1. 模板

通用的模具。
特点：不可以直接使用，只是一个框架； 模板的通用并不是万能的。
编程思想： 泛型编程，利用了模板。
C++提供了两种模板机制，函数模板和类模板。

1.1 函数模板：
作用：建立一个通用函数，函数返回值和形参类型不具体指定，用一个虚拟类型来代表。

template<typename T> 也可以是template<class T>
函数声明或定义，
例如：
template<typename T>  //声明一个模板，告诉编译器T是一个数据类型
void mySwap(T &a,T &b){
    T temp=a;
    a=b;
    b=temp;
}
void test01(){
    int a=10,b=20;
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    //使用1  自动类型推导：必须推导出一致的数据类型T才可以使用。模板必须确定T的类型才能使用。
    mySwap(a,b);
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    //使用2  显式制定类型
    a=10,b=20;
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    mySwap<int>(a,b);
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
}

案例，利用函数模板封装 排序函数，选择排序 从大到小

#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
void mySwap(T &a,T &b){
    T temp=a;
    a=b;
    b=temp;
}
template<class T>  //声明一个模板，告诉编译器T是一个数据类型
void mySort(T arr[],int len){
    for(int i=0;i<len;i++){
        int max=i;
        for(int j=i+1;j<len;j++){
            if(arr[max]<arr[j]){
                max=j;
            }
        }
        if(max!=i){
            mySwap(arr[max],arr[i]);
        }
    }
}
template<class T>
void myPrintArray(T arr[],int len){
    for(int i=0;i<len;i++){
        cout<<arr[i]<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}
void test01(){
    char charArr[]="badcfe";
    myPrintArray(charArr,sizeof(charArr));
    mySort(charArr,sizeof(charArr));
    myPrintArray(charArr,sizeof(charArr));
    int intArr[]={7,5,1,3,9,2,4,6,8};
    int len=sizeof(intArr)/sizeof(intArr[0]);
    myPrintArray(intArr,len);
    mySort(intArr,len);
    myPrintArray(intArr,len);
}
int main(void){ 
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

普通函数与函数模板 区别：
普通函数 调用时 可以发送自动类型转换 （隐型类型转换）
函数模板 调用时 自动类型推导时，不发生隐型类型转换
显式制定类型时，会发生。

调用规则：

• 普通函数与函数模板都可以实现，优先使用普通函数；若普通函数没有实现只有声明，则报错。
• 如果想要调用函数模板，可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板；myfunc<>(a,b);
• 函数模板也可以发生重载；
• 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板。

局限：
不是通用的。比如对于自定义数据类型就不能运行，需要用具体化的方式做特殊实现。
解决：模板的重载，可以为特定的类型提供具体化的模板，

template<> bool myCompare(Person &p1,Person &p2){
    if(p1.m_Name==p2.m_Name && p1.m_Age==p2.m_Age)
        return true;
    else
        return false;
}

学习模板不是为了写模板，而是为了在STL能够运用系统提供的模板。

1.2 类模板
作用：建立一个通用类，类中成员 的数据类型可以不具体制定，用一个虚拟类型来代表。

template<typename T> 或template<class T>
类
#include<iostream>
using namespace std;
template<class NameType,class AgeType>
class Person{
public:
    Person(NameType name,AgeType age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    void showPerson(){
        cout<<this->m_Name<<"\t"<<this->m_Age<<endl;
    }
    NameType m_Name;
    AgeType m_Age;
};
void test01(){
    Person<string,int> p1("tang",18);
    p1.showPerson();    
}
int main(void){ 
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

类模板和函数模板的区别：
类模板没有自动类型推导的使用方式；
类模板在模板参数列表中可以有默认参数。

template<class NameType,class AgeType=int>
class Person{
public:
    Person(NameType name,AgeType age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    void showPerson(){
        cout<<this->m_Name<<"\t"<<this->m_Age<<endl;
    }
    NameType m_Name;
    AgeType m_Age;
};

void test01(){
    Person<string>p1("tang",18);
    p1.showPerson();    
}

类模板中成员函数创建时机：
与普通成员函数创建时机有区别：

• 普通—-一开始就可以创建
• 类模板—-调用时才创建

类模板对象做函数参数
传入方式三种：指定类型传入，参数模板化，整个类模板化

#include<iostream>
using namespace std;

template<class NameType,class AgeType>
class Person{
public:
    Person(NameType name,AgeType age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    void showPerson(){
        cout<<this->m_Name<<"\t"<<this->m_Age<<endl;
    }
    NameType m_Name;
    AgeType m_Age;
};

//1.指定传入内容,最常用
void printPerson1(Person<string,int> &p){
    p.showPerson();
}
//2.参数模板化
template<class NameType,class AgeType>
void printPerson2(Person<NameType,AgeType> &p){
    p.showPerson();
    cout<<"NameType :"<<typeid(NameType).name()<<endl;
    cout<<"AgeType :"<<typeid(AgeType).name()<<endl;
}
//3.整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p){
    p.showPerson();
    cout<<"T :"<<typeid(T).name()<<endl;
}

void test01(){
    Person<string,int> p1("tang",48);
    //p1.showPerson();   
    //printPerson1(p1); 
    //printPerson2(p1); 
    printPerson3(p1); 
}

int main(void){ 
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

类模板与继承
父类是类模板时，子类在声明时要制定出父类T的类型，否则无法继承，编译器无法给子类分配内存
如果想要灵活指定出父类中T的类型，子类也需要变为类模板。

#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
class Base{
    T m;
};
//class Son:public Base{ //错误，必须要知道父类T类型
// class Son:public Base<int>{ 

// };
//子类也变为类模板
template<class T1,class T2>
class Son:public Base<T2>{ 
public:
    Son(){
        cout<<"T1 :"<<typeid(T1).name()<<endl;
        cout<<"T2 :"<<typeid(T2).name()<<endl;
    }
    T1 t1;
};

void test01(){
    Son<int,char>s1;
}

int main(void){ 
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

类模板成员函数的类外实现

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

template<class NameType,class AgeType>
class Person{
public:

