C 程序设计课件：第十一章 标准模板库（选读）.ppt

《C程序设计课件：第十一章 标准模板库（选读）》主要介绍了C++中的标准模板库（Standard Template Library，简称STL），这是一个强大的工具，它包含了一系列通用的程序组件，如容器、迭代子、算法和函数对象，为C++程序员提供了极大的便利。 1. **标准模板库（STL）概述** - 库是可重复使用的程序组件集合，STL是C++语言标准化的重要部分。 - 模板是C++中的一个关键特性，它提供了代码的通用性，使得STL能够处理多种数据类型。 - STL主要包括四个核心组件：容器、迭代子、算法和函数对象。 - 容器是管理对象集合的类，如顺序容器（如vector、list、deque）、关联容器（如set、map）以及容器适配器（如stack、queue、priority_queue）。 2. **容器类（Container）** - 容器是存储一组对象的类，提供插入、删除和查找等操作，通过迭代子指定元素的位置。 - 顺序容器提供按元素插入顺序访问，如vector（动态数组）、list（双向链表）和deque（双端队列）。 - 关联容器根据键值进行访问，如set和map基于红黑树实现。 - 容器适配器是基于现有容器创建的特定用途容器，例如stack和queue。 3. **迭代子（Iterator）** - 迭代子是C++中的一种抽象概念，类似于指针，但功能更强大且类型安全。 - 它可以指向容器中的元素，并支持增减操作，遍历容器内的所有元素。 - 迭代子分为五种类型：输入/输出迭代子、前向迭代子、双向迭代子、随机访问迭代子，每种具有不同的操作能力。 4. **泛型算法（Generic Algorithm）与函数对象（Function Object）** - 泛型算法不依赖于特定数据类型，使用函数对象引入算法的差异化行为。 - 函数对象是一种行为类似于函数的对象，可以作为参数传递给算法，实现算法的定制化。 - 迭代子是连接算法和容器的桥梁，算法通过迭代子间接操作容器元素，保持算法与容器的独立性。 5. **示例与应用** - 例如，使用泛型算法可以轻松地在不同类型的容器中查找元素，无需了解容器的具体类型。 - 示例11.1展示了如何使用迭代子寻找数组元素，体现了迭代子和泛型算法的灵活性和通用性。 6. **特定容器介绍** - `vector`类提供连续内存的动态数组，支持快速随机访问，当需要时自动扩展容量。 - `list`类基于双向链表，支持在任何位置高效插入和删除元素。 - `deque`类（双端队列）支持两端的插入和删除，内部实现为分段连续内存。 7. **内存管理和分配子（Allocator）** - 内存分配由分配子类负责，如vector的内存不足时会自动分配新内存并复制原有元素。 - 分配子的使用通常对用户透明，但允许用户自定义内存管理策略。 通过学习STL，C++程序员可以利用其高效、通用的组件来编写更加简洁和高效的代码，减少重复工作，提高软件质量。STL是现代C++编程不可或缺的一部分，它的理念和设计模式影响了后来很多编程语言和库的发展。