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C++顺序容器(vector、deque、list)的使用详解

2022-10-11 06:53:40

C++顺序容器(vector、deque、list)的使用详解

目录

一：STL（Standard Template Library），即标准模板库，是一个高效的C++程序库

二：STL组件

三：容器

四：类型成员

五：迭代器

六：顺序容器

七：顺序容器--向量(vector)

八：顺序容器--双端队列--deque

九：顺序容器 --列表--list

一：STL（Standard Template Library），即标准模板库，是一个高效的C++程序库

1.从实现层次看，整个STL是以一种类型参数化（type parameterized）的方式实现的，基于模板(template)。
2.从逻辑层次来看，在STL中体现了泛型化程序设计的思想（generic programming），在这种思想里，大部分基本算法被抽象，被泛化，独立于与之对应的数据结构，用于以相同或相近的方式处理各种不同情形。

二：STL组件

1.Container(容器) 各种基本数据结构

2.Algorithm(算法) 各种基本算法如 sort search等

3.Iterator(迭代器) 连接containers 和 algorithms

4.了解：

Adapter(适配器) 可改变containers或function object接口的一种组件 

Function object(函数对象) *

Allocator(分配器)*

三：容器

1.容器类是容纳、包含一组元素或元素集合的对象

2.七种基本容器：

向量(vector)、双端队列（deque）、链表（list）、集合（set）、多重集合（multiset)、映射（map）和多重映射（multimap）

四：类型成员

1.循环子操作：

begin()：指向第一个元素

end()：指向最后一个元素的后一个位置

rbegin()：指向逆序的第一个元素

rend()：指向逆序的最后一个元素的后一个位置

2.访问元素操作

front()：访问第一个元素

back()：访问最后一个元素

[ ]：无测试的下标访问（不用于 list）

at()：有测试的下标访问（只用于 vector 和 deque）

3.堆栈和队列操作

push_back()：将新元素加入到尾部

pop_back()：移出最后一个元素

push_front()：将新元素加入头部（只用于 list 和 deque）

pop_front()：移出第一个元素（只用于 list 和 deque）

4.表操作

insert(p,x)：将元素x加入到 p 之前

erase(p)：删除p处的元素

clear()：清除所有的元素

五：迭代器

迭代器是面向对象版本的指针，它们提供了访问容器、序列中每个元素的方法

六：顺序容器

顺序容器的接口

1.插入方法:push_front()，push_back()，insert()，运算符“=”

2.删除方法:pop() ，erase()，clear()

3.迭代访问方法:使用迭代器

4.其他顺序容器访问方法（不修改访问方法）:front()，back()，下标[ ]运算符

七：顺序容器--向量(vector)

a.向量属于顺序容器，用于容纳不定长线性序列（即线性群体），提供对序列的快速随机访问（也称直接访问）

b.数据结构很像一个数组，所以与其他容器相比，vector 能非常方便和高效访问单个元素，支持随机访问迭代子

c.向量是动态结构，它的大小不固定，可以在程序运行时增加或减少

d.与数组不同，向量的内存用尽时，向量自动分配更大的连续内存区，将原先的元素复制到新的内存区，并释放旧的内存区。这是向量类的优点。

头文件：#include <vector>

例子：

1.push_back尾部添加

#include<iostream> using namespace std; #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<int> v; //迭代器 vector<int>::iterator it; it = v.begin(); //开始位置 //在尾部添加 v.push_back(1); v.push_back(12); //迭代器指针 遍历向量容器 for(it = v.begin();it<v.end();it++) { cout<<" "<<*it; //取值 } // 1 12 cout<<endl; }

2.insert按照位置插入

#include<iostream> using namespace std; #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<int> v; //迭代器 vector<int>::iterator it; it = v.begin(); //开始位置 //在尾部添加 v.push_back(1); v.push_back(12); //按照位置插入 v.insert(v.begin(),100); for(it = v.begin();it<v.end();it++) { cout<<" "<<*it; //取值 } // 100 1 12 cout<<endl; }

