 例如: string str;
  • string(const char* s); //使用C风格字符串s初始化
  • string(const string& str); //拷贝构造函数：使用一个string对象初始化另一个string对象
  • string(int n, char c); //使用n个字符c初始化，重复输出n个char c
#include <string>
//string构造
void test01()
{
	string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
	cout << "str1 = " << s1 << endl;

	const char* str = "hello world";
	string s2(str); //把c_string转换成了string（C++下）

	cout << "str2 = " << s2 << endl;

	string s3(s2); //调用拷贝构造函数
	cout << "str3 = " << s3 << endl;

	string s4(5, 'a');
	cout << "str3 = " << s3 << endl; //输出:aaaaa
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
string赋值操作

赋值的函数原型：
重载=：

  • string& operator=(const char* s); char*类型字符串 赋值给当前的字符串
  • string& operator=(const string &s); 把字符串s赋给当前的字符串
  • string& operator=(char c); 字符赋值给当前的字符串

成员函数assign：

  • string& assign(const char *s); 把字符串s赋给当前的字符串
  • string& assign(const char *s, int n); 把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
  • string& assign(const string &s);把字符串s赋给当前字符串
  • string& assign(int n, char c); 用n个字符c赋给当前字符串
void test01()
{
	//str1-str7与上述描述一一对应
	//string的赋值方式很多，'operator=' 这种方式是比较实用的
	string str1;
	str1 = "hello world";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;
	//assign为string类的成员函数
	string str4;
	str4.assign("hello c++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl; //输出：hello

	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;//输出：xxxxx
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
string字符串拼接

实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：
重载+=：

  • string& operator+=(const char* str); 重载+=操作符
  • string& operator+=(const char c); 重载+=操作符
  • string& operator+=(const string& str); 重载+=操作符

成员函数append：

  • string& append(const char *s); 把字符串s连接到当前字符串结尾
  • string& append(const char *s, int n); 把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
  • string& append(const string &s);同operator+=(const string& str)
  • string& append(const string &s, int pos, int n);字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾
//字符串拼接
void test01()
{
	string str1 = "我";

	str1 += "爱玩游戏";

	cout << "str1 = " << str1 << endl;
	
	str1 += ':';

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2 = "LOL DNF";

	str1 += str2;

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str3 = "I";
	str3.append(" love ");
	str3.append("game abcde", 4);
	//str3.append(str2);
	str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾
	cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
string查找和替换

功能描述：

  • 查找：查找指定字符串是否存在
  • 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

  • int find(const string& str, int pos = 0) const; 查找str第一次出现位置,从pos开始查找
  • int find(const char* s, int pos = 0) const; 查找s第一次出现位置,从pos开始查找
  • int find(const char* s, int pos, int n) const; 从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
  • int find(const char c, int pos = 0) const; 查找字符c第一次出现位置
  • int rfind(const string& str, int pos = npos) const; 查找str最后一次位置,从pos开始查找
  • int rfind(const char* s, int pos = npos) const; 查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
  • int rfind(const char* s, int pos, int n) const; 从pos查找s的前n个字符最后一次位置
  • int rfind(const char c, int pos = 0) const; 查找字符c最后一次出现位置
  • string& replace(int pos, int n, const string& str); 替换从pos开始n个字符为字符串str
  • string& replace(int pos, int n,const char* s); 替换从pos开始的n个字符为字符串s
void test01()
{
	//查找
	string str1 = "abcdefgde";

	int pos = str1.find("de"); //输出：3

	if (pos == -1)
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "pos = " << pos << endl;
	}
	

	pos = str1.rfind("de"); //输出：7

	cout << "pos = " << pos << endl;

}

void test02()
{
	//替换
	string str1 = "abcdefgde";
	str1.replace(1, 3, "1111"); //输出：a1111efgde

	cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main() {
	//test01();
	//test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

  • find查找是从左往后，rfind从右往左（不管啥方向，返回的int仍是从左往右的值）
  • find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
  • replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串
string字符串比较

比较方式：
字符串比较是按字符的ASCII码逐个字符进行对比

  • = 返回 0
  • > 返回 1
  • < 返回 -1

字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

函数原型：

  • int compare(const string &s) const; 与字符串s比较(C++风格：string类的一个对象)
  • int compare(const char *s) const; 与字符串s比较（C风格：就是单纯的双引号字符串）
//字符串比较
void test01()
{

	string s1 = "hello";
	string s2 = "aello";

	int ret = s1.compare(s2); //返回-1，输出：s1 小于 s2

	if (ret == 0) {
		cout << "s1 等于 s2" << endl;
	}
	else if (ret > 0)
	{
		cout << "s1 大于 s2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1 小于 s2" << endl;
	}
}
string字符存取

string中单个字符存取方式有两种:
string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

  • char& operator[](int n); 通过[ ]方式取字符
  • char& at(int n); 通过at方法获取字符
void test01()
{
	string str = "hello world";

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";//输出：hello world
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";//输出：hello world
	}
	cout << endl;


	//字符修改
	str[0] = 'x';//输出：xello world
	str.at(1) = 'x';//输出：xxllo world
	cout << str << endl;
	
}
string插入和删除

函数原型：

  • string& insert(int pos, const char* s); 在指定位置插入字符串
  • string& insert(int pos, const string& str); 在指定位置插入字符串
  • string& insert(int pos, int n, char c); 在指定位置插入n个字符c
  • string& erase(int pos, int n = npos); 删除从Pos开始的n个字符

（插入和删除的起始下标都是从0开始）

//字符串插入和删除
void test01()
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111");
	cout << str << endl;//输出：h111ello

	str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
	cout << str << endl;//输出：hello
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
string子串