    //1.类内实现
    // Person(NameType name,AgeType age){
    //     this->m_Name=name;
    //     this->m_Age=age;
    // }
    // void showPerson(){
    //     cout<<this->m_Name<<"\t"<<this->m_Age<<endl;
    // }
    //2.类外实现
    Person(NameType name,AgeType age);
    void showPerson();
    NameType m_Name;
    AgeType m_Age;
};

template<class NameType,class AgeType>

Person<NameType,AgeType>::Person(NameType name,AgeType age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
}

template<class NameType,class AgeType>
void Person<NameType,AgeType>::showPerson(){
        cout<<this->m_Name<<"\t"<<this->m_Age<<endl;
}


void test01(){
    Person<string,int> p("tang",18);
    p.showPerson();
}

int main(void){ 
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

类模板分文件编写

• 产生问题：类模板成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

• 解决：1. 直接包含cpp源文件 #include “person.cpp”

  1. 将实现.cpp和声明.h写到同一文件，并更改后缀名为.hpp
     见示例 06-ClassTemplate

类模板与友元
全局函数 类内实现：类内声明；
类外实现：需要让编译器知道全局函数的存在（友元函数写到前边），并加空参数列表

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

template<class T1,class T2>
class Person;

template<class T1,class T2>
void printPerson2(Person<T1,T2> p){
    cout<<p.m_Name<<"\t"<<p.m_Age<<endl;
}

template<class T1,class T2>
class Person{

    //1. 类内实现
    friend void printPerson(Person<T1,T2> p){
        cout<<p.m_Name<<"\t"<<p.m_Age<<endl;
    }

    //2. 类外实现,空参数列表（让函数声明和实现一致，不加的话，函数实现为函数模板，声明为函数，不一致），在class实现前边 实现 友元函数 ，让编译器知道它的存在。
    friend void printPerson2<>(Person<T1,T2> p);

public:
    Person(T1 name,T2 age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
private:
    T1 m_Name;
    T2 m_Age;
};

void test01(){
    Person<string,int> p("tang",28);
    printPerson2(p);
}
int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

案例-实现一个通用的数组类

1. STL

2.1 基本概念：

• 为了提升复用性——>C++的面向对象和泛型编程思想
• STL（standard template library标准模板库）
• 从广义上分为 容器container 、算法algorithm、迭代器 iterator，容器和算法之间用迭代器来无缝连接
• STL几乎所有的代码都采用模板类或模板函数。

2.2 六大组件：
分别是 容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器。

• 容器：各种数据结构，如vector，list， deque，set，map等，存放数据
• 算法：如sort，find，copy，for_each等；
• 迭代器：容器和算法之间的胶合剂。
• 仿函数: 类似函数，可以作为算法的某种策略，其实就是运算符（）的重载。
• 适配器：修饰容器、仿函数、迭代器接口的东西。
• 空间配置器：负责空间的配置与管理。

容器、算法、迭代器

• 容器：分为序列式容器 和关联式容器（前者强调值的排序，每个元素有固定位置，后者为二叉树结构，元素之间没有严格的物理上的顺序关系）
• 算法：有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题。分为 质变算法和非质变算法。（前者会更改区间元素内容，如copy，后者不会更改，如查找）
• 迭代器：算法通过迭代器访问容器中的元素，而无需暴露容器内部表示方式。每个容器都有专属的迭代器，类似于指针。

迭代器种类：输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器。（双向和随机访问迭代器较常用）

2.3 初识
vector 理解为数组。遍历算法 for_each.

//存放内置数据类型
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

void printNum(int num){
    cout<<num<<endl;
}

void test01(){
    vector<int> v;

    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);

/**
    //第一种遍历
    //起始迭代器,指向vector第一个元素位置
    vector<int>::iterator itBegin=v.begin();
    //结束迭代器，指向vector最后一个元素的下一个位置
    vector<int>::iterator itEnd=v.end();

    while(itBegin!=itEnd){
        cout<<*itBegin<<endl;
        itBegin++;
    }


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

    //第三种遍历, 利用算法 for_each，包含头文件 algorithm
    for_each(v.begin(),v.end(),printNum);
}

int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

//存放自定义数据类型，数据
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

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("t1",1);Person p2("t1",1);
    Person p3("t3",3);Person p4("t3",3);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);

    //遍历数
    for(vector<Person>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        //cout<<(*it).m_Name<<"\t"<<(*it).m_Age<<endl;
        cout<<it->m_Name<<"\t"<<it->m_Age<<endl;
    }

}

int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

//自定义数据类型，指针

void test01(){
    vector<Person*> v;

    Person p1("t1",1);Person p2("t1",1);
    Person p3("t3",3);Person p4("t3",3);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);

    //遍历数
    for(vector<Person*>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        cout<<(*it)->m_Name<<"\t"<<(*it)->m_Age<<endl;
    }

}

容器嵌套容器——二维数组

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

void test01(){
    vector<vector<int>> v;
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    vector<int> v4;
    for(int i=0;i<4;i++){
        v1.push_back(i+1);
        v2.push_back(i+2);
        v3.push_back(i+3);
        v4.push_back(i+4);
    }
    v.push_back(v1);
    v.push_back(v2);
    v.push_back(v3);
    v.push_back(v4);

    for(vector<vector<int>>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        for(vector<int>::iterator vit=(*it).begin();vit!=(*it).end();vit++){
            cout<<*vit<<"\t";
        }
        cout<<endl;
    }

}

int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

2.4 容器 string
本质上是一个类
string与 char 的区别：后者是一个指针，前者是一个类，内部封装了char ,管理这个字符串，是一个 char型的容器，内部封装了很多成员方法，如find，copy，delete，replace，insert等，string 管理char所分配的内存。

string构造函数原型

string(); string(const char* s); string(const string& str); string(int n,char c);

void test01(){
    string s1;
    const char *s="hello world!";
    string s2(s);
    cout<<s2<<endl;
    string s3(3,'a');
    cout<<s3<<endl;

