当前位置: 首页 > article >正文

c++之STL库

STL

  • 基本概念
  • 一.容器(Containers)
    • 1.序列容器(Sequence Containers):
    • 2.关联容器(Associative Containers):
    • 3.无序容器(Unordered Containers):
    • 4.迭代器(Iterators)
    • 5.算法(Algorithms)
    • 6.函数对象(Function Objects)
  • 二.STL的优点
  • 三.STL的局限性

在C++的世界里,标准模板库(STL)是一个强大而灵活的工具,它极大地简化了编程任务,提高了代码的可读性和复用性。无论你是初学者还是经验丰富的开发者,掌握STL都是提升编程技能的关键一步。本文将带你深入了解STL的核心概念、主要组件以及如何在实际开发中高效使用它。

基本概念

C++标准模板库(Standard Template Library,简称STL)是C++语言中非常重要的一个组成部分,它是一个高效的通用模板库,提供了丰富的数据结构和算法,极大地简化了C++程序的开发,提高了代码的复用性和可维护性。

主要包含六大组件:容器(Containers)、算法(Algorithms)、迭代器(Iterators)

一.容器(Containers)

1.序列容器(Sequence Containers):

每个元素都有固定位置——取决于插入时机和地点,和元素值无关。

std::vector:动态数组,支持快速随机访问,但插入和删除操作较慢。
std::list:双向链表,支持快速插入和删除操作,但不支持随机访问。
std::deque:双端队列,支持在两端快速插入和删除操作。
std::array:固定大小的数组,类似于C语言中的数组,但更安全。
std::string:用于存储字符串的容器,本质上是一个字符序列。

2.关联容器(Associative Containers):

元素的位置取决于特定的排列准则,和插入顺序无关。

std::set:由节点组成的红黑树,存储唯一元素的有序集合,自动排序。
std::multiset:允许存储重复元素的有序集合。
std::map:键值对的有序映射,键唯一。
std::multimap:键值对的有序映射,允许键重复。

3.无序容器(Unordered Containers):

std::unordered_set:基于哈希表的集合,存储唯一元素,不自动排序。
std::unordered_multiset:基于哈希表的集合,允许存储重复元素。
std::unordered_map:基于哈希表的键值对映射,键唯一。
std::unordered_multimap:基于哈希表的键值对映射,允许键重复。

4.迭代器(Iterators)

迭代器是用于访问容器中元素的对象,类似于指针。STL定义了多种迭代器类型,包括:
输入迭代器(Input Iterator):只能向前移动,用于读取数据。
输出迭代器(Output Iterator):只能向前移动,用于写入数据。
前向迭代器(Forward Iterator):可以向前移动,支持读写操作。
双向迭代器(Bidirectional Iterator):可以向前和向后移动。
随机访问迭代器(Random Access Iterator):支持随机访问,可以像指针一样进行加减操作。

5.算法(Algorithms)

STL提供了大量通用算法,这些算法独立于容器,可以对任何支持迭代器的容器进行操作。常见的算法包括:
排序算法:std::sort、std::stable_sort、std::partial_sort。
搜索算法:std::find、std::binary_search。
数值算法:std::accumulate、std::inner_product。
修改算法:std::copy、std::reverse、std::transform。
非修改算法:std::count、std::max_element、std::min_element。

6.函数对象(Function Objects)

函数对象是重载了函数调用运算符(operator())的对象。它们可以像函数一样被调用,但可以携带状态信息。STL提供了多种预定义的函数对象,如:
比较函数对象:std::less、std::greater。
算术函数对象:std::plus、std::minus。
逻辑函数对象:std::logical_and、std::logical_or。

二.STL的优点

通用性:STL的容器和算法是基于模板实现的,可以适用于任何数据类型。
高效性:STL的实现经过优化,性能优异。
可复用性:STL提供了大量现成的容器和算法,可以直接使用,减少了重复开发的工作量。
安全性:STL的容器提供了边界检查等安全机制,减少了错误的发生。

三.STL的局限性

尽管STL非常强大,但它也有一些局限性:
性能问题:某些操作(如频繁的插入和删除)可能会导致性能下降,特别是在使用某些容器时。
内存消耗:某些容器(如std::vector)可能会分配额外的内存以支持动态扩展。
学习曲线:STL的复杂性和灵活性可能会让初学者感到困惑。


http://www.kler.cn/a/584088.html

相关文章:

  • 蓝桥杯嵌入式组第十二届省赛题目解析+STM32G431RBT6实现源码
  • 笔记:代码随想录算法训练营day43:LeetCode300.最长递增子序列、674. 最长连续递增序、 718. 最长重复子数组
  • 大模型在老年性白内障诊疗全流程中的应用研究报告
  • Android wgs84坐标系转CGCS2000坐标系
  • CentOS8+Zabbix7.2.4解决中文显示问题
  • rtsp在网页上显示(webrtc-stream)
  • Pytest自动化测试框架pytest-xdist分布式测试插件
  • JAVA面试_进阶部分_Java JVM:垃圾回收(GC 在什么时候,对什么东西,做了什么事情)
  • 【Unity】在项目中使用VisualScripting
  • 计算机视觉算法实战——驾驶员分心检测(主页有源码)
  • 大模型开源的工具包有哪些特殊符号可以使用;SEP 是什么
  • HTML 表格的详细介绍与应用
  • [洛谷]P1123 取数游戏
  • rv1106 PWM控制
  • javaWeb的详细笔记(超详细版本)
  • AI大数据挖掘的威力
  • 【鸿蒙开发】Hi3861学习笔记- GPIO之按键
  • 小白学习:提示工程(什么是prompt)
  • PostgreSQL存储管理体系结构学习笔记2
  • Linux第二次练习