从字符串中获取想要的子串

函数原型：

  • string substr(int pos = 0, int n = npos) const; 返回由pos开始的n个字符组成的字符串
void test01()
{
	string str = "abcdefg";
	string subStr = str.substr(1, 3);//输出：bcd
	cout << "subStr = " << subStr << endl;
	//demo:通过邮箱获取姓名
	string email = "hello@sina.com";
	int pos = email.find("@"); //pos=5
	string username = email.substr(0, pos);
	cout << "username: " << username << endl;//输出：hello
}

（2）vector容器

功能：

  • vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

  • 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展
  • 动态扩展并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间。
    在这里插入图片描述
  • 前端封闭，尾端开放，支持尾插和尾删操作。
  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
vector构造函数

函数原型：

  • vector<T> v; 采用模板实现类实现，默认构造函数
  • vector(v.begin(), v.end()); 将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
  • vector(n, elem); 构造函数将n个elem拷贝给本身。
  • vector(const vector &vec); 拷贝构造函数。
#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造 默认构造函数
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());//将v1[begin(), end())区间中的元素拷贝给v2
	printVector(v2);

	vector<int> v3(10, 100);//构造函数将10个100拷贝给v3
	printVector(v3);
	
	vector<int> v4(v3);  //拷贝构造函数
	printVector(v4);
}
vector赋值操作

函数原型：

  • vector& operator=(const vector &vec);重载等号操作符
  • assign(beg, end); 将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
  • assign(n, elem); 将n个elem拷贝赋值给本身。
#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//赋值操作
void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	v2 = v1;  //=重载
	printVector(v2);

	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());//成员函数assign把v1从头（闭）到尾+1（开）赋值给v3
	printVector(v3);

	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100); //成员函数assign赋值10个100
	printVector(v4);
}
vector容量和大小

函数原型：

  • empty(); 判断容器是否为空
  • capacity(); 容器的容量
  • size(); 返回容器中元素的个数
  • resize(int num); 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值0填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • resize(int num, elem); 重载版本：重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1); //输出0123456789
	if (v1.empty())
	{
		cout << "v1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "v1不为空" << endl;
		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl; //输出13/16（不同编译器结果不同）
		cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;//输出10
	}

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
	v1.resize(15,10);
	printVector(v1); //输出：01234567891010101010

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
	v1.resize(5);
	printVector(v1);//输出：01234
}
vector插入和删除

函数原型：

  • push_back(ele); 尾插： 尾部插入元素ele
  • pop_back(); 尾删：删除最后一个元素
  • insert(const_iterator pos, ele); 迭代器指向位置pos插入元素ele
  • insert(const_iterator pos, int count,ele);迭代器指向位置pos插入count个元素ele
  • erase(const_iterator pos); 删除迭代器指向的元素
  • erase(const_iterator start, const_iterator end);删除迭代器从start到end之间的元素
  • clear(); 删除容器中所有元素
  • 尾插 — push_back
  • 尾删 — pop_back
  • 插入 — insert (位置迭代器)
  • 删除 — erase （位置迭代器）
  • 清空 — clear
#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	vector<int> v1;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	printVector(v1); //输出：10 20 30 40 50
	//尾删
	v1.pop_back();  //输出：10 20 30 40
	printVector(v1);
	//插入
	v1.insert(v1.begin(), 100); 
	printVector(v1); //输出：100 10 20 30 40

	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000); 
	printVector(v1);  //输出：1000 1000 100 10 20 30 40

	//删除
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1); //输出：1000 100 10 20 30 40

	//清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end()); 
	v1.clear();
	printVector(v1); //输出空
}
vector数据存取

除了用迭代器（*it）获取vector容器中元素，[ ]和at也可以

函数原型：

  • at(int idx); //返回索引idx所指的数据
  • operator[]; //返回索引idx所指的数据
  • front(); //返回容器中第一个数据元素
  • back(); //返回容器中最后一个数据元素
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " "; //输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1.at(i) << " "; //输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	}
	cout << endl;

	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;  //输出：0
	cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;  //输出：9
}
vector互换容器

函数原型：

  • swap(vec); 将vec与本身的元素互换
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1); //输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2); //输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

	//互换容器
	cout << "互换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1); //输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
	printVector(v2); //输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

}
//swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果
void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;  //输出：138255
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//输出：100000

	v.resize(3);

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl; //输出：138255 动态分配的总容量并没有变
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//输出：3

	//收缩内存
	vector<int>(v).swap(v); //拷贝构造匿名对象 vector<int>(v) ，其容量和大小均为3，且执行完后立马释放
	//把匿名对象和上面容量为138255，大小为3的对象交换
	//执行完这行后，v的容量和大小均变为3
	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;//输出：3
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}//输出：3
vector预留空间

如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间
减<少vector在动态扩展容量时的扩展次数.

函数原型：

  • reserve(int len);容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;

	//预留空间
	v.reserve(100000);

	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		//动态扩容是另起炉灶重新找内存空间，而不是在原有空间一直扩充
		//所以可通过容器首元素地址判断有没有新进行动态扩容
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0]) {
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}

	cout << "num:" << num << endl; //如果不预留空间，输出30（不同个体可能会有出入）；预留内存后，输出变为1
}

（3）deque容器

功能：

  • 双端数组，可以对头端 / 尾端进行插入删除操作

deque与vector区别：

  • vector是单端数组，对于头部的插入删除效率低，需要把数据整体向后移，数据量越大，效率越低
  • deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
  • vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

deque内部工作原理:

  • deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
  • 中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  • deque容器的迭代器也是支持随机访问的
deque构造函数