}

赋值函数原型 = assign

string& operator=(const char s); string& operator=(const string& str); string& operator=(char c); string& assign(const char s); string& assign(const char *s,int n); 把s前n和赋值过去 string& assign(const string &str); string& assign(int n, char c);

拼接 += append

string& operator+=(const char s); string& operator+=(const string& str); string& operator+=(char c); string& assign(const char s); string& assign(const char *s,int n); 把前n个字符拼接过去 string& assign(const string &str); string& assign(const string &str，int pos, int n); 字符串从pos开始的n个字符过去

c++ 函数前面和后面 使用const 的作用：

• 前面使用const 表示返回值为const
• 后面加 const表示函数不可以修改class的成员

查找和替换 find (从左往右) rfind (从右往左) replace
函数原型

• int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
• int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
• int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
• int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
• int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
• int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
• string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
• string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

string 比较ascii compare s2.compare(s1)

• int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
• int compare(const char *s) const; //与字符串s比较

单个字符存取 []或 at s1[8]；s1.at(1)； 可以访问或修改。

• char& operator; //通过[]方式取字符
• char& at(int n); //通过at方法获取字符

插入和删除函数原型 insert erase

• string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
• string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
• string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
• string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

子串 substring

string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

2.5 vector容器
和数组非常相似，也称单端数组，不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展。
动态扩展是指 找更大的内存空间，将元数据拷贝到新空间，并释放原空间。

vector的迭代器是支持随机访问的迭代器。

构造函数

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数

void printVector(vector<int> &v){
    for(vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);   

    vector<int> v2(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v2); 

    vector<int> v3(5,20);
    printVector(v3); 

    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4); 


}

赋值

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);   

    vector<int> v2=v1;
    printVector(v2); 

    vector<int> v3;
    v3.assign(v2.begin(),v2.end());
    printVector(v3); 

    vector<int> v4;
    v4.assign(3,10);
    printVector(v4); 
}

容量和大小

• empty(); //判断容器是否为空
• capacity(); //容器的容量
• size(); //返回容器中元素的个数
• resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);   

    if(v1.empty()){
        cout<<"v1为空"<<endl;
    }else{
        cout<<"v1不为空"<<endl;
        cout<<"capacity:"<<v1.capacity()<<endl;
        cout<<"size:"<<v1.size()<<endl;
    }
    printVector(v1); 

    v1.resize(6);
    printVector(v1); 

    v1.resize(8,10);
    printVector(v1); 

    v1.resize(5);
    printVector(v1); 
}

插入和删除

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);   

    v1.pop_back();
    printVector(v1); 

    v1.insert(v1.begin(),520);
    printVector(v1); 

    v1.insert(v1.begin(),2,520);
    printVector(v1); 

    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1); 

    v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+3);
    printVector(v1);

    v1.clear();
    printVector(v1);
}

数据存取：迭代器或下列的方法

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for(int i=0;i<5;i++){
        cout<<v1[i]<<"\t";
    }
    cout<<endl;

    for(int i=0;i<5;i++){
        cout<<v1.at(i)<<"\t";
    }
    cout<<endl;

    cout<<"first element:"<<v1.front()<<endl;
    cout<<"last element"<<v1.back()<<endl;     
}

互换容器：实现两个容器内元素的互换。

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

巧用可以实现内存的收缩—原理：
vector(v1).swap(v1);
我们先通过vector(v1)创建了一个匿名的vector容器，并调用了复制构造函数将v1的值复制给匿名的vector容器。 （v1）是匿名空间。接下来，将这个匿名的vector容器与v1互换，这样v1的容量和大小就都变为了3，匿名对象执行完后就被系统回收，就这样完成了内存收缩。
在c++11及以后版本中，也可直接使用成员函数 shrink_to_fit

void test01(){
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<5;i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    vector<int> v2;  
    for(int i=0;i<5;i++){
        v2.push_back(5-i);
    } 
    printVector(v2);

    swap(v1,v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}
//实际用途：巧用swap可以收缩内存空间
void test02(){
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10000;i++){
        v.push_back(i);
    }
    cout<<"v capacity:"<<v.capacity()<<endl;
    cout<<"v size:"<<v.size()<<endl;

    v.resize(10);
    cout<<"resize capacity:"<<v.capacity()<<endl;
    cout<<"resize size:"<<v.size()<<endl;

    //(v)是一个匿名对象，先用拷贝构造函数造出一个size=v.size()的容器
    //然后交换，匿名对象就指向了原来的大空间，swap执行完后 匿名对象被系统回收。
    vector<int> (v).swap(v);
    cout<<"shrink capacity:"<<v.capacity()<<endl;
    cout<<"shrink size:"<<v.size()<<endl;

}

预留空间：可以减少vector在动态扩展容量时的扩展次数。
reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

void test01(){
    vector<int> v1;
    //预留空间
    v1.reserve(100000);

    int num=0;//统计开辟空间次数
    int *p=NULL;
    for(int i=0;i<100000;i++){
        v1.push_back(i);
        if(p!=&v1[0]){
            p=&v1[0];
            num++;
        }
    }
    cout<<"num:"<<num<<endl;
}

2.6 deque容器
双端数组，可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别：

• vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低，需要依次后移
• deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
• vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关。

deque内部工作原理:
deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间，访问元素时可能要通过多个节点去找到该元素，速度比vector慢，vector是一个连续的线性表。

