C++ 提升

1 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

模板的特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架
• 模板的通用并不是万能的

​

1.2 函数模板

• C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板

• C++提供两种模板机制:函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：

建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

template --- 声明创建模板

typename --- 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T --- 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int a = 10;
int b = 20;
//利用模板实现交换
//1、自动类型推导
mySwap(a, b);
//2、显示指定类型
mySwap<int>(a, b);

总结：

• 函数模板利用关键字 template
• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

​

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

• 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用

• 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

// 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
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型

// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
	cout << "func 调用" << endl;
}
void test02()
{
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

​

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）

• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换

• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

  ​

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数

2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板

3. 函数模板也可以发生重载

4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

   ​

1.2.6 模板的具体化

局限性：模板的通用性并不是万能的，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行，因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
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;
	}
}

​

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
类

解释：

template --- 声明创建模板

typename --- 表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替

T --- 通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

示例：

//类模板
template<class NameType, class AgeType> 
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

void test01()
{
	// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型
	Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
	P1.showPerson();
}

​

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

1. 类模板没有自动类型推导的使用方式

2. 类模板在模板参数列表中可以有默认参数

   ​

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建

• 类模板中的成员函数在调用时才创建

  ​

1.3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

1. 指定传入的类型 --- 直接显示对象的数据类型
2. 参数模板化 --- 将对象中的参数变为模板进行传递
3. 整个类模板化 --- 将这个对象类型 模板化进行传递

//类模板
template<class NameType, class AgeType = int> 
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p) 
{
	p.showPerson();
}
void test01()
{
	Person <string, int >p("孙悟空", 100);
	printPerson1(p);
}

//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;	//查看类型
	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
	Person <string, int >p("猪八戒", 90);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;
	p.showPerson();

}
void test03()
{
	Person <string, int >p("唐僧", 30);
	printPerson3(p);
}

​

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
• 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
• 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

示例：

template<class T>
class Base
{
	T m;
};

//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};

//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
	Son2()
	{
		cout << typeid(T1).name() << endl;
		cout << typeid(T2).name() << endl;
	}
};
void test02()
{
	Son2<int, char> child1;
}

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型

​

1.3.7 类模板分文件编写

问题：

• 类模板中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：

• 解决方式1：直接包含.cpp源文件
• 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

示例：

person.hpp中代码：

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

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

类模板分文件编写.cpp中代码

#include<iostream>
using namespace std;

//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件

//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

​

2 STL初识

2.1 STL的诞生

• 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西

• C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升

• 大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作

• 为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

  ​

2.2 STL基本概念

• STL(Standard Template Library,标准模板库)

• STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)

• 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。

• STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

  ​

2.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。

2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等

3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。

4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。

5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。

6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

   ​

2.4 STL中容器、算法、迭代器

**容器：**置物之所也

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, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器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。
• 关联式容器:二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

**算法：**问题之解法也

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)

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

**迭代器：**容器和算法之间粘合剂

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。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

​

2.5 容器算法迭代器初识

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组

2.5.1 vector存放内置数据类型和遍历

容器： vector

算法： for_each

迭代器： vector<int>::iterator

示例：

#include <vector>
#include <algorithm>
void MyPrint(int val){
	cout << val << endl;
}

void test01() {
	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式：
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

	//第二种遍历方式：
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;
    
	//第三种遍历方式：
	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

​

2.5.2 Vector存放自定义数据类型

示例：

#include <vector>
#include <string>

//自定义数据类型
class Person { ... };
//存放对象
void test01() {
	vector<Person> v;
	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
    
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;
	}
}


//放对象指针
void test02() {
	vector<Person*> v;
	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);

	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}

​

2.5.3 Vector容器嵌套容器

示例：

#include <vector>
//容器嵌套容器
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);
	}
	//将容器元素插入到vector v中
	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 << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

​

3 STL- 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质：

• string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

• char * 是一个指针
• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

string 类内部封装了很多成员方法

例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert

string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

​

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

• string(); //创建一个空的字符串 例如: string str; string(const char* s); //使用字符串s初始化
• string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象
• string(int n, char c); //使用n个字符c初始化

