STL的简介及相关内容

水深无声 2023-02-12 10:26 12阅读 0赞

### STL简介 ###

*  一、STL的简要概述
 *  二、STL的组成结构
 *  三、STL中的容器
 *  四、STL的迭代器

# 一、STL的简要概述 #

STL（standard template library）中文可译为**标准模板库**或者**泛型库**，其包含有大量的模板类和模板函数，是 C++ 提供的一个基础模板的集合，用来完成输入/输出、数学计算等功能。

STL 是一些容器、算法和其他一些组件的集合，所有容器和算法都是总结了几十年来算法和数据结构的研究成果，汇集了许多计算机专家学者经验的基础上实现的，因此可以说，STL 基本上达到了各种存储方法和相关算法的高度优化。

# 二、STL的组成结构 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>STL的组成</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>容器</td> 
   <td>一些封装数据结构的模板类，例如 vector 向量容器、list 列表容器等。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>算法</td> 
   <td>STL 提供了非常多（大约 100 个）的数据结构算法，它们都被设计成一个个的模板函数，这些算法在 std 命名空间中定义，其中大部分算法都包含在头文件 中，少部分位于头文件 中。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>迭代器</td> 
   <td>在 C++ STL 中，对容器中数据的读和写，是通过迭代器完成的，扮演着容器和算法之间的胶合剂。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>函数对象</td> 
   <td>如果一个类将 () 运算符重载为成员函数，这个类就称为函数对象类，这个类的对象就是函数对象（又称仿函数）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>适配器</td> 
   <td>可以使一个类的接口（模板的参数）适配成用户指定的形式，从而让原本不能在一起工作的两个类工作在一起。容器、迭代器和函数都有适配器。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>内存分配器</td> 
   <td>为容器类模板提供自定义的内存申请和释放功能</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 三、STL中的容器 #

容器类型

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>容器种类</th> 
   <th>功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>序列容器</td> 
   <td>主要包括 vector 向量容器、list 列表容器和deque 双端队列容器。元素在容器中的位置同元素的值无关，即容器不是排序的。将元素插入容器时，指定在什么位置，元素就会位于什么位置。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>排序容器</td> 
   <td>包括 set 集合容器、multiset多重集合容器、map映射容器以及 multimap 多重映射容器。排序容器中的元素默认是由小到大排序好的，即便是插入元素，元素也会插入到适当位置。所以关联容器在查找时具有非常好的性能。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>哈希容器</td> 
   <td>C++ 11 新加入 4 种关联式容器，分别是 unordered_set 哈希集合、unordered_multiset 哈希多重集合、unordered_map 哈希映射以及 unordered_multimap 哈希多重映射。和排序容器不同，哈希容器中的元素是未排序的，元素的位置由哈希函数确定。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 四、STL的迭代器 #

迭代器和 C++ 的指针非常类似，它可以是需要的任意类型，通过迭代器可以指向容器中的某个元素，如果需要，还可以对该元素进行读/写操作。、

用的迭代器按功能强弱分为：输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器 5 种。

输入迭代器和输出迭代器，它们不是把数组或容器当做操作对象，而是把输入流/输出流作为操作对象。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>迭代器类别</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>前向迭代器</td> 
   <td>只能一次一个元素向前移动，并保留在容器中的位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>双向迭代器</td> 
   <td>组合正向迭代器和逆向迭代器的功能，支持多遍算法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>随机访问迭代器</td> 
   <td>组合双向迭代器的功能与直接访问容器中任何元素的功能，即可向前向后跳过任意个元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  前向迭代器（forward iterator）

假设 p 是一个前向迭代器，则 p 支持 ++p，p++，\*p 操作，还可以被复制或赋值，可以用 == 和 != 运算符进行比较。此外，两个正向迭代器可以互相赋值。

1.  双向迭代器（bidirectional iterator）

双向迭代器具有正向迭代器的全部功能，除此之外，假设 p 是一个双向迭代器，则还可以进行 --p 或者 p-- 操作（即一次向后移动一个位置）。

1.  随机访问迭代器（random access iterator）

随机访问迭代器具有双向迭代器的全部功能。除此之外，假设 p 是一个随机访问迭代器，i 是一个整型变量或常量，则 p 还支持以下操作：

p+=i：使得 p 往后移动 i 个元素。

p-=i：使得 p 往前移动 i 个元素。

p+i：返回 p 后面第 i 个元素的迭代器。

p-i：返回 p 前面第 i 个元素的迭代器。

p\[i\]：返回 p 后面第 i 个元素的引用。

容器对应的迭代器类型：  
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