• deque容器的迭代器也是支持随机访问的

deque构造函数：

• deque<T> deqT; //默认构造形式
• deque(beg, end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

void printDeque(const deque<int> &d){
    for(deque<int>::const_iterator it=d.begin();it!=d.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}

void test01(){
    deque<int> d;
    for(int i=0;i<5;i++){
        d.push_back(i);
    }
    printDeque(d);

    deque<int> d2(d);
    printDeque(d2);

    deque<int> d3(3,100);
    printDeque(d3);

    deque<int> d4(d.begin(),d.end());
    printDeque(d4);
}

deque赋值

• deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符
• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身

deque大小操作,

• deque.empty(); //判断容器是否为空
• deque.size(); //返回容器中元素的个数
• deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• 没有 容量 概念

deque插入和删除

• 两端插入操作：
• push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
• push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
• pop_back(); //删除容器最后一个数据
• pop_front(); //删除容器第一个数据

指定位置操作： 提供的位置一定要是迭代器

• insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• clear(); //清空容器的所有数据
• erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

数据存取

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

排序算法

• sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

对于支持随机访问的迭代器的容器，都可以用sort直接排序，如vector、deque。

void test01(){
    deque<int> d;
    d.push_back(10);
    d.push_back(200);
    d.push_back(30);
    printDeque(d);
    //默认升序
    sort(d.begin(),d.end());
    printDeque(d);
}

案例 评委打分
有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。
实现步骤：

1. 创建五名选手，放到vector中
2. 遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
3. sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
4. deque容器遍历一遍，累加总分
5. 获取平均分

2.7 stack容器
stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口。

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为,不提供迭代器
栈中进入数据称为 —- 入栈push
栈中弹出数据称为 —- 出栈pop

构造函数：

• stack<T> stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
• stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

• stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //向栈顶添加元素
• pop(); //从栈顶移除第一个元素
• top(); //返回栈顶元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

void test01(){
    stack<int> s;

    s.push(10);
    s.push(20);
    s.push(30);
    cout<<"s size:"<<s.size()<<endl;

    while(!s.empty()){
        cout<<s.top()<<endl;
        s.pop();
    }
    cout<<"s size:"<<s.size()<<endl;
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

2.8 queue容器
Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口.

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素
队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为,不提供迭代器
队列中进数据称为 —- 入队push
队列中出数据称为 —- 出队pop

构造函数：

• queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
• queue(const queue &que); //拷贝构造函数

赋值操作：

• queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

• push(elem); //往队尾添加元素
• pop(); //从队头移除第一个元素
• back(); //返回最后一个元素
• front(); //返回第一个元素

大小操作：

• empty(); //判断堆栈是否为空
• size(); //返回栈的大小

void test01(){
    queue<int> s;

    s.push(10);
    s.push(20);
    s.push(30);
    cout<<"s size:"<<s.size()<<endl;

    while(!s.empty()){
        cout<<"front :"<<s.front()<<"  back :"<<s.back()<<endl;;
        s.pop();
    }
    cout<<"s size:"<<s.size()<<endl;
}

2.9 list链表
链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的.
链表的组成：链表由一系列结点组成,
结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域
STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器.

list的优点:

• 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
• 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

• 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

构造函数:

• list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
• list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• list(const list &lst); //拷贝构造函数。

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;

void printList(const list<int> &l){
    for(list<int>::const_iterator it=l.begin();it!=l.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}

void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);

    printList(l1);

    list<int> l2(l1);
    printList(l2);

    list<int> l3(l2.begin(),l2.end());
    printList(l3);

    list<int> l4(5,20);
    printList(l4);
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

赋值和交换

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
• list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
• swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);

    printList(l1);

    list<int> l2;
    l2=l1;
    printList(l2);

    list<int> l3;
    l3.assign(l2.begin(),l2.end());
    printList(l3);

    list<int> l4;
    l4.assign(5,20);
    printList(l4);


    cout<<"-------------swap---------------"<<endl;
    cout<<"before:"<<endl;
    printList(l1);
    printList(l4);

    cout<<"after:"<<endl;
    l1.swap(l4);
    printList(l1);
    printList(l4);
}

list容量大小

• size(); //返回容器中元素的个数
• empty(); //判断容器是否为空
• resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_back(30);
    l1.push_back(40);

    printList(l1);

    if(l1.empty()){
        cout<<"l1 is empty"<<endl;
    }else{
        cout<<"l1 is not empty"<<endl;
        cout<<"l1 size :"<<l1.size()<<endl;
    }

    l1.resize(10);
    printList(l1);

    l1.resize(2);
    printList(l1);

    l1.resize(4,10);
    printList(l1);
}

list插入和删除

• push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
• pop_back();//删除容器中最后一个元素
• push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
• pop_front();//从容器开头移除第一个元素
• insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• clear();//移除容器的所有数据
• erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
• remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_front(30);
    l1.push_front(40);

    printList(l1);

    l1.pop_back();
    printList(l1);

    l1.pop_front();
    printList(l1);

    list<int>::iterator it=l1.begin();
    l1.insert(++it,10000);
    printList(l1);

    it=l1.begin();
    l1.erase(++it);
    printList(l1);

    l1.push_back(10000);
    l1.push_back(10000); 
    printList(l1);

    l1.remove(10000);
    printList(l1); 

    l1.clear();
    printList(l1);
}

list数据存取

• front(); //返回第一个元素。
• back(); //返回最后一个元素。

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据，可以用++、— 来实现双向移动

void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(20);
    l1.push_front(30);
    l1.push_front(40);

    printList(l1);

    cout<<"first element:"<<l1.front()<<endl;
    cout<<"last element:"<<l1.back()<<endl;
}

list反转和排序

• reverse(); //反转链表
• sort(); //链表排序

非随机访问迭代器 不可以用算法中的sort算法来排序，其内部提供了排序接口sort()，这是一个成员函数。

bool myCompare(int val1,int val2){
    return val1>val2;
}
void test01(){
    list<int> l1;

    l1.push_back(10);
    l1.push_back(200);
    l1.push_front(300);
    l1.push_front(40);

    printList(l1);

    l1.reverse();
    printList(l1);
    //默认升序
    l1.sort();
    printList(l1);

