STL：标准模板库，是C++标准库的重要组成部分，STL，英文全称 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，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，注意，这里提到的容器，本质上就是封装有数据结构的模板类，例如 list、vector、set、map 等，

由概念便可以知道，STL中的所有数据结构都是以模板的方式创建的

容器(数据结构)，算法（算法），迭代器(算法访问容器元素的工具)，

C++ STL 一共提供了六大组件，包括 容器，算法，迭代器，仿函数，配接器和配置器 ，彼此可以组合套用。

容器通过配置器取得数据存储空间；

算法通过迭代器存取容器内容；

仿函数可以协助算法完成不同的策略变化；

配接器可以应用于容器、仿函数和迭代器。

容器可分为：序列式容器，关联式容器

序列式：容器中的元素有顺序关系

关联式：容器中的元素不要求有顺序关系

2、算法：各种常用的算法，问题的解法，如sort (插入，快排，堆排序)， search (二分查找），从实现的角度来讲是一种方法模板。

3、迭代器：从实现的角度来看，迭代器是一种将 operator，operator->，operator++，operator-等指针相关操作赋予重载的类模板，所有的 STL 容器都有自己的迭代器。是容器和算法的粘合剂，算法要通过迭代器才可以访问容器中的元素，迭代器会通过自己的方法找到容器中的元素，

4、仿函数：从实现的角度看，仿函数是一种重载了 operator() 的类或者类模板。可以帮助算法实现不同的策略。

5、配接器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口(参数)的东西。

6、配置器：负责空间配置与管理，从实现的角度讲，配置器是一个实现了动态空间配置、空间管理,空间释放的类模板。

vector(向量)

怎么使用：

vector 容器以类模板 vector（ T 表示存储元素的类型）的形式定义在 头文件中，并位于 std 命名空间中。

(1)先创建空容器，再添加容器容量和元素

(2)创建的同时初始化容器元素

vector v5{a,b,c...}

vector v5={a,b,c...}

vector v4(n)说明：包含n个重复执行了值初始化的对象（即值为0）

vector v3(n,val)说明：包含n个重复的val元素

(5)通过存储元素类型相同的其它 vector 容器，也可以创建

的 vector 容器，例如：

vector v1

vector v2(v1)

vector v2 = v1

如果不想复制其它容器中所有的元素，可以用一对指针或者迭代器来指定初始值的范围，例如：

纯文本复制

vector模板的成员函数：

函数成员

函数功能

begin()

返回指向容器中第一个元素的迭代器。

end()

返回指向容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器，通常和 begin() 结合使用。

rbegin()

返回指向最后一个元素的迭代器。

rend()

返回指向第一个元素所在位置前一个位置的迭代器。

cbegin()

和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

cend()

和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

crbegin()

和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

crend()

和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

size()

返回实际元素个数。

max_size()

返回元素个数的最大值。这通常是一个很大的值，一般是 232-1，所以我们很少会用到这个函数。

resize()

改变实际元素的个数。resize(10):指定容量，不指定多出来的元素，系统默认用0代替（注意：此时被0代替的位置也有元素0）；resize(10,23):指定容量，多出来的用23填补；如果指定的容量比原来小，多出来的则被删除，被删除的迭代器将失效

capacity()

返回当前容量.（不是容量元素个数），capacity 一般大于size的原因是为了避免 每次增加数据时都要重新分配内存，所以一般会 生成一个较大的空间，以便随后的数据插入，capacity返回的是以元素个数为单位的容量

empty()

判断容器中是否有元素，若无元素，则返回 true；反之，返回 false。

reserve()

为容器预留容量空间(注意预留的是容量空间，不要拿size()的返回值和reserve()的返回值作比较)。容器每一次存储新的内存，都会从新开辟新的空间如果提前知道容器元素个数和容器容量，可以提前为容器预留容量空间，reserve只适用于vector和string

shrink _to_fit()

将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小。

operator[ ]

重载了 [ ] 运算符，可以向访问数组中元素那样，通过下标即可访问甚至修改 vector 容器中的元素。

at()

使用经过边界检查的索引访问指定位置的元素。

front()

返回第一个元素的引用。

back()

返回最后一个元素的引用。

data()