示例：

#include <string>
//string构造
void test01()
{
	string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
    
	const char* str = "hello world";
	string s2(str); //把c_string转换成了string

	string s3(s2); //调用拷贝构造函数

	string s4(10, 'a');
}

string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

​

3.1.3 string赋值操作

**功能描述：**给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

• string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
• string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
• string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
• string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
• string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
• string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

示例：

//赋值
void test01()
{
	string str1;
	str1 = "hello world";

	string str2;
	str2 = str1;

	string str3;
	str3 = 'a';

	string str4;
	str4.assign("hello c++");

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);

	string str6;
	str6.assign(str5);

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');
}

总结：string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

​

3.1.4 string字符串拼接

**功能描述：**实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

• string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
• string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
• string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
• string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
• string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
• string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str)
• string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

示例：

//字符串拼接
void test01()
{
	string str1 = "我";
	str1 += "爱玩游戏";
    
	string str2 = "LOL DNF";
	str1 += str2;
    
	string str3 = "I";
	str3.append(" love ");
	str3.append("game abcde", 4);
	//str3.append(str2);
	str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾
}

​

3.1.5 string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

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

示例：

//查找和替换
void test01()
{
	//查找
	string str1 = "abcdefgde";
	int pos = str1.find("de");
	if (pos == -1)
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "pos = " << pos << endl;
	}
	pos = str1.rfind("de");
	cout << "pos = " << pos << endl;

}

void test02()
{
	//替换
	string str1 = "abcdefgde";
	str1.replace(1, 3, "1111");
}

总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左

• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1

• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

  ​

3.1.6 string字符串比较

功能描述：

• 字符串之间的比较

比较方式：

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0

> 返回 1

< 返回 -1

函数原型：

• 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

示例：

//字符串比较
void test01()
{
	string s1 = "hello";
	string s2 = "aello";
	int ret = s1.compare(s2);
	if (ret == 0) {
		cout << "s1 等于 s2" << endl;
	}
	else if (ret > 0)
	{
		cout << "s1 大于 s2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1 小于 s2" << endl;
	}
}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

​

3.1.7 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

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

示例：

void test01()
{
	string str = "hello world";
	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	//字符修改
	str[0] = 'x';
	str.at(1) = 'x';
	cout << str << endl;
}

​

3.1.8 string插入和删除

功能描述：

• 对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

• 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

示例：

//字符串插入和删除
void test01()
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111");
	str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
}

总结：插入和删除的起始下标都是从0开始

​

3.1.9 string子串

功能描述：

• 从字符串中获取想要的子串

函数原型：

• 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

示例：

//子串
void test01()
{
	string str = "abcdefg";
	string subStr = str.substr(1, 3);
    
	string email = "hello@sina.com";
	int pos = email.find("@");
	string username = email.substr(0, pos);
}

总结：灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

​

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

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：

并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

​

3.2.2 vector构造函数

**功能描述：**创建vector容器

函数原型：

• 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。

示例：

#include <vector>
void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());

	vector<int> v3(10, 100);
	
	vector<int> v4(v3);
}

**总结：**vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

​

3.2.3 vector赋值操作

**功能描述：**给vector容器进行赋值

函数原型：

• 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。

示例：

#include <vector>

//赋值操作
void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	vector<int>v2;
	v2 = v1;

	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());

	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100);
}

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

​

3.2.4 vector容量和大小

**功能描述：**对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• 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

示例：

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

	if (v1.empty())
	{
		cout << "v1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "v1不为空" << endl;
		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
		cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
	}

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
	v1.resize(15,10);

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
	v1.resize(5);
}

​

3.2.5 vector插入和删除

**功能描述：**对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• 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

示例：

#include <vector>

//插入和删除
void test01()
{
	vector<int> v1;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	//尾删
	v1.pop_back();
	//插入
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
	//删除
	v1.erase(v1.begin());
	//清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());
	v1.clear();
}

​

3.2.6 vector数据存取

**功能描述：**对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• 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

示例：

#include <vector>

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

	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

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

	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
	cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}

​

3.2.7 vector互换容器

**功能描述：**实现两个容器内元素进行互换

函数原型：swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

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

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}

	//互换容器
	v1.swap(v2);