    //参数为函数名，实现降序
    l1.sort(myCompare);
    printList(l1);
}

案例：
将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序。

2.10 set/multiset容器
set ：所有元素都会在插入时自动被排序
set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。
set和multiset区别：

• set不允许容器中有重复的元素
• multiset允许容器中有重复的元素

构造

• set<T> st; //默认构造函数：
• set(const set &st); //拷贝构造函数

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

void printSet(const set<int> &s){
    for(set<int>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}

void test01(){
    set<int> s;
    s.insert(10);
    s.insert(40);
    s.insert(30);
    printSet(s);

    set<int> s1(s);
    printSet(s1);
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

赋值

• set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

大小和交换

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

void test01(){
    set<int> s;
    s.insert(10);
    s.insert(40);
    s.insert(30);
    printSet(s);

    if(!s.empty()){
        cout<<"The set is not empty,its size:"<<s.size()<<endl;
    }else{
        cout<<"The set is empty."<<endl;
    }

    set<int> s2;
    s2.insert(100);
    s2.insert(300);
    s2.insert(200);
    s2.insert(400);

    cout<<"Before swap:"<<endl;
    printSet(s);
    printSet(s2);

    cout<<"After swap:"<<endl;
    s.swap(s2);
    printSet(s);
    printSet(s2);
}

插入和删除

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

void test01(){
    set<int> s;
    s.insert(10);
    s.insert(40);
    s.insert(30);
    s.insert(30);
    s.insert(60);
    s.insert(300);

    printSet(s);

    set<int>::iterator it=s.begin();
    s.erase(++it);
    printSet(s);

    s.erase(300);
    printSet(s);

    s.erase(s.begin(),s.end());
    printSet(s);

    s.insert(10);
    s.insert(40);
    printSet(s);

    s.clear();
    printSet(s);
}

查找和统计

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数, 返回0或1

void test01(){
    set<int> s;
    s.insert(10);
    s.insert(40);
    s.insert(30);
    s.insert(30);
    s.insert(60);
    s.insert(300);
    printSet(s);

    set<int>::iterator pos=s.find(40);
    if(pos!=s.end()){
        cout<<"找到了该元素，位置在:"<<*pos<<endl;
    }else{
        cout<<"未找到该元素"<<endl;
    }

    int num=s.count(30);
    cout<<"The number of 30 :"<<num<<endl;
}

set与multiset的区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以
• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功

• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

  void test01(){
    set<int> s;
    //insert后返回一个pair，pair的第一个值用first来取--->迭代器，第二个用second---->插入成功与否
    pair<set<int>::iterator,bool> ret=s.insert(20);
    if(ret.second){   
        cout<<"Successful!"<<endl;
    }else{
        cout<<"Fail!"<<endl;
    }  
  
    ret=s.insert(20);
    if(ret.second){   
        cout<<"Successful!"<<endl;
    }else{
        cout<<"Fail!"<<endl;
    }   
  
    multiset<int> ms;
    ms.insert(20);
    ms.insert(20);
    for(multiset<int>::iterator it=ms.begin();it!=ms.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
  }
  

  pair对组

• 成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

• pair<type, type> p ( value1, value2 );
• pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 ); ```cpp

  include

  include

  using namespace std;

void test01(){ pair p(“tang”,18); cout<<p.first<<”\t”<<p.second<<endl;

pair<string,int> p1=make_pair("zhou",22);
cout<<p1.first<<"\t"<<p1.second<<endl;  