函数原型：

  • deque<T> deque<int> d；默认构造形式
  • deque(beg, end); 构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
  • deque(n, elem); 构造函数将n个elem拷贝给本身。
  • deque(const deque &deq); 拷贝构造函数
#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
	//const deque<int>& d变为const只读状态，相应的迭代器也要适配变为const
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//deque构造
void test01() {

	deque<int> d1; //无参构造函数
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);
	deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());//构造函数将d1[beg, end)区间中的元素拷贝给d2。
	printDeque(d2);

	deque<int>d3(10,100); // 构造函数将10个100拷贝给d3
	printDeque(d3);

	deque<int>d4 = d3;//拷贝构造函数
	printDeque(d4);
}
deque赋值操作

函数原型：

  • deque& operator=(const deque &deq); 重载等号操作符
  • assign(beg, end); 将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
  • assign(n, elem); 将n个elem拷贝赋值给本身
#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{	
	//const deque<int>& d变为const只读状态，相应的迭代器也要适配变为const
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	deque<int>d2;
	d2 = d1;//重载运算符=
	printDeque(d2);

	deque<int>d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());//成员函数assign:将d1[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给d3。
	printDeque(d3);

	deque<int>d4;
	d4.assign(10, 100);//成员函数assign:将10个100拷贝赋值给d4
	printDeque(d4);

}
deque大小操作

函数原型：

  • deque.empty(); 判断容器是否为空
  • deque.size(); 返回容器中元素的个数
  • deque.resize(num); 重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值0填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • deque.resize(num, elem); 重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • deque没有容量的概念，通过中控器不断分配内存，不存在上限
  • 判断是否为空 — empty
  • 返回元素个数 — size
  • 重新指定个数 — resize
#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1); //输出： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

	//判断容器是否为空
	if (d1.empty()) {
		cout << "d1为空!" << endl;
	}
	else {
		cout << "d1不为空!" << endl;
		//统计大小
		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl; //输出10
	}

	//重新指定大小
	d1.resize(15, 1); 
	printDeque(d1);//输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1

	d1.resize(5);//输出： 0 1 2 3 4
	printDeque(d1);
}
deque 插入和删除

函数原型：
两端插入操作：

  • push_back(elem); 在容器尾部添加一个数据
  • push_front(elem); 在容器头部插入一个数据
  • pop_back(); 删除容器最后一个数据
  • pop_front(); 删除容器第一个数据

指定位置操作（插入和删除提供的位置pos是迭代器！）：

  • insert(pos,elem); 在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
  • insert(pos,n,elem); 在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
  • insert(pos,beg,end); 在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
  • clear(); 清空容器的所有数据
  • erase(beg,end); 删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
  • erase(pos); 删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//两端操作
void test01()
{
	deque<int> d;
	//尾插
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	//头插
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d); //输出：200 100 10 20

	//尾删
	d.pop_back(); //输出：200 100 10
	//头删
	d.pop_front(); //输出：100 10
	printDeque(d);
}

//插入
void test02()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d); //输出：200 100 10 20

	d.insert(d.begin(), 1000);
	printDeque(d); //输出：1000 200 100 10 20

	d.insert(d.begin(), 2,10000); 
	printDeque(d);//输出：10000 10000 1000 200 100 10 20

	deque<int>d2;
	d2.push_back(1);
	d2.push_back(2);
	d2.push_back(3);  // 1 2 3 

	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
	printDeque(d); //输出：1 2 3 10000 10000 1000 200 100 10 20

}

//删除
void test03()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d); //输出：200 100 10 20

	d.erase(d.begin());
	printDeque(d);//输出：100 10 20

	d.erase(d.begin(), d.end());//输出空
	d.clear();
	printDeque(d);
}
deque 数据存取

除了用迭代器（*it）获取deque容器中元素，[ ]和at也可以

函数原型：

  • at(int idx); 返回索引 idx所指的数据
  • operator[]; 返回索引 idx所指的数据
  • front(); 返回容器中第一个数据元素
  • back(); 返回容器中最后一个数据元素
#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

//数据存取
void test01()
{

	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d[i] << " "; //输出：200 100 10 20
	}
	cout << endl;


	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d.at(i) << " ";//输出：200 100 10 20
	}
	cout << endl;
	cout << "front:" << d.front() << endl;//输出：200
	cout << "back:" << d.back() << endl;//输出：20

}
deque 排序

利用算法实现对deque容器进行排序，sort算法（从小到大排序）非常实用，使用时包含头文件algorithm即可。

算法：

  • sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序
#include <deque>
#include <algorithm>

void printDeque(const deque<int>& d) 
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

void test01()
{

	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d); //输出：200 100 10 20
	sort(d.begin(), d.end()); 
	printDeque(d);//输出：10 20 100 200

}

（4）stack容器

  • stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口
  • 栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为（遍历是一种非质变算法，而栈只有弹出top，才能进行遍历。而弹出类似于删除，本身质变）
  • 栈中进入数据称为 — 入栈 push
    栈中弹出数据称为 — 出栈 pop
    在这里插入图片描述

stack 常用接口
功能描述：栈容器常用的对外接口
构造函数：

  • stack<T> stk; stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
  • stack(const stack &stk); 拷贝构造函数

赋值操作：

  • stack& operator=(const stack &stk); 重载等号操作符

数据存取：

  • push(elem); 向栈顶添加元素
  • pop(); 从栈顶移除第一个元素
  • top(); 返回栈顶元素

大小操作：

  • empty(); //判断堆栈是否为空
  • size(); //返回栈的大小
#include <stack>

//栈容器常用接口
void test01()
{
	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;

	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);
	//仅仅是输出栈中的值，不是遍历。输完后，栈为空。
	//逐个输出30 20 10
	while (!s.empty()) {
		//输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		//弹出栈顶元素
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;//输出0