返回指向容器中第一个元素的指针。

assign()

用新元素替换原有内容。

push_back()

一次在序列的尾部添加一个元素。

pop_back()

移出序列尾部的元素。

insert()

在指定的位置插入一个或多个元素。insert(++v1.begin(),50)

erase()

移出一个元素或一段元素。erase(v1.begin(),v1.end())

clear()

移出所有的元素，容器大小变为 0。

swap()

交换两个容器的所有元素。

emplace()

在指定的位置直接生成一个元素。

emplace_back()

在序列尾部生成一个元素。

resize()增加容器元素个数才可以增加容器元素，reserve()增加容器容量，不可以增加容器元素

仅通过 reserve() 成员函数增加 value 容器的容量，其大小并没有改变；但通过 resize() 成员函数改变 value 容器的大小，它的容量可能会发生改变。另外需要注意的是，通过 resize() 成员函数减少容器的大小（多余的元素会直接被删除），不会影响容器的容量。

圆括号 () 和大括号 {} 是有区别的，前者（vectorv(20) ）表示元素的个数，而后者（vectorv{20} ） 则表示 vector 容器中只有一个元素 20。

我们可能需要将容器的容量和大小保存在变量中，要知道 vector 对象的容量和大小类型都是 vector::size_type 类型。因此，当定义一个变量去保存这些值时，可以如下所示：

size_type 类型是定义在由 vector 类模板生成的 vecotr 类中的，它表示的真实类型和操作系统有关，在 32 位架构下普遍表示的是 unsigned int 类型，而在 64 位架构下普通表示 unsigned long 类型。

迭代器的使用：

什么是迭代器：

迭代器就是地址

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。

注意迭代器不是引用，可以用迭代器作实参传递去改变容器内容，但是形参不要定义为引用，直接定义为：

template

void container_change(I i){};

 vector 支持迭代器的成员函数

成员函数

功能

begin()

返回指向容器中第一个元素的正向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量正向迭代器。

end()

返回指向容器最后一个元素之后一个位置的正向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量正向迭代器。此函数通常和 begin() 搭配使用。

rbegin()

返回指向最后一个元素的反向迭代器；如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量反向迭代器。

rend()

返回指向第一个元素之前一个位置的反向迭代器。如果是 const 类型容器，在该函数返回的是常量反向迭代器。此函数通常和 rbegin() 搭配使用。

cbegin()

和 begin() 功能类似，只不过其返回的迭代器类型为常量正向迭代器，不能用于修改元素。

cend()

和 end() 功能相同，只不过其返回的迭代器类型为常量正向迭代器，不能用于修改元素。

crbegin()

和 rbegin() 功能相同，只不过其返回的迭代器类型为常量反向迭代器，不能用于修改元素。

crend()

和 rend() 功能相同，只不过其返回的迭代器类型为常量反向迭代器，不能用于修改元素。

vector::iterator//vector模板类中的迭代器

vector模板和普通数组很相似，也叫单端数组。

vector容器和普通数组的区别：

普通数组的容量是固定的，vector容器的容量是可以变的，即动态的。

vector容量的动态扩展不是在原有空间的基础上增加新空间，而是找到更大的空间，把原数据拷贝到找到的空间，再释放原空间

vectorv2(v1.begin(),v1.end());

将v1中所有的数据复制到v2中

同样功能可以用：

vectorv2;

v2.assign(v1.begin(),v1.end());

怎么访问vector容器中的元素：

所谓泛型编程就是模板编程，泛型就是广泛可以使用的类型，即模板

五类主要的序列容器：

vector,array,list,deque,forward_list

array容器不是array数组，它如同其他容器拥有自己的成员函数

和其它容器不同，array 容器的大小是固定的，无法动态的扩展或收缩，这也就意味着，在使用该容器的过程无法借由增加或移除元素而改变其大小，它只允许访问或者替换存储的元素。

每一个容器的使用都要包含自己的头文件，头文件在std命名空间中

array容器的头文件：

array容器的初始化：

1，array values;

由此，就创建好了一个名为 values 的 array 容器，其包含 10 个浮点型元素。但是，由于未显式指定这 10 个元素的值，因此使用这种方式创建的容器中，各个元素的值是不确定的（array 容器不会做默认初始化操作）