}

int main(){
test01(); system(“pause”); return 0; }

set排序

- 默认排序规则为从小到大
- 利用仿函数，可以改变排序规则。 新建数据类型 class ，重写（）
```cpp
//存放内置数据类型
class MyCompare{
public:
    bool operator()(int val1,int val2){
        return val1>val2;
    }

};
void test01(){
    set<int> s;
    s.insert(10);
    s.insert(40);
    s.insert(30);
    s.insert(60);
    s.insert(300);

    for(set<int>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;

    set<int,MyCompare> s2;
    s2.insert(10);
    s2.insert(40);
    s2.insert(30);
    s2.insert(60);
    s2.insert(300);

    for(set<int>::iterator it=s2.begin();it!=s2.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}

//自定义数据类型
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

class Person{
public:
    Person(string name,int age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
//仿函数 自定义数据类型 排序规则
class comparePerson{
public:
    bool operator()(const Person &p1,const Person &p2){
        return p1.m_Age>p2.m_Age;
    }
};

void test01(){
    set<Person,comparePerson> s;
    Person p1("刘备", 23);
    Person p2("关羽", 27);
    Person p3("张飞", 25);
    Person p4("赵云", 21);
    s.insert(p1);
    s.insert(p2);
    s.insert(p3);
    s.insert(p4);

    for(set<Person,comparePerson>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++){
        cout<<it->m_Name<<"\t"<<it->m_Age<<endl;
    }
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

2.11 map/multimap容器
简介：

• map中所有元素都是pair
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
• 所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：

• map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

优点：

• 可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素
• multimap允许容器中有重复key值元素

set构造函数

• map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
• map(const map &mp); //拷贝构造函数

赋值

map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;

void printMap(map<int,int> &m){
    for(map<int,int>::iterator it=m.begin();it!=m.end();it++){
        cout<<"key = "<<(*it).first<<",value = "<<it->second<<endl;
    }
    cout<<endl;
}

void test01(){
    map<int,int> m;
    //第1种插入方法
    m.insert(make_pair(1,10));
    //第2种插入方法
    m.insert(pair<int,int>(2,20));
    //第3种插入方法
    m.insert(map<int,int>::value_type(3,40));
    //第4种插入方法,类似于数组
    m[4]=50;
    printMap(m);


    map<int,int> m2(m);
    printMap(m2);

    map<int,int> m3=m2;
    printMap(m3);
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

大小和交换

• size(); //返回容器中元素的数目
• empty(); //判断容器是否为空
• swap(st); //交换两个集合容器

void test01(){
    map<int,int> m;
    m.insert(pair<int,int>(1,10));
    m.insert(pair<int,int>(2,20));
    m.insert(pair<int,int>(3,40));
    printMap(m);

    if(!m.empty()){
        cout<<"The map is not empty,and its size :"<<m.size()<<endl;
    }else{
        cout<<"The map is empty."<<endl;
    }

    cout<<"-------Before swap---------"<<endl;
    map<int,int> m1;
    m1.insert(pair<int,int>(4,40));
    m1.insert(pair<int,int>(5,50));
    m1.insert(pair<int,int>(6,60));
    printMap(m);
    printMap(m1);

    cout<<"-------After swap---------"<<endl;
    m.swap(m1);
    printMap(m);
    printMap(m1);
}

插入和删除

• insert(elem); //在容器中插入元素。
• clear(); //清除所有元素
• erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• erase(key); //删除容器中值为key的元素。

void test01(){
    map<int,int> m;
    m.insert(pair<int,int>(1,10));
    m.insert(pair<int,int>(2,20));
    m.insert(pair<int,int>(3,40));
    printMap(m);

    m.erase(m.begin());
    printMap(m);

    m.erase(m.begin(),m.end());
    printMap(m);

    m.insert(pair<int,int>(1,10));
    m.insert(pair<int,int>(2,20));
    m.insert(pair<int,int>(3,40));
    printMap(m);

    m.erase(1);
    printMap(m);
}

查找和统计

• find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• count(key); //统计key的元素个数

void test01(){
    map<int,int> m;
    m.insert(pair<int,int>(1,10));
    m.insert(pair<int,int>(2,20));
    m.insert(pair<int,int>(3,40));
    printMap(m);

    map<int,int>::iterator pos=m.find(1);
    if(pos!=m.end()){
        cout<<"找到了key为1的元素，值为"<<(*pos).second<<endl;
    }else{
        cout<<"没有找到该元素"<<endl;
    }

    int num=m.count(3);
    cout<<"num="<<num<<endl;
}

排序

• map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，利用仿函数，可以改变排序规则
• 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器 ```cpp //内置数据类型 class myCompare{ public: bool operator()(int val1,int val2){

    return val1>val2;
  

  } };

void printMap(map &m){ for(map::iterator it=m.begin();it!=m.end();it++){ cout<<”key = “<<(*it).first<<”,value = “<second<<endl; } cout<<endl; }

void test01(){ map m; m.insert(pair(1,10)); m.insert(pair(2,20)); m.insert(pair(3,40)); printMap(m); }

```cpp
//自定义数据类型
#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;

class Person{
public:
    Person(string name,int age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
class ComparePerson{
public:
    bool operator()(int val1,int val2){
        return val1>val2;
    }
};

void printMap(map<int,Person,ComparePerson> &m){
    for(map<int,Person,ComparePerson>::iterator it=m.begin();it!=m.end();it++){
        cout<<"key = "<<(*it).first<<",value = "<<it->second.m_Name<<","<<it->second.m_Age<<endl;
    }
}

void test01(){
    map<int,Person,ComparePerson> m;

    Person p1("刘备", 23);
    Person p2("关羽", 27);
    Person p3("张飞", 25);
    Person p4("赵云", 21);

    m.insert(make_pair(1,p1));
    m.insert(make_pair(2,p2));
    m.insert(make_pair(3,p3));
    m.insert(make_pair(4,p4));
    printMap(m);
}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

案例-员工分组

• 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
• 员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
• 随机给10名员工分配部门和工资
• 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
• 分部门显示员工信息

1. STL-函数对象

3.1 函数对象
概念：

• 重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
• 函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：
函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
• 函数对象可以作为参数传递 ```cpp

  include

  using namespace std;

class myAdd{ public: int operator()(int val1,int val2){ return val1+val2; } };

class myPrint{ public: myPrint(){ this->count=0; } void operator()(string text){ cout<<text<<endl; count++; } int count; //记录状态 };

class doPrint{ public: void operator()(myPrint &mp,string text){ mp(text); } };

void test01(){ //1. 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值 myAdd myadd; cout<<myadd(1,2)<<endl;;

//2. 函数对象可以有自己的状态
myPrint myprint;
myprint("Hello world!");
myprint("Hello world!");
myprint("Hello world!");
myprint("Hello world!");
cout<<"myPrint调用了"<<myprint.count<<"次\n";

//3.函数对象可以作为参数传递
doPrint doprint;
doprint(myprint,"Hello");    