}

（5）queue 容器

  • Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口
  • 队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素
  • 队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为
  • 队列中进数据称为 — 入队 push
    队列中出数据称为 — 出队 pop
    在这里插入图片描述

queue 常用接口
功能描述：队容器常用的对外接口
构造函数：

  • queue<T> que; queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
  • queue(const queue &que); 拷贝构造函数

赋值操作：

  • queue& operator=(const queue &que); 重载等号操作符

数据存取：

  • push(elem); 往队尾添加元素
  • pop(); 从队头移除第一个元素
  • back(); 返回最后一个元素
  • front(); 返回第一个元素

大小操作：

  • empty(); 判断堆栈是否为空
  • size(); 返回栈的大小
#include <queue>
#include <string>
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01() {
	//创建队列
	queue<Person> q;

	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	//向队列中添加元素  入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问	
	while (!q.empty()) {
		//输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name 
              << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
        
		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  
              << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
        
		cout << endl;
		//弹出队头元素
		q.pop();
	}

	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

（6）list容器

STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点。

  • 链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的.
  • 链表的组成：链表由一系列结点组成。结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域
    在这里插入图片描述
    （STL中的链表是一个双向循环链表，双向指的是元素1.next->元素2地址，元素2.prev->元素1地址；循环即第一个元素的prev指向最后一个元素地址，最后一个元素的next指向第一个元素地址）
  • 由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

  • 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
  • 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素。
  • 插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

list的缺点：

  • 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大
list构造函数

函数原型：

  • list<T> lst; list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
  • list(beg,end); 构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
  • list(n,elem); 构造函数将n个elem拷贝给本身。
  • list(const list &lst); 拷贝构造函数。
#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	//10 20 30 40
	printList(L1);
	//10 20 30 40
	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
	printList(L2);
	//10 20 30 40
	list<int>L3(L2);
	printList(L3);
	//1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}
list 赋值和交换

函数原型：

  • assign(beg, end); 将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
  • assign(n, elem); 将n个elem拷贝赋值给本身。
  • list& operator=(const list &lst); 重载等号操作符
  • swap(lst); 将lst与本身的元素互换。
#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//赋值和交换
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1); //10 20 30 40

	//赋值
	list<int>L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);//10 20 30 40

	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);//10 20 30 40

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);// 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
}
//交换
void test02()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);

	cout << "交换前： " << endl;
	printList(L1);//10 20 30 40
	printList(L2);// 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

	cout << endl;

	L1.swap(L2);

	cout << "交换后： " << endl;
	printList(L1);// 100 100 100 100 100 100 
	printList(L2);//10 20 30 40

}
list 大小操作

函数原型：

  • size(); 返回容器中元素的个数
  • empty(); 判断容器是否为空
  • resize(num); 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值0填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • resize(num, elem); 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl; //4
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);//10 20 30 40 0 0 0 0 0 0

	L1.resize(2);
	printList(L1);//10 20
}
list 插入和删除

函数原型：

  • push_back(elem); 在容器尾部加入一个元素
  • pop_back();//删除容器中最后一个元素
  • push_front(elem);在容器开头插入一个元素
  • pop_front();从容器开头移除第一个元素
  • insert(pos,elem);在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
  • insert(pos,n,elem);在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
  • insert(pos,beg,end);在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
  • clear();移除容器的所有数据
  • erase(beg,end);删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
  • erase(pos);删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
  • remove(elem);删除容器中所有与elem值匹配的元素。
#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	list<int> L;
	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	printList(L);//300 200 100 10 20 30

	//尾删
	L.pop_back();
	printList(L);//300 200 100 10 20

	//头删
	L.pop_front();
	printList(L);//200 100 10 20

	//插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	printList(L); //200 1000 100 10 20

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	printList(L);//200 100 10 20

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);//200 100 10 20 10000 10000 10000
	L.remove(10000);
	printList(L);//200 100 10 20
    
    //清空
	L.clear();
	printList(L);//空
}
list 数据存取

list容器中不可以通过 [ ] 或者 at 方式访问数据

函数原型：

  • front(); 返回第一个元素。
  • back(); 返回最后一个元素。
#include <list>

//数据存取
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	//list容器迭代器为双向的，不支持随机访问 []、at存在跳跃访问
	//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
	//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;//10
	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;//40

	//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1；如果+1正确，那就可能冒出来+2、+3...等操作
}
	it++;//正确，
list 反转和排序

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

  • L.reverse(); 反转链表
  • L.sort(); 链表排序
void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//回调函数
bool myCompare(int val1 , int val2)
{
	return val1 > val2;
}

//反转和排序
void test01()
{
	list<int> L;
	L.push_back(90);
	L.push_back(30);
	L.push_back(20);
	L.push_back(70);
	printList(L);//90 30 20 70

	//反转容器的元素
	L.reverse();
	printList(L);//70 20 30 90

	//排序
	//这要加L.否则报错
	//所有不支持随机访问迭代器的容器，不可以使用标准算法
	//不支持随机访问迭代器的容器，内部会提供一些对应的算法。
	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
	printList(L);//20 30 70 90

	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
	printList(L);//90 70 30 20
}

