CSTL参考文档，C下的STL

### CSTL参考文档，C下的STL #### 一、libcstl简介 **libcstl** 是一个专为 C 语言设计的数据结构函数库，它借鉴了 C++ STL（Standard Template Library）的设计理念，旨在为 C 语言提供一套高效且易用的数据结构和算法支持。该库由国人开发，并在社区内得到了广泛的认可与应用。 ##### 1.1 容器和算法 在 libcstl 中，容器和算法被设计为相互独立但又紧密协作的两个部分。容器主要负责存储数据，而算法则用来操作这些容器中的数据。 ##### 1.2 迭代器 迭代器是 libcstl 的核心概念之一，它提供了访问容器中元素的一种方式。通过使用迭代器，可以遍历容器中的所有元素，执行如查找、修改等操作。libcstl 提供了多种类型的迭代器，以适应不同的容器和需求。 ##### 1.3 libcstl 其他组成部分 除了基本的容器、算法和迭代器之外，libcstl 还包括了一些其他组件，例如容器适配器、辅助工具函数等，它们共同构成了一个功能完备的库。 #### 二、容器 容器是 libcstl 中用于存储数据的主要工具。根据其存储和访问数据的方式不同，容器被分为几个大类：序列容器、关联容器、字符串以及容器适配器。 ##### 2.1 序列容器 - **vector_t**：动态数组，支持随机访问。 - **deque_t**：双端队列，可以在两端快速插入或删除元素。 - **list_t**：双向链表，适合频繁插入或删除的场景。 - **slist_t**：单向链表，相对于双向链表来说，内存占用更少，但在某些操作上效率较低。 ##### 2.2 关联容器 - **set_t** 和 **multiset_t**：前者不允许重复元素，后者允许重复；它们都提供了基于键的排序功能。 - **map_t** 和 **multimap_t**：键值对容器，分别对应不允许重复键和允许重复键的版本。 - **hash_set_t** 和 **hash_multiset_t**：哈希实现的 set 和 multiset，提供了非常快的查找速度。 - **hash_map_t** 和 **hash_multimap_t**：哈希实现的 map 和 multimap，特别适合大数据量的快速查找。 ##### 2.3 字符串 - **string_t**：字符串容器，支持各种字符串操作，如拼接、查找等。 ##### 2.4 容器适配器 - **stack_t**：栈容器适配器，只允许在一端进行插入和删除操作。 - **queue_t**：队列容器适配器，支持在一端插入，在另一端删除。 - **priority_queue_t**：优先级队列容器适配器，总是将优先级最高的元素放在最前面。 #### 三、迭代器 迭代器在 libcstl 中扮演着重要的角色，它们提供了访问容器中元素的方法。libcstl 提供了多种类型的迭代器： - **输入迭代器**：只能读取容器中的数据。 - **输出迭代器**：只能写入数据到容器。 - **前向迭代器**：支持读取和插入数据，但只能向前移动。 - **双向迭代器**：除了支持前向迭代器的功能外，还可以向后移动。 - **随机访问迭代器**：支持所有上述迭代器的功能，并且还支持随机访问。 #### 四、算法 libcstl 提供了大量的算法来操作容器中的数据，这些算法大致可以分为以下几类： ##### 4.1 非质变算法 这类算法主要用于查找和比较，不会改变容器的内容。 - **algo_for_each**：对每个元素执行指定的操作。 - **algo_find** / **algo_find_if**：查找满足条件的第一个元素。 - **algo_adjacent_find** / **algo_adjacent_find_if**：查找相邻且满足条件的元素对。 - **algo_find_first_of** / **algo_find_first_if**：查找第一个满足条件的元素。 - **algo_count** / **algo_count_if**：计算满足条件的元素数量。 - **algo_mismatch** / **algo_mismatch_if**：找出两个范围不匹配的第一个元素。 - **algo_equal** / **algo_equal_if**：判断两个范围是否相等。 - **algo_search** / **algo_search_if**：在一个范围内查找另一个范围。 - **algo_search_n** / **algo_search_n_if**：查找连续的相同元素。 - **algo_search_end** / **algo_find_end** / **algo_find_end_if**：在一个范围内查找另一个范围的结尾位置。 ##### 4.2 质变算法 这类算法会改变容器的内容，通常用于复制、替换、排序等操作。 - **algo_copy** / **algo_copy_n** / **algo_copy_backward**：复制元素。 - **algo_swap** / **algo_iter_swap** / **algo_swap_ranges**：交换元素或范围。 - **algo_transform** / **algo_transform_binary**：转换元素或两组元素。 - **algo_replace** / **algo_replace_if** / **algo_replace_copy** / **algo_replace_copy_if**：替换满足条件的元素。 - **algo_fill** / **algo_fill_n**：填充元素。 - **algo_generate** / **algo_generate_n**：生成元素。 - **algo_remove** / **algo_remove_if** / **algo_remove_copy** / **algo_remove_copy_if**：移除满足条件的元素。 - **algo_unique** / **algo_unique_if** / **algo_unique_copy** / **algo_unique_copy_if**：移除重复的元素。 - **algo_reverse** / **algo_reverse_copy**：反转元素顺序。 - **algo_rotate** / **algo_rotate_copy**：旋转元素位置。 - **algo_random_shuffle** / **algo_random_shuffle_if**：随机排列元素。 - **algo_random_sample** / **algo_random_sample_if** / **algo_random_sample_n** / **algo_random_sample_n_if**：随机抽取元素。 - **algo_partition** / **algo_stable_partition**：按照条件对元素进行分组。 ##### 4.3 排序算法 排序算法用于对容器中的元素进行排序。 - **algo_sort** / **algo_sort_if** / **algo_stable_sort** / **algo_stable_sort_if** / **algo_is_sorted** / **algo_is_sorted_if**：排序并检查是否已排序。 - **algo_partial_sort** / **algo_partial_sort_if** / **algo_partial_sort_copy** / **algo_partial_sort_copy_if**：部分排序。 - **algo_nth_element** / **algo_nth_element_if**：将特定元素放置在正确的位置上。 通过上述介绍，可以看出 libcstl 不仅提供了一套全面的数据结构和算法支持，还考虑到了 C 语言的特性，使得开发者能够在 C 语言环境下高效地进行数据处理和算法实现。无论是对于初学者还是有经验的开发者来说，这都是一个非常有价值的资源。