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内容概要:本文详细讲解了C++的标准模板库(STL),涵盖容器、迭代器、算法等功能,并通过示例演示了各个功能的实际应用场景。从STL的基本概念入手,逐层介绍顺序容器如动态数组vector及其扩展功能、双端队列deque、双向链表list,还涉及了关联容器如sorted set和mapped pairs的运用方法,同时介绍了适配器的概念。此外,在算法部分讨论了一般操作、排序以及高效的查询算法等关键知识点。最后展示了如何使用泛型编程技术和自定义分配器进一步提升项目性能及实际的优化案例分享。 适用人群:针对具备一定 C++ 开发基础的技术从业者及学生。 使用场景及目标:适用于C++应用层面深入理解和工程实践中对于复杂业务数据处理时的问题解决。 其他说明:本文适合希望通过实战案例来加强对STL掌握程度的学习者阅读,能帮助他们提升程序效率与质量的同时也能促进个人技能成长和发展。
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#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
// 添加元素
numbers.push_back(6);
numbers.insert(numbers.begin(), 0);
// 删除元素
numbers.pop_back();
numbers.erase(numbers.begin());
// 访问元素
for (int num : numbers) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
std::vector的高级使用
#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
// 使用 reserve 预先分配内存
v.reserve(10);
// 使用 emplace_back 直接在容器内部构造元素
v.emplace_back(6);
// 使用 at 访问元素
std::cout << "Element at index 3: " << v.at(3) << std::endl;
// 使用 begin 和 end 遍历
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
std::deque
双端队列:两端都可以高效插入和删除。
成员函数:
push_front
,
pop_front
,
push_back
,
pop_back
.
示例代码:std::deque 的使用
#include <iostream>
#include <deque>
int main() {
std::deque<int> d = {1, 2, 3, 4, 5};
// 在前端添加元素
d.push_front(0);
// 在后端添加元素
d.push_back(6);
// 使用 begin 和 end 遍历
for (auto it = d.begin(); it != d.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
std::list
双向链表:适合频繁插入和删除。
成员函数:
push_front
,
pop_front
,
push_back
,
pop_back
,
splice
.
示例代码:std::list 的使用
#include <iostream>
#include <list>
int main() {
std::list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5};
// 在前端添加元素
l.push_front(0);
// 在后端添加元素
l.push_back(6);
// 使用 splice 移动元素
auto it = l.begin();
std::advance(it, 2); // 移动到第三个元素
std::list<int>::iterator pos = l.begin();
l.splice(pos, l, it);
// 使用 begin 和 end 遍历
for (auto it = l.begin(); it != l.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
关联容器
set
: 排序的集合,不允许重复元素。
map
: 排序的键值对映射,键不允许重复。
multiset
: 排序的集合,允许重复元素。
multimap
: 排序的键值对映射,键允许重复。
示例代码:使用 map
#include <iostream>
#include <map>
int main() {
std::map<std::string, int> scores = {
{"Alice", 100},
{"Bob", 90},
{"Charlie", 80}
};
// 插入元素
scores["David"] = 95;
// 更新元素
scores["Alice"] = 105;
// 访问元素
for (const auto& [name, score] : scores) {
std::cout << name << ": " << score << std::endl;
}
return 0;
}
std::set
有序集合:基于红黑树实现。
成员函数:
insert
,
erase
,
find
,
count
.
示例代码:std::set 的使用
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