（7）set/ multiset 容器

set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现，所有元素都会在插入时自动被排序（从小到大）。

set和multiset区别：

  • set不允许容器中有重复的元素
  • multiset允许容器中有重复的元素
  • set.insert(); 中 insert 返回值类型为对组 Pairib ， Pairib=pair(iterator，bool) ， iterator， bool 成对出现。 iterator 表示插值的位置， bool表示插值成功与否。
  • multiset.insert();返回值类型为迭代器iterator，因此不会检测插入值是否重复。
set构造和赋值

set容器插入数据时用insert，set容器插入数据的数据会自动排序。

构造：

  • set<T> st; 默认构造函数：
  • set(const set &st);拷贝构造函数

赋值：

  • set& operator=(const set &st); //重载等号操作符
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//构造和赋值
void test01()
{
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	//拷贝构造
	set<int>s2(s1);
	printSet(s2);//10 20 30 40

	//赋值
	set<int>s3;
	s3 = s2;
	printSet(s3);
}
set大小和交换

统计set容器大小以及交换set容器。set容器不允许插入相同的值，所以没有resize操作，因为若resize值超过现在的size，编译器会默认补0，违反上述原则。

函数原型：

  • size(); 返回容器中元素的数目
  • empty(); 判断容器是否为空
  • swap(st); 交换两个集合容器
#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//大小
void test01()
{

	set<int> s1;
	
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	if (s1.empty())
	{
		cout << "s1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1不为空" << endl;
		cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl; //4
	}

}

//交换
void test02()
{
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	set<int> s2;

	s2.insert(100);
	s2.insert(300);
	s2.insert(200);
	s2.insert(400);

	cout << "交换前" << endl;
	printSet(s1);//10 20 30 40
	printSet(s2);//100 200 300 400
	cout << endl;

	cout << "交换后" << endl;
	s1.swap(s2);
	printSet(s1);//100 200 300 400
	printSet(s2);//10 20 30 40
}
set插入和删除

函数原型：

  • insert(elem); 在容器中插入元素。
  • clear(); 清除所有元素
  • erase(pos); 删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
  • erase(beg, end); 删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
  • erase(elem); 删除容器中值为elem的元素。
#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	set<int> s1;
	//插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);//10 20 30 40

	//删除
	s1.erase(s1.begin());
	printSet(s1);//20 30 40

	s1.erase(30);
	printSet(s1);//20 40

	//清空
	//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
	s1.clear();
	printSet(s1);//空
}
set查找和统计

函数原型：

  • find(key); 查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
  • count(key); /统计key的元素个数，对于set返回0或1
#include <set>
//查找和统计
void test01()
{
	set<int> s1;
	//插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	
	//查找 返回迭代器类型set<int>::iterator
	set<int>::iterator pos = s1.find(30);

	if (pos != s1.end())
	{
		cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = s1.count(30);
	cout << "num = " << num << endl; //1
}
set和multiset区别

区别：

  • set不可以插入重复数据，而multiset可以
  • set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
  • multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据
  • set.insert(); 中 insert 返回值类型为对组 Pairib ， Pairib=pair(iterator，bool) ， iterator， bool 成对出现。 iterator 表示插值的位置， bool表示插值成功与否。
  • multiset.insert();返回值类型为迭代器iterator，因此不会检测插入值是否重复。
#include <set>

//set和multiset区别
void test01()
{
	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);
	//输出：第一次插入成功!
	if (ret.second) {
		cout << "第一次插入成功!" << endl;
	}
	else {
		cout << "第一次插入失败!" << endl;
	}

	ret = s.insert(10);
	//输出：第二次插入失败!
	if (ret.second) {
		cout << "第二次插入成功!" << endl;
	}
	else {
		cout << "第二次插入失败!" << endl;
	}
    
	//multiset
	multiset<int> ms;
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);

	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
		cout << *it << " "; //输出：10 10
	}
	cout << endl;
}
pair对组创建

功能描述：

  • 成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

  • pair<type, type> p ( value1, value2 );
  • pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );
#include <string>

//对组创建
void test01()
{
	pair<string, int> p(string("Tom"), 20);
	cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl; //姓名：Tom 年龄：20

	pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
	cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;//姓名：Jerry 年龄：10

}
set容器排序（仿函数 or 回调函数）

set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则，可以利用仿函数，指定set容器的排序规则。

//set存放内置数据类型
#include <set>

class MyCompare 
{
public:
	//仿函数即（）重载，第一个（）为operator()函数名，(int v1, int v2)为参数列表
	//返回类型为bool是因为两个数比较需要返回谁大谁小
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2; //表示从大到小排序
	}
};
void test01() 
{    
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(20);
	s1.insert(30);
	s1.insert(50);

	//默认从小到大
	for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//指定排序规则
	//set<int,MyCompare>
	//仿函数的行为是在编译时确定调用关系,而回调函数的调用通常发生在运行时
	//MyCompare 作为一个仿函数，在 set 容器创建时就被用来定义元素之间的比较规则。
	//它并不是在某个特定事件或条件发生时被调用的，而是作为 set 容器的一部分，在需要比较元素时自动调用。因此，MyCompare 不符合回调函数的定义
	set<int,MyCompare> s2;
	s2.insert(10);
	s2.insert(40);
	s2.insert(20);
	s2.insert(30);
	s2.insert(50);
	//set<int,MyCompare>
	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
		cout << *it << " "; //50 40 30 20 10
	}
	cout << endl;
}

如何区分仿函数和回调函数仿函数？

  • 仿函数（Functor）是一个重载了函数调用运算符 operator() 的类或结构体。它像普通函数一样被调用，但实际上是对象的方法调用。仿函数可以有自己的数据成员和成员函数，因此它不仅仅是一个函数，而是一个对象。
  • 回调函数（Callback Function）：回调函数是一个普通的函数，它被作为参数传递给其他函数或对象，并在某个特定条件或事件发生时被调用。回调函数可以是任何有效的函数指针或可调用对象。
//set存放自定义数据类型
//对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据
//自定义数据类型如果不写仿函数，就进行排序，会报错
#include <set>
#include <string>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;