}

int main(){
test01(); system(“pause”); return 0; }

3.2 谓词<br />**概念：**

- 返回bool类型的仿函数称为**谓词**
- 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
- 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
```cpp
//一元谓词
class GreaterFive{
public:
    bool operator()(int val){
        return val>5;
    }
};

void printVector(vector<int> &v){
    for(vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}
void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(7);
    printVector(v);

    //输出大于5的数
    vector<int>::iterator pos=find_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());
    if(pos!=v.end()){
        cout<<"找到了"<<*pos<<endl;
    }else{
        cout<<"没找到"<<endl;
    }   
}

//二元谓词
class myCompare{
public:
    bool operator()(int val1,int val2){
        return val1>val2;
    }
};

void printVector(vector<int> &v){
    for(vector<int>::iterator it=v.begin();it!=v.end();it++){
        cout<<*it<<"\t";
    }
    cout<<endl;
}
void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(7);
    printVector(v);

    sort(v.begin(),v.end(),myCompare());
    printVector(v);   
}

4.3 内建函数对象
STL内建了一些函数对象
分类:

• 算术仿函数
• 关系仿函数
• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
• 使用内建函数对象，需要引入头文件 #include<functional>

算术仿函数

• 实现四则运算

  • template<class T> T plus<T> //加法仿函数
  • template<class T> T minus<T> //减法仿函数
  • template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函数
  • template<class T> T divides<T> //除法仿函数
  • template<class T> T modulus<T> //取模仿函数,求余
  • template<class T> T negate<T> //取反仿函数

其中negate是一元运算，其他都是二元运算

void test01(){
    //取反 输出
    negate<int> n;
    cout<<n(30)<<endl;

    //minus 输出
    plus<int> p;
    cout<<p(2,3)<<endl;

    //modus 输出
    modulus<int> m;
    cout<<m(6,4)<<endl;

}

关系仿函数

• 实现关系对比

  • template<class T> bool greater<T> //大于 较常用
  • template<class T> bool greater_equal<T> //大于等于
  • template<class T> bool less<T> //小于
  • template<class T> bool less_equal<T> //小于等于

void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(8);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(3);
    printVector(v);

    sort(v.begin(),v.end());
    printVector(v);

    sort(v.begin(),v.end(),greater<int>());
    printVector(v); 
}

逻辑仿函数

• 实现逻辑运算

  • template<class T> bool logical_and<T> //逻辑与
  • template<class T> bool logical_or<T> //逻辑或
  • template<class T> bool logical_not<T> //逻辑非

void test01(){
    vector<bool> v;
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);
    v.push_back(true);
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);
    printVector(v);

    //逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
    vector<bool> v2;
    //v2容器大小
    v2.resize(v.size());
    transform(v.begin(),v.end(),v2.begin(),logical_not<bool>());
    printVector(v2);
}

1. 常用算法

5.1 遍历算法

• for_each //遍历容器
• transform //搬运容器到另一个容器中

  • for_each(iterator beg, iterator end, _func);

  // 遍历算法 遍历容器元素 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器 // _func 函数或者函数对象

  • transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);

  //beg1 源容器开始迭代器 //end1 源容器结束迭代器 //beg2 目标容器开始迭代器 //_func 函数或者函数对象

void print01(int val){
    cout<<val<<" ";
}

class print02{
public:
    void operator()(int val){
        cout<<val<<" ";
    }

};
void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(8);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(3);

    //普通函数
    for_each(v.begin(),v.end(),print01);
    cout<<endl;
    //函数对象
    for_each(v.begin(),v.end(),print02());
}

class myTransform{
public:
    int operator()(int val){
        return val+10;
    }
};

class myPrint{
public:
    void operator()(int val){
        cout<<val<<" ";
    }

};
void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(8);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(3);
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int> v2;
    v2.resize(v.size());
    transform(v.begin(),v.end(),v2.begin(),myTransform());
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
}

5.2 查找算法

• find //查找元素
• find_if //按条件查找元素
• adjacent_find //查找相邻重复元素
• binary_search //二分查找法
• count //统计元素个数
• count_if //按条件统计元素个数

find———内置数据类型和自定义数据类型
查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

• find(iterator beg, iterator end, value);// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// value 查找的元素

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

class myPrint{
public:
    void operator()(int val){
        cout<<val<<" ";
    }

};

class Person{
public:
    Person(string name,int age){
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    bool operator==(const Person &p){
        if(this->m_Age==p.m_Age&&this->m_Name==p.m_Name){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
void test01(){
    //find 内置数据类型
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(8);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(3);
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),3);
    if(it!=v.end()){
        cout<<"找到了\n";
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }

    //自定义数据类型
    vector<Person> vp;
    Person p1("aaa",10);
    Person p2("bbb",20);
    Person p3("ccc",30);

    vp.push_back(p1);
    vp.push_back(p2);
    vp.push_back(p3);

    vector<Person>::iterator pit=find(vp.begin(),vp.end(),p3);
    if(pit!=vp.end()){
        cout<<"找到了\n";
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }

}

int main(){  
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

find_if

• 按条件查找元素

  • find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

class GreaterFive{
public:
    bool operator()(int val){
        return val>5;
    }
};

class AgeGreater20{
public:
    bool operator()(Person &p){
        return p.m_Age>20;
    }
};

void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(7);
    v.push_back(8);
    v.push_back(5);
    v.push_back(6);
    v.push_back(3);
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int>::iterator it=find_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());
    if(it!=v.end()){
        cout<<"找到了\t"<<*it<<endl;
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }

    //自定义数据类型
    vector<Person> vp;
    Person p1("aaa",10);
    Person p2("bbb",20);
    Person p3("ccc",30);

    vp.push_back(p1);
    vp.push_back(p2);
    vp.push_back(p3);

    vector<Person>::iterator pit=find_if(vp.begin(),vp.end(),AgeGreater20());
    if(pit!=vp.end()){
        cout<<"找到了\t"<<pit->m_Name<<","<<pit->m_Age<<endl;
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }

}

adjacent_find

• 查找相邻重复元素

  adjacent_find(iterator beg, iterator end); // 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器

void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int>::iterator it=adjacent_find(v.begin(),v.end());
    if(it!=v.end()){
        cout<<"找到了\t"<<*it<<endl;
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }
}

binary_search

• 查找指定元素是否存在

  • bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);// 查找指定的元素，查到 返回true 否则false// 注意: 在无序序列中不可用// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// value 查找的元素

void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);

    sort(v.begin(),v.end());
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    bool it=binary_search(v.begin(),v.end(),3);
    if(it){
        cout<<"找到了\n"<<endl;
    }else{
        cout<<"没找到\n";
    }
}

二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

count

• 统计元素个数