}
//实际使用，收缩内存（容量）
void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
	v.resize(3);

	//收缩内存
	vector<int>(v).swap(v); //匿名对象
	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

​

3.2.8 vector预留空间

**功能描述：**减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：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。

示例：

#include <vector>
void test01()
{
	vector<int> v;
	//预留空间
	v.reserve(100000);
	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0]) {
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

​

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

**功能：**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
• 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

• deque容器的迭代器也是支持随机访问的

  ​

3.3.2 deque构造函数

**功能描述：**deque容器构造

函数原型：

• 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

示例：

#include <deque>
//deque构造
void test01() {
	deque<int> d1; //无参构造函数
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
    
	deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
    
	deque<int> d3(10,100);
    
	deque<int> d4 = d3;
}

**总结：**deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

​

3.3.3 deque赋值操作

**功能描述：**给deque容器进行赋值

函数原型：

• 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。

示例：

#include <deque>
//赋值操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}

	deque<int>d2;
	d2 = d1;

	deque<int>d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());

	deque<int>d4;
	d4.assign(10, 100);
}

​

3.3.4 deque大小操作

功能描述：

• 对deque容器的大小进行操作

函数原型：

• 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。

示例：

#include <deque>
//大小操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}

	//判断容器是否为空
	if (d1.empty()) {
		cout << "d1为空!" << endl;
	}
	else {
		cout << "d1不为空!" << endl;
		//统计大小
		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	d1.resize(15, 1);
	d1.resize(5);
}

总结：

• deque没有容量的概念

• 判断是否为空 --- empty

• 返回元素个数 --- size

• 重新指定个数 --- resize

  ​

3.3.5 deque 插入和删除

功能描述：

• 向deque容器中插入和删除数据

函数原型：

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：

• 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。

示例：

#include <deque>

//两端操作
void test01()
{
	deque<int> d;
	//尾插
	d.push_back(10);
	//头插
	d.push_front(100);
	//尾删
	d.pop_back();
	//头删
	d.pop_front();
}

//插入
void test02()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_front(100);

	d.insert(d.begin(), 1000);

	d.insert(d.begin(), 2,10000);
    
	deque<int>d2;
	d2.push_back(1);

	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
}

//删除
void test03()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_front(100);
    
	d.erase(d.begin());

	d.erase(d.begin(), d.end());
	d.clear();
}

总结：

• 插入和删除提供的位置是迭代器！

• 尾插 --- push_back

• 尾删 --- pop_back

• 头插 --- push_front

• 头删 --- pop_front

  ​

3.3.6 deque 数据存取

**功能描述：**对deque 中的数据的存取操作

函数原型：

• 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

示例：

#include <deque>

//数据存取
void test01()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_front(100);
	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "front:" << d.front() << endl;
	cout << "back:" << d.back() << endl;
}

总结：

• 除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以

• front返回容器第一个元素

• back返回容器最后一个元素

  ​

3.3.7 deque 排序

**功能描述：**利用算法实现对deque容器进行排序

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

示例：

#include <deque>
#include <algorithm>

void test01()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	sort(d.begin(), d.end());
}

**总结：**sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm即可

​

3.5 stack容器

3.5.1 stack 基本概念

概念：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

栈中进入数据称为 --- 入栈 push

栈中弹出数据称为 --- 出栈 pop

​

3.5.2 stack 常用接口

**功能描述：**栈容器常用的对外接口

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

示例：

#include <stack>
//栈容器常用接口
void test01()
{
	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;
	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
	s.push(10);

	while (!s.empty()) {
		//输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		//弹出栈顶元素
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;
}

​

3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

概念：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

队列中进数据称为 --- 入队 push

队列中出数据称为 --- 出队 pop

​

3.6.2 queue 常用接口

**功能描述：**栈容器常用的对外接口

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

示例：

#include <queue>
#include <string>
class Person{ ... };
void test01() {
	//创建队列
	queue<Person> q;
	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	//向队列中添加元素  入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问	
	while (!q.empty()) {
		//输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name 
              << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  
              << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
		cout << endl;
		//弹出队头元素
		q.pop();
	}
	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}