};
class comparePerson
{
public:
	bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
	{
		//按照年龄进行排序  降序
		return p1.m_Age > p2.m_Age;
	}
};

void test01()
{
	set<Person, comparePerson> s;

	Person p1("刘备", 23);
	Person p2("关羽", 27);
	Person p3("张飞", 25);
	Person p4("赵云", 21);

	s.insert(p1);
	s.insert(p2);
	s.insert(p3);
	s.insert(p4);

	for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
		//输出：姓名：关羽 年龄：27 
		//	   姓名：张飞 年龄：25
		//	   姓名：刘备" 年龄：23
		//	   姓名：赵云 年龄：21
	}
}

（8）map/ multimap容器

  • map中所有元素都是pair.
  • pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值），可以根据key值快速找到value值.
  • 所有元素都会根据元素的键值自动排序.
  • map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

map 和 multimap 区别：

  • map不允许容器中有重复key值元素，但可以有重复的实值.
  • multimap允许容器中有重复key值元素.
map构造和赋值

构造：

  • map<T1, T2> mp; map默认构造函数:
  • map(const map &mp);拷贝构造函数

赋值：

  • map& operator=(const map &mp); 重载等号操作符
#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	map<int,int>m; //默认构造
	//map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	printMap(m);

	map<int, int>m2(m); //拷贝构造
	printMap(m2);

	map<int, int>m3;
	m3 = m2; //赋值
	printMap(m3);
}
map大小和交换

函数原型：

  • size(); 返回容器中元素的数目
  • empty(); 判断容器是否为空
  • swap(st); 交换两个集合容器
#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	if (m.empty())
	{
		cout << "m为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "m不为空" << endl;
		cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;
	}
}


//交换
void test02()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	map<int, int>m2;
	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));

	cout << "交换前" << endl;
	printMap(m);
	printMap(m2);

	cout << "交换后" << endl;
	m.swap(m2);
	printMap(m);
	printMap(m2);
}
map插入和删除

函数原型：

  • insert(elem); 在容器中插入元素。
  • clear(); 清除所有元素
  • erase(pos); 删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
  • erase(beg, end); 删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
  • erase(key); 删除容器中值为key的元素。
#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//插入
	map<int, int> m;
	//第一种插入方式
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	//第二种插入方式
	m.insert(make_pair(2, 20));
	//第三种插入方式
	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
	//第四种插入方式
	m[4] = 40; 
	printMap(m);

	//删除
	m.erase(m.begin());
	printMap(m);

	m.erase(3);
	printMap(m);

	//清空
	m.erase(m.begin(),m.end());
	m.clear();
	printMap(m);
}
map查找和统计

函数原型：

  • find(key); 查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
  • count(key); 统计key的元素个数，（对于map，结果为0或者1）
#include <map>

//查找和统计
void test01()
{
	map<int, int>m; 
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	//查找
	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);

	if (pos != m.end())
	{
		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;//1
}
map容器排序
  • map容器默认排序规则为按照key值进行 从小到大排序.
  • 利用仿函数，可以改变排序规则.
  • 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器
#include <map>
//仿函数：自定义排序规则，从大到小排序
class MyCompare {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2;
	}
};

void test01() 
{
	//默认从小到大排序
	//利用仿函数实现从大到小排序
	//map<int, int, MyCompare>
	map<int, int, MyCompare> m;

	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	m.insert(make_pair(5, 50));
	//map<int, int, MyCompare>
	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
		cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
	}
}

3.员工分组案例

案例描述

  • 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
  • 员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
  • 随机给10名员工分配部门和工资
  • 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
  • 分部门显示员工信息

实现步骤

  • 创建10名员工（类的对象），放到vector中
  • 遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组；分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
  • 分部门显示员工信息
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>
#include<stdlib.h>

#define CEHUA  0
#define MEISHU 1
#define YANFA  2

class Worker
{
public:
	string m_Name;
	int m_Salary;
};

void createWorker(vector<Worker>&v)
{
	string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Worker worker;
		worker.m_Name = "员工";
		worker.m_Name += nameSeed[i];

		worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
		//将员工放入到容器中
		v.push_back(worker);
	}
}

//员工分组
void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m)
{
	for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//产生随机部门编号
		int deptId = rand() % 3; // 0 1 2 

		//将员工插入到分组中
		//key部门编号，value具体员工
		m.insert(make_pair(deptId, *it));
	}
}

void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m)
{
	// 0  A  B  C   1  D  E   2  F G ...
	cout << "策划部门：" << endl;

	multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
	int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数
	int index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

	cout << "----------------------" << endl;
	cout << "美术部门： " << endl;
	pos = m.find(MEISHU);
	count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数
	index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

	cout << "----------------------" << endl;
	cout << "研发部门： " << endl;
	pos = m.find(YANFA);
	count = m.count(YANFA); // 统计具体人数
	index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

}

int main() {

	srand((unsigned int)time(NULL));

	//1、创建员工
	vector<Worker>vWorker;
	createWorker(vWorker);

	//2、员工分组
	multimap<int, Worker>mWorker;
	setGroup(vWorker, mWorker);


	//3、分组显示员工
	showWorkerByGourp(mWorker);

	测试
	//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
	//{
	//	cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;
	//}

	system("pause");

	return 0;
}

4.STL- 函数对象（仿函数）

概念：

  • 重载 函数调用操作符( ) 的类，其对象常称为 函数对象.
  • 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数.
  • 本质： 函数对象(仿函数)是一个类的对象，不是一个函数.
/*
仿函数特点：
 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
 函数对象可以作为参数传递
*/
#include <string>

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :
	int operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
	MyPrint()
	{
		count = 0;
	}
	void operator()(string test)
	{
		cout << test << endl;
		count++; //统计使用次数
	}

	int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
	mp(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello C++");
}

5.谓词（手搓）

概念：

  • 返回bool类型的仿函数称为谓词
  • 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词.
  • 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词.

