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 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

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。

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(算法通过迭代器访问容器中的元素)

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：

种类	功能	支持运算
输入迭代器	对数据的只读访问	只读，支持++、==、！=
输出迭代器	对数据的只写访问	只写，支持++
前向迭代器	读写操作，并能向前推进迭代器	读写，支持++、==、！=
双向迭代器	读写操作，并能向前和向后操作	读写，支持++、–
随机访问迭代器	读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强大的迭代器	读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=
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

5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

5.1 vector存放内置数据类型

容器：vector

算法：for_each

迭代器：vector<int>::iterator

示例：

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

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类型
    vector<int> v;
    // 向容器中添加数据
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(40);

    // 每一个容器有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的数据
    // v.begin() 返回迭代器，这个迭代器指向容器中的第一个数据
    // v.end() 返回迭代器，这个迭代器指向容器中最后一个数据的下一个位置
    // vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型
    vector<int>::iterator itBegin = v.begin();
    vector<int>::iterator itEnd = v.end();

    // 第一种遍历方式
    while (itBegin != itEnd)
    {
        cout << *itBegin << " ";
        itBegin++;
    }
    cout << endl;

    // 第二种遍历方式
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    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);
}

int main()
{
    test01();
    return 0;
}

5.2 Vector存放自定义数据类型

学习目标：

vector中存放自定义数据类型，并打印输出

示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

// 自定义数据类型
class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        mName = name;
        mAge  = age;
    }
    string mName;
    int mAge;
};

// 存放对象
void test01()
{
    vector<Person> v;

    // 创建数据
    Person p1("张三", 10);
    Person p2("李四", 20);
    Person p3("王五", 30);
    Person p4("赵六", 40);
    Person p5("孙七", 50);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

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

// 放对象指针
void test02()
{
    vector<Person *> v;

    // 创建数据
    Person p1("张三", 10);
    Person p2("李四", 20);
    Person p3("王五", 30);
    Person p4("赵六", 40);
    Person p5("孙七", 50);

    v.push_back(&p1);
    v.push_back(&p2);
    v.push_back(&p3);
    v.push_back(&p4);
    v.push_back(&p5);

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

int main()
{
    test01();
    cout << "-----------------" << endl;
    test02();
    return 0;
}

5.3 Vector容器嵌套容器

学习目标：

容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

示例:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// 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 it2 = (*it).begin(); it2 != (*it).end(); it2++)
            cout << *it2 << " ";
        cout << endl;
    }
}

int main()
{
    test01();
    return 0;
}