<C++学习>C++ Boost 容器操作教程
C++ Boost 容器操作教程
Boost 提供了一系列增强 C++ 标准容器功能的库,涵盖了从简单数组到多索引容器的多种场景。相比 C++ 标准容器,Boost 容器具有更强的灵活性和性能。
1. Boost 容器的主要类型
- Boost.Array:提供固定大小的数组替代
std::array
。 - Boost.MultiArray:支持多维数组操作。
- Boost.Unordered:哈希表实现的容器,类似
std::unordered_map
和std::unordered_set
。 - Boost.MultiIndex:支持多种索引方式的数据容器。
- Boost.CircularBuffer:实现循环队列(固定大小缓冲区)。
- Boost.DynamicBitset:高效操作动态位集。
2. Boost.Array
boost::array
是固定大小数组的实现,类似于 std::array
,但兼容 C++03。
示例:基本操作
#include <boost/array.hpp>
#include <iostream>
int main() {
boost::array<int, 5> arr = {{1, 2, 3, 4, 5}}; // 初始化
std::cout << "Array elements: ";
for (auto elem : arr) {
std::cout << elem << " ";
}
std::cout << "\nSize: " << arr.size() << std::endl;
std::cout << "First element: " << arr.front() << std::endl;
std::cout << "Last element: " << arr.back() << std::endl;
return 0;
}
3. Boost.MultiArray
boost::multi_array
是一个多维数组容器,支持高效的多维数据存储和操作。
示例:二维数组
#include <boost/multi_array.hpp>
#include <iostream>
int main() {
// 创建一个 3x4 的二维数组
boost::multi_array<int, 2> array(boost::extents[3][4]);
// 填充数据
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
for (int j = 0; j < 4; ++j) {
array[i][j] = i * 4 + j;
}
}
// 打印数组内容
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
for (int j = 0; j < 4; ++j) {
std::cout << array[i][j] << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
return 0;
}
4. Boost.Unordered
boost::unordered_map
和 boost::unordered_set
是哈希表实现的无序容器,功能类似 std::unordered_map
和 std::unordered_set
。
示例:boost::unordered_map
#include <boost/unordered_map.hpp>
#include <iostream>
int main() {
boost::unordered_map<std::string, int> umap;
// 插入数据
umap["Alice"] = 25;
umap["Bob"] = 30;
// 遍历数据
for (const auto& pair : umap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
// 查找数据
if (umap.find("Alice") != umap.end()) {
std::cout << "Alice's age: " << umap["Alice"] << std::endl;
}
return 0;
}
5. Boost.MultiIndex
boost::multi_index
是一个支持多种索引方式的容器,可以同时对数据按多种规则排序或查找。
示例:按多个规则索引
#include <boost/multi_index_container.hpp>
#include <boost/multi_index/ordered_index.hpp>
#include <boost/multi_index/member.hpp>
#include <iostream>
struct Person {
int id;
std::string name;
Person(int id, std::string name) : id(id), name(name) {}
};
// 定义命名空间缩写
namespace bmi = boost::multi_index;
// 定义容器类型
typedef bmi::multi_index_container<
Person,
bmi::indexed_by<
bmi::ordered_unique<bmi::member<Person, int, &Person::id>>, // 按 ID 索引
bmi::ordered_non_unique<bmi::member<Person, std::string, &Person::name>> // 按名字索引
>
> PersonContainer;
int main() {
PersonContainer people;
// 插入数据
people.insert(Person(1, "Alice"));
people.insert(Person(2, "Bob"));
people.insert(Person(3, "Alice"));
// 按 ID 遍历
auto& id_index = people.get<0>();
for (const auto& person : id_index) {
std::cout << "ID: " << person.id << ", Name: " << person.name << std::endl;
}
// 按名字查找
auto& name_index = people.get<1>();
auto it = name_index.find("Alice");
while (it != name_index.end() && it->name == "Alice") {
std::cout << "Found Alice with ID: " << it->id << std::endl;
++it;
}
return 0;
}
6. Boost.CircularBuffer
boost::circular_buffer
是一个固定大小的循环缓冲区(环形队列),适用于 FIFO(先进先出)场景。
示例:基本操作
#include <boost/circular_buffer.hpp>
#include <iostream>
int main() {
boost::circular_buffer<int> cb(3); // 大小为 3 的缓冲区
// 插入元素
cb.push_back(1);
cb.push_back(2);
cb.push_back(3);
cb.push_back(4); // 超出容量,覆盖第一个元素
// 遍历缓冲区
for (int val : cb) {
std::cout << val << " ";
}
return 0;
}
输出
2 3 4
7. Boost.DynamicBitset
boost::dynamic_bitset
是动态位集合,可以高效地存储和操作二进制数据。
示例:基本操作
#include <boost/dynamic_bitset.hpp>
#include <iostream>
int main() {
boost::dynamic_bitset<> bits(10); // 创建 10 位的动态位集合
bits[2] = 1;
bits[5] = 1;
std::cout << "Bitset: " << bits << std::endl;
bits.flip(); // 取反操作
std::cout << "Flipped: " << bits << std::endl;
return 0;
}
8. 学习建议与实践
-
从基础开始:
- 熟悉
boost::array
和boost::unordered_map
的用法。 - 学习
boost::circular_buffer
的循环缓冲区实现。
- 熟悉
-
逐步深入:
- 研究
boost::multi_array
的多维数组操作。 - 理解
boost::multi_index
容器的多索引机制。
- 研究
-
参考文档与示例:
- Boost.Container 官方文档
- Boost.MultiIndex 官方文档
原文地址:https://blog.csdn.net/a15236617777/article/details/145083338
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