STL是提高C++编写效率的一个利器。
#include<vector>
vector
是变长数组,支持随机访问,不支持在任意位置 #card=math&code=O%281%29&id=EM6qy)插入。为了保证效率,元素的增删一般应该在末尾进行。
1.1 声明
#include <vector> // 头文件
vector<int> a; // 相当于一个长度动态变化的int数组
vector<int> b[233]; // 相当于第一维长233,第二位长度动态变化的int数组
struct rec{…};
vector<rec> c; // 自定义的结构体类型也可以保存在vector中
1.2 size/empty
size
函数返回vector
的实际长度(包含的元素个数),empty
函数返回一个bool
类型,表明vector
是否为空。二者的时间复杂度都是 #card=math&code=O%281%29&id=LDLb4)。
所有的STL容器都支持这两个方法,含义也相同,之后我们就不再重复给出。
1.3 clear
clear
函数把vector
清空。
1.4 迭代器
迭代器就像STL容器的“指针”,可以用星号*
操作符解除引用。
一个保存int
的vector
的迭代器声明方法为:
vector<int>::iterator it;
vector
的迭代器是“随机访问迭代器”,可以把vector
的迭代器与一个整数相加减,其行为和指针的移动类似。可以把vector
的两个迭代器相减,其结果也和指针相减类似,得到两个迭代器对应下标之间的距离。
1.5 begin/end
begin
函数返回指向vector
中第一个元素的迭代器。例如a
是一个非空的vector
,则*a.begin()
与a[0]
的作用相同。
所有的容器都可以视作一个“前闭后开”的结构,end
函数返回vector
的尾部,即第n
个元素再往后的“边界”。*a.end()
与a[n]
都是越界访问,其中n = a.size()
。
下面两份代码都遍历了vector<int>a
,并输出它的所有元素。
for (int i = 0; i < a.size(); i ++)
cout << a[i] << endl;
for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); it ++)
cout << *it << endl;
1.6 front/back
front
函数返回vector
的第一个元素,等价于*a.begin()
和a[0]
。back
函数返回vector
的最后一个元素,等价于*--a.end()
和a[a.size() – 1]
。
1.7 push_back()
和pop_back()
a.push_back(x)
把元素x
插入到vector a
的尾部。b.pop_back()
删除vector a
的最后一个元素。
#include<queue>
头文件queue
主要包括循环队列queue
和优先队列priority_queue
两个容器。
2.1 声明
queue<int> q;
struct rec{…}; queue<rec> q; //结构体rec中必须定义小于号
priority_queue<int> q; // 大根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q; // 小根堆
priority_queue<pair<int, int>>q;
2.2 循环队列queue
push // 从队尾插入
pop // 从队头弹出
front // 返回队头元素
back // 返回队尾元素
2.3 优先队列priority_queue
push // 把元素插入堆
pop // 删除堆顶元素
top // 查询堆顶元素(最大值)
#include <stack>
头文件stack包含栈。声明和前面的容器类似。
push // 向栈顶插入
pop // 弹出栈顶元素
#include <deque>
双端队列deque
是一个支持在两端高效插入或删除元素的连续线性存储空间。它就像是vector
和queue
的结合。与vector
相比,deque
在头部增删元素仅需要 #card=math&code=O%281%29&id=vCEau) 的时间;与queue
相比,deque
像数组一样支持随机访问。
[] // 随机访问
begin/end // 返回deque的头/尾迭代器
front/back // 队头/队尾元素
push_back // 从队尾入队
push_front // 从队头入队
pop_back // 从队尾出队
pop_front // 从队头出队
clear // 清空队列
#include <set>
头文件set
主要包括set
和multiset
两个容器,分别是“有序集合”和“有序多重集合”,即前者的元素不能重复,而后者可以包含若干个相等的元素。set
和multiset
的内部实现是一棵红黑树,它们支持的函数基本相同。
5.1 声明
set<int> s;
struct rec{…}; set<rec> s; // 结构体rec中必须定义小于号
multiset<double> s;
5.2 size/empty/clear
与vector
类似
5.3 迭代器set
和multiset
的迭代器称为“双向访问迭代器”,不支持“随机访问”,支持星号*解除引用,仅支持++
和--
两个与算术相关的操作。
设it
是一个迭代器,例如set<int>::iterator it
;
若把it ++
,则it
会指向“下一个”元素。这里的“下一个”元素是指在元素从小到大排序的结果中,排在it
下一名的元素。同理,若把it --
,则it
将会指向排在“上一个”的元素。
5.4 begin/end
返回集合的首、尾迭代器,时间复杂度均为 #card=math&code=O%281%29&id=SgrO9)。
s.begin()
是指向集合中最小元素的迭代器。
s.end()
是指向集合中最大元素的下一个位置的迭代器。换言之,就像vector
一样,是一个“前闭后开”的形式。因此-- s.end()
是指向集合中最大元素的迭代器。
5.5 insert
s.insert(x)
把一个元素x
插入到集合s
中,时间复杂度为 #card=math&code=O%28logn%29&id=SVt8O)。
在set
中,若元素已存在,则不会重复插入该元素,对集合的状态无影响。
5.6 find
s.find(x)
在集合s
中查找等于x
的元素,并返回指向该元素的迭代器。若不存在,则返回s.end()
。时间复杂度为 #card=math&code=O%28logn%29&id=tUx5W)。
5.7 lower_bound/upper_bound
这两个函数的用法与find
类似,但查找的条件略有不同,时间复杂度为 #card=math&code=O%28logn%29&id=vj2Bu)。
s.lower_bound(x)
查找大于等于x
的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。
s.upper_bound(x)
查找大于x
的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。
5.8 erase
设it是一个迭代器,s.erase(it)
从s
中删除迭代器it
指向的元素,时间复杂度为 #card=math&code=O%28logn%29&id=f0e6S)。
设x
是一个元素,s.erase(x)
从s
中删除所有等于x
的元素,时间复杂度为 #card=math&code=O%28k%2Blogn%29&id=VG0n8),其中 是被删除的元素个数。
5.9 count
s.count(x)
返回集合s
中等于x
的元素个数,时间复杂度为 #card=math&code=O%28k%2Blogn%29&id=iwutH),其中 为元素x
的个数。
#include <map>
map
容器是一个键值对key-value
的映射,其内部实现是一棵以key
为关键码的红黑树。Map
的key
和value
可以是任意类型,其中key
必须定义小于号运算符。
6.1 声明
map<key_type, value_type> name;
//例如:
map<long, long, bool> vis;
map<string, int> hash;
map<pair<int, int>, vector<int>> test;
6.2 size/empty/clear/begin/end
均与set类似。
6.3 insert/erase
与set
类似,但其参数均是pair<key_type, value_type>
。
6.4 find
h.find(x)
在变量名为h
的map
中查找key
为x
的二元组。
6.5 []
操作符h[key]
返回key
映射的value
的引用,时间复杂度为 #card=math&code=O%28logn%29&id=GlkR5)。
[]
操作符是map
最吸引人的地方。我们可以很方便地通过h[key]
来得到key
对应的value
,还可以对h[key]
进行赋值操作,改变key
对应的value
。