3.获取id（成员属性）

CStaff.h

#ifndef CSTAFF_H #define CSTAFF_H #define ADMIN 1 #define MANAGER 2 #define WAITER 3 #include<string> #include<iostream> using namespace std; class Staff { public: Staff(); Staff(int id,string name,string pwd,int prole); ~Staff(); int getId(); string getName(); string getPwd(); int getRole(); private: int ID; string name; string pwd; int role; }; #endif

CStaff.cpp

#include"CStaff.h" #include<iostream> using namespace std; Staff::Staff() { } Staff::Staff(int id,string name,string pwd,int prole) { this->ID = id; this->name = name; this->pwd = pwd; this->role = prole; } int Staff::getId() { return this->ID; } string Staff::getName() { return this->name; } string Staff::getPwd() { return this->pwd; } int Staff::getRole() { return this->role; } Staff::~Staff() { }

main.cpp

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); staffV.insert(staffV.begin(),new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } // id:1003 // id:1001 // id:1002 }

4.按照位置插入insert --- 需要迭代器指针it++偏移

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } //id:1001 //id:1003 //id:1002 }

5.尾部删除pop_back

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); //尾部删除 staffV.pop_back(); for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } // id:1001 // id:1003 }

6. erase按照位置删除

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); //尾部删除 staffV.pop_back(); it = staffV.begin(); //开始位置 staffV.erase(it);//删除第一个 for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } //id:1003 }

7.erase按照位置删除(迭代器指针偏移it++)

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); //尾部删除 staffV.pop_back(); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; staffV.erase(it);//删除第二个 for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } //id:1001 }

8.size计数

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++) { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } //员工数量:3 //id:1001 //id:1003 //id:1002 }

9.容器访问四种

1.迭代器指针  2.at访问方式 3.[ ]中括号访问方式  4.C++新增auto访问方式

at访问方式：

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; /* for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; }*/ for(int i =0;i<staffV.size();i++) //下标法 { cout<<"id:"<<staffV.at(i)->getId()<<endl; } //员工数量:3 //id:1001 //id:1003 //id:1002 }

[ ]中括号访问方式 

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; /* for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; }*/ for(int i =0;i<staffV.size();i++) //下标法 { //cout<<"id:"<<staffV.at(i)->getId()<<endl; cout<<"id:"<<staffV[i]->getId()<<endl; } //员工数量:3 //id:1001 //id:1003 //id:1002 }

10.clear清空

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> void demo_vector(); int main() { demo_vector(); return 0; } void demo_vector() { vector<Staff *> staffV; vector<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; /* for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; }*/ for(int i =0;i<staffV.size();i++) //下标法 { //cout<<"id:"<<staffV.at(i)->getId()<<endl; cout<<"id:"<<staffV[i]->getId()<<endl; } staffV.clear(); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; //员工数量:3 //id:1001 //id:1003 //id:1002 //员工数量:0 } 八：顺序容器--双端队列--deque

a.双端队列是一种放松了访问权限的队列。元素可以从队列的两端入队和出队，也支持通过下标操作符“[]”进行直接访问。

b.与向量的对比 功能上：和向量没有多少区别，

性能上：在双端队列起点上的插入和删除操作快

头文件：#include <deque>

1.push_front头部插入

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> #include<deque> void demo_deque(); int main() { demo_deque(); return 0; } void demo_deque() { deque<Staff *> staffV; deque<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); it = staffV.begin(); //开始位置 it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); //头部插入 staffV.push_front(new Staff(1004,"lilei","1234",MANAGER)); cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; /* for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; }*/ for(int i =0;i<staffV.size();i++) //下标法 { //cout<<"id:"<<staffV.at(i)->getId()<<endl; cout<<"id:"<<staffV[i]->getId()<<endl; } // staffV.clear(); // cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; //员工数量:4 //id:1004 //id:1001 //id:1003 //id:1002 }

