C++标准库详解：从I/O到迭代器

"C&C++库函数大全，涵盖了C++中的I/O操作、链表、映射、队列、集合、堆栈、向量以及迭代器等核心概念。" C++库函数是C++编程中不可或缺的部分，它们提供了一系列预先定义的函数和对象，方便程序员进行各种操作。以下是对这些库函数的详细说明： 1. **C++ I/O**：C++的I/O库主要由`<iostream>`提供，包括`cout`、`cerr`和`clog`三个对象。`cout`用于标准输出，通常是显示器；`cerr`无缓冲地处理错误输出，通常用于调试信息；`clog`与`cerr`类似，但使用缓冲区，适合记录日志。`cin`用于从标准输入设备读取数据。`<fstream>`库则扩展了I/O功能，允许读写文件，通过`ifstream`和`ofstream`类实现。 2. **C++ Lists（链表）**：链表是STL中的一个容器，它使用双向链表结构存储元素。相比于动态数组（如vector），链表在插入和删除元素时效率更高，但随机访问元素的速度较慢。链表操作包括迭代、添加、删除等。 3. **C++ Maps**：Map是一种关联容器，它存储键值对，每个键都是唯一的，且键与对应的值之间存在一对一的关系。Map提供了快速查找指定键的值的能力，通常以红黑树实现。 4. **C++ Queues（队列）**：队列是一种线性容器，遵循先进先出（FIFO）原则。它限制了元素的插入（在队尾）和删除（在队头）。C++标准库提供了`queue`容器适配器，可以基于其他容器（如deque）实现队列功能。 5. **C++ Sets**：Set也是一种关联容器，其中元素是有序的，并且不允许重复。Set内部使用红黑树实现，提供快速插入、删除和查找操作。 6. **C++ Stacks（堆栈）**：堆栈是一个后进先出（LIFO）数据结构，C++标准库中的`stack`容器适配器实现了堆栈功能，它可以基于其他容器（如vector或deque）实现。 7. **C++ Vectors**：Vector是动态数组，其元素存储在连续的内存空间中。它支持快速的随机访问和尾部插入，但插入和删除其他位置的元素可能导致元素移动，性能相对较低。 8. **C++ Iterators（迭代器）**：迭代器是C++中访问容器元素的重要工具，类似于指针。每种容器类都有相应的迭代器类型，如vector的随机访问迭代器。迭代器可以用于遍历容器中的所有元素，进行读写操作。例如，`vector<int>::iterator`定义了一个指向`vector<int>`中元素的迭代器。 示例代码： ```cpp vector<int> the_vector; vector<int>::iterator the_iterator; for(int i = 0; i < 10; i++) the_vector.push_back(i); // 使用迭代器遍历vector for(the_iterator = the_vector.begin(); the_iterator != the_vector.end(); the_iterator++) cout << *the_iterator << " "; ``` 这个示例展示了如何创建一个vector并使用迭代器遍历其元素。迭代器的使用使得访问容器的元素更加灵活，也是STL算法的基础。