  • count(iterator beg, iterator end, value);// 统计元素出现次数// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// value 统计的元素

void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);


    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    int num=count(v.begin(),v.end(),4);
    cout<<num<<endl;
}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

count_if

• 按条件统计元素个数

  count_if(iterator beg, iterator end, _Pred); // 按条件统计元素出现次数 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器 // _Pred 谓词

class GreaterFive{
public:
    bool operator()(int val){
        return val>5;
    }
};
void test01(){
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    v.push_back(3);
    v.push_back(7);
    v.push_back(6);


    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    int num=count_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());
    cout<<num<<endl;
}

5.3 排序算法

• sort //对容器内元素进行排序
• random_shuffle //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
• merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中
• reverse // 反转指定范围的元素

sort

sort(iterator beg, iterator end, _Pred); // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器 // _Pred 谓词

random_shuffle

• 比较实用，使用时记得加随机数种子
• 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

  random_shuffle(iterator beg, iterator end); // 指定范围内的元素随机调整次序 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器

void test01(){
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v.push_back(i);
    }

    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    srand((unsigned int)time(NULL));
    random_shuffle(v.begin(),v.end());
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint());
}

merge

• 两个容器元素合并，并存储到另一容器中
• merge合并的两个容器必须的有序序列

  merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 容器元素合并，并存储到另一容器中 // 注意: 两个容器必须是有序的 // beg1 容器1开始迭代器// end1 容器1结束迭代器// beg2 容器2开始迭代器// end2 容器2结束迭代器// dest 目标容器开始迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+1);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int> vTarget;
    //vTarget 开辟容量
    vTarget.resize(v1.size()+v2.size());
    merge(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end(),vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(),vTarget.end(),myPrint());
    cout<<endl;
}

reverse

• 将容器内元素进行反转

  reverse(iterator beg, iterator end); // 反转指定范围的元素 // beg 开始迭代器 // end 结束迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    reverse(v1.begin(),v1.end());
    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
}

5.4 拷贝和替换

• copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
• replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
• replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
• swap // 互换两个容器的元素

copy

• 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

  • copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// dest 目标起始迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    v2.resize(v1.size());
    copy(v1.begin(),v1.end(),v2.begin());
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;
}

目标容器记得提前开辟空间.

replace

• 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

  • replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);// 将区间内旧元素 替换成 新元素// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// oldvalue 旧元素// newvalue 新元素

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    replace(v1.begin(),v1.end(),3,2);
    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    replace(v1.begin(),v1.end(),2,2000);
    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
}

replace_if

• 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

  • replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// _pred 谓词// newvalue 替换的新元素

class GreaterFive{
public:
    bool operator()(int val){
        return val>5;
    }
};

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    replace_if(v1.begin(),v1.end(),GreaterFive(),2000);
    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;

swap

• 互换两个容器的元素，交换的容器要同种类型

  swap(container c1, container c2);

   // 互换两个容器的元素
   // c1容器1
   // c2容器2
  

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+100);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    swap(v1,v2);
    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

5.5 算术生成算法

• 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include
• accumulate // 计算容器元素累计总和
• fill // 向容器中添加元素

accumulate

• 计算区间内 容器元素累计总和

  • accumulate(iterator beg, iterator end, value);
    // 计算容器元素累计总和
    // beg 开始迭代器
    // end 结束迭代器
    // value 起始值

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    int total=accumulate(v1.begin(),v1.end(),0);
    cout<<total<<endl;
}

fill

• 向容器中填充指定的元素

  fill(iterator beg, iterator end, value);// 向容器中填充元素// beg 开始迭代器// end 结束迭代器// value 填充的值

void test01(){
    vector<int> v1;
    v1.resize(10);
    fill(v1.begin(),v1.end(),10);

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
}

5.6 集合算法

• set_intersection // 求两个容器的交集
• set_union // 求两个容器的并集
• set_difference // 求两个容器的差集

set_intersection

• 求两个容器的交集

  • set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);// 求两个集合的交集// 注意:两个集合必须是有序序列// beg1 容器1开始迭代器// end1 容器1结束迭代器// beg2 容器2开始迭代器// end2 容器2结束迭代器// dest 目标容器开始迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+5);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int> vTarget;
    vTarget.resize(min(v1.size(),v2.size()));
    vector<int>::iterator itEnd=set_intersection(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end(),vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(),itEnd,myPrint());
    cout<<endl;
}

注意：

• 求交集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
• set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置

set_union

• 求两个集合的并集

  set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest); // 求两个集合的并集 // 注意:两个集合必须是有序序列 // beg1 容器1开始迭代器// end1 容器1结束迭代器// beg2 容器2开始迭代器// end2 容器2结束迭代器// dest 目标容器开始迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+5);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int> vTarget;
    vTarget.resize(v1.size()+v2.size());
    vector<int>::iterator itEnd=set_union(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end(),vTarget.begin());
    for_each(vTarget.begin(),itEnd,myPrint());
    cout<<endl;

注意：

• 求并集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要两个容器相加
• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

set_difference

• 求两个集合的差集

  • set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);// 求两个集合的差集// 注意:两个集合必须是有序序列// beg1 容器1开始迭代器// end1 容器1结束迭代器// beg2 容器2开始迭代器// end2 容器2结束迭代器// dest 目标容器开始迭代器

void test01(){
    vector<int> v1,v2;
    for(int i=0;i<10;i++){
        v1.push_back(i);
        v2.push_back(i+5);
    }

    for_each(v1.begin(),v1.end(),myPrint());
    cout<<endl;
    for_each(v2.begin(),v2.end(),myPrint());
    cout<<endl;

    vector<int> vTarget;
    vTarget.resize(max(v1.size(),v2.size()));

    //v1 与 v2 的差集
    vector<int>::iterator itEnd=set_difference(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),v2.end(),vTarget.begin());
    cout<<"v1 与 v2 的差集:";
    for_each(vTarget.begin(),itEnd,myPrint());
    cout<<endl;

    //v2 与 v1 的差集
    itEnd=set_difference(v2.begin(),v2.end(),v1.begin(),v1.end(),vTarget.begin());
    cout<<"v2 与 v1 的差集:";
    for_each(vTarget.begin(),itEnd,myPrint());
    cout<<endl;
}

注意：

• 求差集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
• set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

综合案例

1. 演进比赛流程管理系统

比赛规则

程序功能：

1. 机房预约系统