Day 17 C++提高 之 STL初识

面向对象的三大特性：封装、继承、多态

• 封装：把一些属性、行为类似的东西抽象为一个整体，抽象出来为一个类（物以类聚）
• 继承：子类继承父类，拿到父类的属性或成员
• 多态：（一个父亲多个儿子）一个函数名称就会有多个接口，由于接口不同，父类指针调用子类对象，对象不同，呈现不同的形态

泛型编程：函数模板和类模板

一、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；
• 大多数情况下，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；（功能一样，其他函数名什么的可能不一样，没有标准）
• 为了建立数据结构和算法的一套标准，诞生了 STL。

二、STL的基本概念

• 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衔接
• STL几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

三、STL六大组件

STL大体分为六大组件（细分），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

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

四、STL中容器、算法、迭代器

1.容器

放东西的（开发方便就是放数据用的）

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

若给定一串数据为1 3 6 5 2；将数据放入数组中，则序列式容器存放的就是1 3 6 5 2 ；而关联式容器里面最后打印出来的就是1 2 3 5 6，存放的同时会做一个排序。

2.算法

解决问题的方法（Algorithms）

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，就是算法；算法烦恼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，如拷贝、替换、删除等
• 非质变算法：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

3.迭代器

容器和算法之间的粘合剂

提供一种方法，便可以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（关联式 / 序列式）。

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

算法要通过迭代器才可以访问容器中的元素

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，只能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	读写操作，可以向前 / 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

五、容器算法迭代器初识

STL 中最常用的容器是Vector，可以理解为数组

1.vector 存放内置数据类型

容器：vector

算法：for_each（遍历）

迭代器：vector::iterator

void myPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}
void test01()
{
	//MaArray<int> arr;//之前自己写的类模板，所以vector<int>就是这个容器的内部的数据类型

	vector<int> v;

	//向容器中插入数据
	v.push_back(7);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);
	v.push_back(8);
	v.push_back(6);

	//访问数据，通过迭代器访问容器中的数据

	//声明两个迭代器
	vector<int>::iterator itBegin = v.begin();//起始迭代器，指向容器中第一个元素
	vector<int>::iterator itEnd = v.end();//结束迭代器，指向容器中的最后一个元素的下一个位置

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

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

	//第三种遍历方式，利用STL提供的遍历算法
	for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);//(起始点，结束点，输出方法）

}

2.Vector存放自定义数据类型

目标：Vector存放自定义数据类型，并打印输出

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

void test01()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("懒羊羊", 10);
	Person p2("喜羊羊", 13);
	Person p3("沸羊羊", 13);
	Person p4("美羊羊", 12);
	Person p5("暖羊羊", 13);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << endl;//it迭代器相当于一个指针，所以
		//*it接出来的就是一个对象Person的数据类型，然后.属性，就是输出指定的值
		//另外一种方法就是it指针直接->出来，it->m_Name;
	}
}

//存放自定义数据类型的指针
void test02()
{
	vector<Person*> v;//因为是指针，所以用Person*，那么存放的就是指针的地址

	Person p1("懒羊羊", 10);
	Person p2("喜羊羊", 13);
	Person p3("沸羊羊", 13);
	Person p4("美羊羊", 12);
	Person p5("暖羊羊", 13);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);//加&，表示存放的地址 取地址符

	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名：" << (*it)->m_Name << " 年龄：" << (*it)->m_Age << endl;//it迭代器相当于一个指针，所以
		//这里*it解析出来的就是一个Person类型的指针，然后指针直接->出来，(*it)->m_Name;
		
	}
}

3.Vector容器中嵌套容器

容器中嵌套容器，将所有数据进行遍历输出

void test01()
{
	vector<vector<int>> v;

	//创建小容器
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;
	vector<int> v5;

	//向小容器中添加数据
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		v1.push_back(i + 1);
		v1.push_back(i + 2);
		v1.push_back(i + 3);
		v1.push_back(i + 4);
		v1.push_back(i + 5);
	}

	//将小容器插入到大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);
	v.push_back(v5);

	//通过大容器遍历一遍所有的数据
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//(*it)----是小容器vector<int>
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++)
		{
            //vit指的是容器，*vit就是这个容器的数据对象
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << ""<<endl;
	}
}