C++ STL标准库：常用容器

C++ STL（标准模板库）是一个强大而丰富的库，提供了许多实用的容器和算法函数。在这篇博客中，我们将介绍一些常用的容器和算法函数，并解析它们的使用方法。

常用容器

1. vector

vector 是一个动态数组，可动态调整大小。它通过连续的内存块存储元素，并提供了许多便捷的操作函数，比如插入、删除和访问元素。

#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec;

    // 在末尾插入元素
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);

    // 访问元素
    int element = vec[0];

    // 迭代器遍历
    for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    
    return 0;
}

2. list

list 是一个双向链表，不支持随机访问。它提供了常数时间内的插入和删除操作，但访问元素的时间为线性时间。

#include <list>

int main() {
    std::list<int> myList;

    // 在末尾插入元素
    myList.push_back(1);
    myList.push_back(2);
    myList.push_back(3);

    // 在开头插入元素
    myList.push_front(0);

    // 迭代器遍历
    for(auto it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    
    return 0;
}

3. map

map 是一个关联容器，它存储一个键-值对的集合。每个键在 map 中是唯一的，允许快速的查找操作。

#include <map>

int main() {
    std::map<std::string, int> myMap;

    // 插入键-值对
    myMap["Alice"] = 18;
    myMap["Bob"] = 22;
    myMap["Charlie"] = 30;

    // 访问值
    int age = myMap["Alice"];

    // 迭代器遍历
    for(auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

算法函数解析

1. 排序算法

STL 提供了多种排序算法，包括快速排序（sort）、归并排序（merge）和堆排序（make_heap、sort_heap）等。这些算法可以应用于各种容器，比如 vector、list 和数组。

#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> myVector = {4, 2, 5, 1, 3};

    // 排序
    std::sort(myVector.begin(), myVector.end());

    // 输出结果
    for(auto it = myVector.begin(); it != myVector.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    
    return 0;
}

2. 查找算法

STL 提供了多种查找算法，包括线性查找（find）、二分查找（binary_search）和区间查找（equal_range）等。这些算法可以应用于有序和无序的容器。

#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 查找元素
    auto it = std::find(myVector.begin(), myVector.end(), 3);
    if(it != myVector.end()) {
        std::cout << "Element found at index " << std::distance(myVector.begin(), it) << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Element not found" << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

3. 算术算法

STL 提供了一些常用的算术算法，比如求和（accumulate）、最大值（max_element）和最小值（min_element）等。这些算法可以应用于数字类型的容器。

#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 求和
    int sum = std::accumulate(myVector.begin(), myVector.end(), 0);
    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;

    // 最大值
    auto max = std::max_element(myVector.begin(), myVector.end());
    std::cout << "Max: " << *max << std::endl;

    // 最小值
    auto min = std::min_element(myVector.begin(), myVector.end());
    std::cout << "Min: " << *min << std::endl;
    
    return 0;
}

以上只是 STL 容器和算法函数的一小部分内容，它们提供了丰富的功能和灵活的应用方式，可以让我们更加高效地编写 C++ 程序。希望本文对您有所帮助。

参考资料：

https://www.cplusplus.com/reference/stl/

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