2.pop_front头部删除

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> #include<deque> void demo_deque(); int main() { demo_deque(); return 0; } void demo_deque() { deque<Staff *> staffV; deque<Staff *>::iterator it; staffV.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffV.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); //头部插入 staffV.push_front(new Staff(1004,"lilei","1234",MANAGER)); it = staffV.begin(); //开始位置 //it++; //按照位置插入 staffV.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); // 3 4 1 2 staffV.pop_front(); //头部删除 cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; /* for(it=staffV.begin();it<staffV.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; }*/ for(int i =0;i<staffV.size();i++) //下标法 { //cout<<"id:"<<staffV.at(i)->getId()<<endl; cout<<"id:"<<staffV[i]->getId()<<endl; } // staffV.clear(); // cout<<"员工数量:"<<staffV.size()<<endl; //员工数量:3 //id:1004 //id:1001 //id:1002 } 九：顺序容器 --列表--list

a.链表主要用于存放双向链表，可以从任意一端开始遍历。链表还提供了拼接（splice）操作，将一个序列中的元素从插入到另一个序列中。

b.对比：元素的插入和删除操作对 list 而言尤为高效

与 vector 和 deque 相比，对元素的下标访问操作的低效是不能容忍的，因此 list 不提供这类操作。

头文件：#include <list>

list只支持迭代器法

for(it=staffList.begin();it!=staffList.end();it++)//迭代器指针遍历

1.只支持迭代器指针遍历

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> #include<deque> #include<list> void demo_list(); int main() { demo_list(); return 0; } void demo_list() { list<Staff *> staffList; list<Staff *>::iterator it; staffList.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffList.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); //头部插入 staffList.push_front(new Staff(1004,"lilei","1234",MANAGER)); it = staffList.begin(); //开始位置 //it++; //按照位置插入 staffList.insert(it,new Staff(1003,"sam","1234",MANAGER)); // 3 4 1 2 staffList.pop_front(); //头部删除 cout<<"员工数量:"<<staffList.size()<<endl; for(it=staffList.begin();it!=staffList.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } //员工数量:3 //id:1004 //id:1001 //id:1002 }

2.把一个链表(单个元素)里的东西放到另外一个链表中--splice

#include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> #include<deque> #include<list> void demo_list(); int main() { demo_list(); return 0; } void demo_list() { list<Staff *> staffList; list<Staff *> list2;//再一个链表 list2.push_back(new Staff(1006,"mei","1234",ADMIN));//有一个1006 staffList.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffList.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); //头部插入 staffList.push_front(new Staff(1004,"lilei","1234",MANAGER)); list<Staff *>::iterator it; it = staffList.begin(); //开始位置 it++; //在第二个位置插入1006 //splice move element from list to list staffList.splice(it,list2); cout<<"员工数量:"<<staffList.size()<<endl; for(it=staffList.begin();it!=staffList.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } cout<<"员工数量:"<<list2.size()<<endl; //员工数量:4 //id:1004 //id:1006 //id:1001 //id:1002 //员工数量:0 } #include<iostream> using namespace std; #include"CStaff.h" #include<vector> #include<deque> #include<list> void demo_list(); int main() { demo_list(); return 0; } void demo_list() { list<Staff *> staffList; list<Staff *>list2;//再一链表 list2.push_back(new Staff(1006,"mei","1234",ADMIN)); //有1006 1007 list2.push_back(new Staff(1007,"didi","1234",ADMIN)); staffList.push_back(new Staff(1001,"admin","1234",ADMIN)); staffList.push_back(new Staff(1002,"lily","1234",ADMIN)); //头部插入 staffList.push_front(new Staff(1004,"lilei","1234",MANAGER)); list<Staff *>::iterator it; it = staffList.begin(); //开始位置 it++; //在第二个位置插入1006 1007 //splice move element from list to list staffList.splice(it,list2); cout<<"员工数量:"<<staffList.size()<<endl; for(it=staffList.begin();it!=staffList.end();it++)//迭代器指针遍历 { cout<<"id:"<<(*it)->getId()<<endl; } cout<<"员工数量:"<<list2.size()<<endl; //员工数量:5 //id:1004 //id:1006 //id:1007 //id:1001 //id:1002 //员工数量:0 }

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顺序容器程序库标准模板库组件类型

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