2，arrayvalues{};

将所有的元素初始化为 0 或者和默认元素类型等效的值：

3,当然，在创建 array 容器的实例时，也可以像创建常规数组那样对元素进行初始化：array values { 0.5,1.0,1.5,,2.0};

这里只初始化了前 4 个元素，剩余的元素都会被初始化为 0.0

array容器成员函数汇总

成员函数

功能

begin()

返回指向容器中第一个元素的随机访问迭代器。

end()

返回指向容器最后一个元素之后一个位置的随机访问迭代器，通常和 begin() 结合使用。

rbegin()

返回指向最后一个元素的随机访问迭代器。

rend()

返回指向第一个元素之前一个位置的随机访问迭代器。

cbegin()

和 begin() 功能相同，只不过在其基础上增加了 const 属性，不能用于修改元素。

cend()

和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

crbegin()

和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

crend()

和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改元素。

size()

返回容器中当前元素的数量，其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。

max_size()

返回容器可容纳元素的最大数量，其值始终等于初始化 array 类的第二个模板参数 N。

empty()

判断容器是否为空，和通过 size()==0 的判断条件功能相同，但其效率可能更快。

at(n)

返回容器中 n 位置处元素的引用，该函数自动检查 n 是否在有效的范围内，如果不是则抛出 out_of_range 异常。

front()

返回容器中第一个元素的直接引用，该函数不适用于空的 array 容器。

back()

返回容器中最后一个元素的直接应用，该函数同样不适用于空的 array 容器。

data()

返回一个指向容器首个元素的指针。利用该指针，可实现复制容器中所有元素等类似功能。

fill(val)

将 val 这个值赋值给容器中的每个元素。

array1.swap(array2)

交换 array1 和 array2 容器中的所有元素，但前提是它们具有相同的长度和类型。

首先，可以通过容器名[]的方式直接访问和使用容器中的元素，这和 C++ 标准数组访问元素的方式相同，例如：

此行代码中，第 5 个元素的值被赋值为右边表达式的值。需要注意的是，使用如上这样方式，由于没有做任何边界检查，所以即便使用越界的索引值去访问或存储元素，也不会被检测到。(越界无检索)

为了能够有效地避免越界访问的情况，可以使用 array 容器提供的 at() 成员函数，例如 :

2，values.at (4) = values.at(3) + 2.O*values.at(1);

这行代码和前一行语句实现的功能相同，其次当传给 at() 的索引是一个越界值时，程序会抛出 std::out_of_range 异常。因此当需要访问容器中某个指定元素时，建议大家使用 at()，除非确定索引没有越界。（越界可检索）

3，array 容器提供了 data() 成员函数，通过调用该函数可以得到指向容器首个元素的指针

4，在 头文件中还重载了 get() 全局函数，该重载函数的功能是访问容器中指定的元素，并返回该元素的引用。需要注意的是，该模板函数中，参数的实参必须是一个在编译时可以确定的常量表达式，所以它不能是一个循环变量。

重载函数get()：

形式：get(name)

n为指定容器元素，name为容器名称

list节点是一个双向链表，实质是一个模板结构体

可见，list的节点是一个以结构体形成的双向链表，

而且是一个环状的双向链表

所以list的节点不要求连续

其中第一个元素的前向指针总为 null，因为它前面没有元素；同样，尾部元素的后向指针也总为 null。

节点是容器(链表)中的一个节点，元素是存储于节点中的数据

源码：

 list迭代器是一个模板结构体 

因为list的节点不要求一定连续，所以不同于vector以指针作为迭代器

list容器是一个模板类

list的所有的函数，迭代器都是这个模板类的成员

1，很方便的向容器中插入节点，添加数据值

2，方便删除节点，和数据值，而不会影响其他的节点和数据

1，不方便访问节点数据值

需要不断添加，删除，改动元素

功能：插入一个节点作为尾节点

实现原理：

插入一个节点作为头节点

和push_back()相对应

移除迭代器position所指的节点

移除头节点

移除尾节点

清除所有节点（删除整个链表）

清除数值为x的所有节点

清除数值相同的连续节点，保留一个

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