C++-STL（二）：STL三大组件【容器、算法、迭代器】

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2023-09-28 10:04 160阅读 0赞

## 一、容器 ##

容器，置物之所也。

研究数据的特定排列方式，以利于搜索或排序或其他特殊目的，这一门学科我们称为数据结构。大学信息类相关专业里面，与编程最有直接关系的学科，首推数据结构与算法。几乎可以说，任何特定的数据结构都是为了实现某种特定的算法。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(array),链表(list),tree(树)，栈(stack),队列(queue),集合(set),映射表(map),根据数据在容器中的排列特性，这些数据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，序列式容器中的每个元素均有固定的位置，除非用删除或插入的操作改变这个位置。Vector容器、Deque容器、List容器等。
 *  关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。关联式容器另一个显著特点是：在值中选择一个值作为关键字key，这个关键字对值起到索引的作用，方便查找。Set/multiset容器 Map/multimap容器。

![在这里插入图片描述][576725baf15644abb46b7166436f8897.png]

## 二、算法 ##

算法，问题之解法也。

以有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms).

广义而言，我们所编写的每个程序都是一个算法，其中的每个函数也都是一个算法，毕竟它们都是用来解决或大或小的逻辑问题或数学问题。STL收录的算法经过了数学上的效能分析与证明，是极具复用价值的，包括常用的排序，查找等等。特定的算法往往搭配特定的数据结构，算法与数据结构相辅相成。

算法分为: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。例如拷贝，替换，删除等等
 *  非质变算法：是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、寻找极值等等

再好的编程技巧，也无法让一个笨拙的算法起死回生。

## 三、迭代器 ##

迭代器(iterator)是一种抽象的设计概念，现实程序语言中并没有直接对应于这个概念的实物。在<>一书中提供了23中设计模式的完整描述，其中iterator模式定义如下：提供一种方法，使之能够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。

迭代器的设计思维-STL的关键所在，STL的中心思想在于将容器(container)和算法(algorithms)分开，彼此独立设计，最后再一贴胶着剂将他们撮合在一起。从技术角度来看，容器和算法的泛型化并不困难，c++的class template和function template可分别达到目标，如果设计出两这个之间的良好的胶着剂，才是大难题。

迭代器的种类：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>输入迭代器</th> 
   <th>提供对数据的只读访问</th> 
   <th>只读，支持++、==、！=</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>输出迭代器</td> 
   <td>提供对数据的只写访问</td> 
   <td>只写，支持++</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>前向迭代器</td> 
   <td>提供读写操作，并能向前推进迭代器</td> 
   <td>读写，支持++、==、！=</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>双向迭代器</td> 
   <td>提供读写操作，并能向前和向后操作</td> 
   <td>读写，支持++、–，</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>随机访问迭代器</td> 
   <td>提供读写操作，并能以跳跃的方式访问容器的任意数据，是功能最强的迭代器</td> 
   <td>读写，支持++、–、[n]、-n、&lt;、&lt;=、&gt;、&gt;=</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 案例 ##

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<iostream>
    #include<vector>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    
    //STL 中的容器 算法 迭代器
    void test01(){
       
        
    	vector<int> v; //STL 中的标准容器之一 ：动态数组
    	v.push_back(1); //vector 容器提供的插入数据的方法
    	v.push_back(5);
    	v.push_back

[576725baf15644abb46b7166436f8897.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/576725baf15644abb46b7166436f8897.png