（1）一元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>

//1.一元谓词
struct GreaterFive{
	bool operator()(int val) {
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}

}

（2）二元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int num1, int num2)
	{
		return num1 > num2;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	//默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

6.内建函数对象（仿函数）

STL内建了一些函数对象：

  • 算术仿函数
  • 关系仿函数
  • 逻辑仿函数

这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同， 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>.

（1）算术仿函数

仿函数原型：

  • template<class T> T plus<T> 加法仿函数
  • template<class T> T minus<T> 减法仿函数
  • template<class T> T multiplies<T> 乘法仿函数
  • template<class T> T divides<T> 除法仿函数
  • template<class T> T modulus<T> 取模仿函数
  • template<class T> T negate<T> 取反仿函数

实现四则运算，其中negate是一元运算，其他都是二元运算.

#include <functional>
//negate
void test01()
{
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;//-50
}

//plus
void test02()
{
	plus<int> p;
	cout << p(10, 20) << endl;//30
}

（2）关系仿函数（谓词）

仿函数原型：

  • template<class T> bool equal_to<T> 等于
  • template<class T> bool not_equal_to<T> 不等于
  • template<class T> bool greater<T> 大于
  • template<class T> bool greater_equal<T> 大于等于
  • template<class T> bool less<T> 小于
  • template<class T> bool less_equal<T> 小于等于

关系仿函数中最常用的就是greater<>大于.

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>
//自己手动写从大到小的仿函数
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 > v2;
	}
};
void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//自己实现仿函数
	//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	//STL内建仿函数  大于仿函数
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	//调用sort，需要添加头文件#include <algorithm>
	//调用仿函数 greater<int>()，需要添加头文件#include <functional>
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

（3）逻辑仿函数

逻辑仿函数实际应用较少.

函数原型：

  • template<class T> bool logical_and<T> 逻辑与
  • template<class T> bool logical_or<T> 逻辑或
  • template<class T> bool logical_not<T> 逻辑非
#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
	{
		cout << *it << " "; //1 0 1 0
	}
	cout << endl;

	//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size()); //必须要resize给v2开辟空间
	//logical_not<bool>()为匿名对象
	transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " "; //0 1 0 1
	}
	cout << endl;
}

7.常用算法

算法主要是由头文件<algorithm> <functional> <numeric>组成。

  • <algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
  • <numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
  • <functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

（1）常用遍历算法

  • for_each 遍历容器
  • transform 搬运容器到另一个容器中
for_each

for_each在实际开发中是最常用遍历算法.

函数原型：

  • for_each(iterator beg, iterator end, _func);
    beg ——开始迭代器
    end—— 结束迭代器
    _func—— 函数（回调函数）或者函数对象（仿函数）
#include <algorithm>
#include <vector>

//普通回调函数
void print01(int val) 
{
	cout << val << " ";
}
//函数对象-仿函数
class print02 
{
 public:
	void operator()(int val) 
	{
		cout << val << " ";
	}
};

//for_each算法基本用法
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) 
	{
		v.push_back(i);
	}

	//遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
	cout << endl;
	//print02()为匿名对象，必须加（）
	for_each(v.begin(), v.end(), print02());
	cout << endl;
}
transform

函数原型：
搬运容器到另一个容器中

  • transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
    beg1 ——源容器开始迭代器
    end1 ——源容器结束迭代器
    beg2 ——目标容器开始迭代器
    _func ——函数或者函数对象
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用遍历算法  搬运 transform

class TransForm
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val;
	}

};

class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器
	//搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运
	vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间

	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}

（2）常用查找算法

算法简介：

  • find 查找元素
  • find_if 按条件查找元素
  • adjacent_find 查找相邻重复元素
  • binary_search 二分查找法
  • count 统计元素个数
  • count_if 按条件统计元素个数
find

查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end().

函数原型：

  • find(iterator beg, iterator end, value);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    value ——查找的元素
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}
	//查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}
}

class Person {
public:
	Person(string name, int age) 
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	//重载==
	bool operator==(const Person& p) 
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) 
		{
			return true;
		}
		return false;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (it == v.end()) 
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}
find_if

按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置.

函数原型：

  • find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
    beg—— 开始迭代器
    end—— 结束迭代器
    _Pred—— 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
	}
}

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class Greater20
{
public:
	bool operator()(Person &p)
	{
		return p.m_Age > 20;
	}

};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}
adjacent_find

查找相邻重复元素，返回相邻元素的第一个位置的迭代器.

函数原型：

  • adjacent_find(iterator beg, iterator end);
    beg ——开始迭代器
    end—— 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	//查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (it == v.end()) {
		cout << "找不到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
	}
}
binary_search

查找指定元素是否存在（ 注意: 在无序序列中不可用 ），二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列。

函数原型：
查找指定的元素，查到 返回true 否则false

  • bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
    beg—— 开始迭代器
    end—— 结束迭代器
    value ——查找的元素
#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}
count

统计元素个数.

函数原型：

  • count(iterator beg, iterator end, value);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    value ——统计的元素
#include <algorithm>
#include <vector>

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为： " << num << endl;//3
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	//统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==
	bool operator==(const Person & p)
	{
		if (this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);
    
    Person p("诸葛亮",35);//3

	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "num = " << num << endl;
}
count_if

按条件统计元素个数.

