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C++常用STL的一些基本用法

C++STL

1. vector

  • 简述：采用了倍增思想的变长数组

  • 函数：

    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. clear():清空
    4. front()/back():返回vector中第一个/最后一个元素
    5. push_back()/pop_back():向vector后插入一个元素/删除vector最后一个元素
    6. begin()/end():返回vector第一个元素的位置/返回vector最后一个元素的后面一个位置

  • 补：可以像数组一样使用[]进行存取

  • 使用：

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

int main(void)
{
	vector<int> a(10, -1); // 定义一个长度为10的vector并把每个值赋为-1
	a.size(); // 容器长度，O(1) 所有容器都有
	a.empty(); // 容器是否为空，O(1) 所有容器都有
	for (auto x : a) cout << x << endl;

	vector<int> b;
	for (int i = 1; i < 10; ++i) b.push_back(i);
	for (int i = 0; i < b.size(); ++i) cout << b[i] << endl; // 第一种遍历方式
	for (vector<int>::iterator i = b.begin(); i != b.end(); ++i) cout << *i << endl; // 第二种遍历方式
	for (auto x : b) cout << x << endl; // 第三种遍历方式，C++11中新的遍历方式
	return 0;
}

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2. 误入的pair

  • 简述：将两个数据整合成一个数据

  • 使用：

    1. first:第一个元素
    2. second:第二个元素(支持比较运算，以first为第一关键字，以second为第二关键字)
    #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;

int main(void)
{
	pair<int, string> p;
	// 创建pair的两种方式
	p = make_pair(1, "moyan");
	p = { 1, "moyan" }; // C++11
	cout << p.first << " " << p.second << endl;
	return 0;
}

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3. string

  • 简述：字符串

  • 函数：

    1. size():返回字符串长度
    2. empty():返回字符串是否为空
    3. clear():清空字符串
    4. substr():返回一个子串，第一个参数是起始位置，第二个参数是长度(下标从0开始)
    5. c_str():返回一个c语言风格的字符串，用于printf输出string类型的字符串

  • 使用：

    #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

int main(void)
{
	string a = "abc";
	a += "def";

	cout << a << endl;
	cout << a.substr(1, 2) << endl;
	printf("%%s
", a.c_str());
	return 0;
}

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4. queue

  • 简述：队列，先进先出

  • 函数：

    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. push():向队尾插入一个元素
    4. front():返回队头元素
    5. back():返回队尾元素
    6. pop():弹出队头元素

  • 使用：

    #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

int main(void)
{
	queue<int> q;
	q.push(1);
	q.push(2);
	q.push(3);
	while (!q.empty())
	{
		int tmp = q.front();
		q.pop();
		cout << tmp << endl;
	}
	return 0;
}

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5. priority_queue

  • 简述：优先队列，也称堆，默认是大根堆。

  • 函数：

    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. push():插入一个元素
    4. top():返回堆顶元素
    5. pop():弹出堆顶元素

  • 使用：

    #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

int main(void)
{
	priority_queue<int> q; // 大根堆
	q.push(1);
	q.push(2);
	q.push(3);
	while (!q.empty())
	{
		int tmp = q.top();
		q.pop();
		cout << tmp << endl;
	}
	priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >heap; // 小根堆，从顶向下依次增大
	heap.push(1);
	heap.push(2);
	heap.push(3);
	while (!heap.empty())
	{
		int tmp = heap.top();
		heap.pop();
		cout << tmp << endl;
	}
	return 0;
}

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6. stack

  • 简述：栈，先进后出，也称后进先出

  • 函数：

    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. push():向栈顶插入一个元素
    4. top():返回栈顶元素
    5. pop():弹出栈顶元素

  • 使用：

    #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
using namespace std;

int main(void)
{
	stack<int> s;
	s.push(1);
	s.push(2);
	s.push(3);
	while (!s.empty())
	{
		int tmp = s.top();
		s.pop();
		cout << tmp << endl;
	}
	return 0;
}

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7. deque

  • 简述：双端队列，可以说是加强版vector，就是比较慢，即效率较低
  • 函数：
    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. clear():清空
    4. front()/back():返回deque中第一个/最后一个元素
    5. push_back()/pop_back():向deque最后插入一个元素/删除vector最后一个元素
    6. push_front()/pop_front():向deque最前面插入一个元素/删除deque最前面一个元素
    7. begin()/end():返回vector第一个元素的位置/返回vector最后一个元素的后面一个位置
  • 补：也可以使用[]进行随机存取

8. set，map，multiset，multimap

  • 简述：基于平衡二叉树(红黑树)，动态维护序列

  • 函数：

    1. size():返回元素个数 (几乎所有容器都有)
    2. empty():返回是否为空(几乎所有容器都有)
    3. clear():清空
    4. begin()/end():返回容器第一个元素的迭代器/返回vector最后一个元素的后面一个的迭代器

    • set/multiset：

      1. insert():插入一个数
      2. find():查找一个数
      3. count():返回一个数的个数
      4. erase():有一个参数。若该参数是一个数x，则删除该容器中的所有x (时间复杂度O(k+logn),k是x的个数)。若该参数是一个迭代器，则删除这个迭代器
      5. lower_bound()/upper_bound():最核心的两个函数。lower_bound(x)返回大于等于x的最小的数的迭代器，upper_bound(x)返回大于等于x的最大的数的迭代器。

    • map/multimap:

      1. insert():插入的数是一个pair
      2. erase():输入的参数是pair或者迭代器
      3. find()
      4. []（时间复杂度是O(log n)）
      5. lower_bound()/upper_bound()
      #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <map>
using namespace std;

int main(void)
{
	map<int, string> m;
	m.insert({ 1, "张三" });
	m.insert({ 2, "李四" });
	cout << (*m.find(1)).second << endl;
	cout << m[1] << endl;
	return 0;
}

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9. unordered_set, unordered_map,unordered_multiset,unordered_multimap

  • 和上面set，map…类似，但增删改查的时间是O(1)且不支持lower_bound/upper_bound
  • 基于哈希表实现

10. bitset

  • 简述：压位
  • 使用：bitset<10000> s （10000是位数)
  • 支持以下操作：
    1. ~，&，|，^
    2. >>,<<
    3. ==,!=
    4. []
    5. count()返回有多少个1
    6. any()判断是否至少有一个1
    7. none()判断是否全为0
    8. set()把所有位置成1
    9. set(k, v)将第k位变成v
    10. reset()把所有位变成0
    11. flip()等价于~
    12. flip()把第k位取反
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