函数原型：

  • count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    _Pred ——谓词（返回bool类型的仿函数）
#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 4;
	}
};

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLess35
{
public:
	bool operator()(const Person &p)
	{
		return p.m_Age < 35;
	}
};
void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;//2
}

（3）常用排序算法

算法简介：

  • sort 对容器内元素进行排序
  • random_shuffle 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
  • merge 容器元素合并，并存储到另一容器中
  • reverse 反转指定范围的元素
sort

按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

函数原型：

  • sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    _Pred —— 谓词
#include <algorithm>
#include <vector>

void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	//sort默认从小到大排序
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	//从大到小排序
	//greater<int>()谓词
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}
random_shuffle

洗牌 -指定范围内的元素随机调整次序。random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子srand((unsigned int)time(NULL))。

函数原型：

  • random_shuffle(iterator beg, iterator end);
    beg ——开始迭代器
    end—— 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	vector<int> v;
	for(int i = 0 ; i < 10;i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}
merge

两个容器元素合并，并存储到另一容器中（注意: 两个容器必须是有序的，且方向一致）。

函数原型：

  • merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
    beg1 ——容器1开始迭代器
    end1 ——容器1结束迭代器
    beg2 ——容器2开始迭代器
    end2 ——容器2结束迭代器
    dest ——目标容器开始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10 ; i++) 
    {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vtarget;
	//目标容器需要提前开辟空间
	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
	//合并  需要两个有序序列
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
	cout << endl;
}
reverse

将容器内元素进行反转.

函数原型：

  • reverse(iterator beg, iterator end);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	cout << "反转前： " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//10 30 50 20 40
	cout << endl;

	cout << "反转后： " << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//40 20 50 30 10
	cout << endl;
}

（4）常用拷贝和替换算法

算法简介：

  • copy 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
  • replace 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
  • replace_if 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
  • swap 互换两个容器的元素
copy

按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置.

函数原型：

  • copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
    beg ——开始迭代器
    end —— 结束迭代器
    dest ——目标起始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
	}
	vector<int> v2;
	//利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间
	v2.resize(v1.size());
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}
replace

将容器内指定范围的旧元素修改为新元素.

函数原型：

  • replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    oldvalue ——旧元素
    newvalue—— 新元素
#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//20 30 20 40 50 10 20
	cout << endl;

	//将容器中的20 替换成 2000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//2000 30 2000 40 50 10 2000
	cout << endl;
}
replace_if

将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：

  • replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
    beg ——开始迭代器
    end—— 结束迭代器
    _pred ——谓词
    newvalue ——替换的新元素
#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

class ReplaceGreater30
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 30;
	}

};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//20 30 20 40 50 10 20
	cout << endl;

	//将容器中大于等于的30 替换成 3000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//20 30 20 3000 3000 10 20
	cout << endl;
}
swap

互换两个容器的元素（必须是同类型）

函数原型：

  • swap(container c1, container c2);
    c1容器1
    c2容器2
#include <algorithm>
#include <vector>
//谓词/仿函数
class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+100);
	}

	cout << "交换前： " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;//100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

	cout << "交换后： " << endl;
	//swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型
	swap(v1, v2);
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());//100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
	cout << endl; 
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	cout << endl;
}

（5）常用算术生成算法

算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include <numeric>.

算法简介：

  • accumulate 计算容器元素累计总和
  • fill 向容器中添加元素
accumulate

函数原型：

  • accumulate(iterator beg, iterator end, value);
    beg—— 开始迭代器
    end ——结束迭代器
    value ——起始值
#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i <= 100; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);//5050

	cout << "total = " << total << endl;
}
fill

利用 fill 可以向容器中填充指定的元素.

函数原型：

  • fill(iterator beg, iterator end, value);
    beg ——开始迭代器
    end ——结束迭代器
    value ——填充的值
#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{

	vector<int> v;
	v.resize(10);
	//填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());//100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
	cout << endl;
}

（6）常用集合算法

算法简介：

  • set_intersection 求两个容器的交集
  • set_union 求两个容器的并集
  • set_difference 求两个容器的差集
set_intersection

求两个容器的交集，注意:两个集合必须是有序序列.

函数原型：

  • set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
    beg1 ——容器1开始迭代器
    end1—— 容器1结束迭代器
    beg2—— 容器2开始迭代器
    end2—— 容器2结束迭代器
    dest ——目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
    	//求交集的两个集合必须的有序序列
		v1.push_back(i); //0~9
		v2.push_back(i+5);//5~14
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
	//目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	//注意：此处容器结束迭代器得写itEnd；如果写vTarget.end().多的值会默认补零
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());//5 6 7 8 9
	cout << endl;
}
set_union

求两个集合的并集， 注意:两个集合必须是有序序列.

函数原型：

  • set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
    beg1—— 容器1开始迭代器
    end1 ——容器1结束迭代器
    beg2 ——容器2开始迭代器
    end2 ——容器2结束迭代器
    dest—— 目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		//求并集的两个集合必须的有序序列
		v1.push_back(i); //0~9
		v2.push_back(i+5);//5~14
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个容器的和给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());//0~14
	cout << endl;
}
set_difference

求两个集合的差集， 注意:两个集合必须是有序序列

函数原型：

  • set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
    beg1—— 容器1开始迭代器
    end1 ——容器1结束迭代器
    beg2——容器2开始迭代器
    end2—— 容器2结束迭代器
    dest ——目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	//求差集的两个集合必须的有序序列
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i); //0~9
		v2.push_back(i+5);//5~14 
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));

	//v1对v2的差集 ！= v2对v1的差集
	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
	vector<int>::iterator itEnd = 
        set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());//0~4
	cout << endl;


	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());//10~14
	cout << endl;
}

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