STL面试必备知识与常用容器详解

本文主要整理了STL（Standard Template Library，标准模板库）的相关知识，适合于学习和面试准备。STL是C++编程语言中的一部分，它提供了多种高效的数据结构和算法，包括容器、迭代器、算法和函数对象。本文将重点介绍stack、queue和Priority Queues（优先队列）这三种数据结构。 1. **stack（栈）** - 栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，通常用于实现递归、表达式求值等场景。 - 头文件：`#include<stack>`，实例化时可以指定存储容器，默认为`deque`。 - 主要成员函数： - `empty()`：检查栈是否为空，空则返回`true`，否则返回`false`。 - `pop()`：移除栈顶元素。 - `push(const TYPE& val)`：将`val`入栈，使其成为新的栈顶元素。 - `size()`：返回栈中元素的数量。 - `top()`：返回栈顶元素的引用，但不移除。 2. **queue（队列）** - 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，常用于任务调度、缓冲区管理等。 - 头文件：`#include<queue>`，实例化时可以指定存储容器，默认为`deque`。 - 主要成员函数与栈类似，但没有`top()`函数，提供的是`front()`来访问队首元素，`back()`访问队尾元素。 - `empty()`：检查队列是否为空。 - `pop()`：移除队首元素。 - `push(const TYPE& val)`：在队尾添加元素。 - `size()`：返回队列中的元素数量。 - `front()`：返回队首元素的引用，但不移除。 - `back()`：返回队尾元素的引用，但不移除。 3. **Priority Queues（优先队列）** - 优先队列是一种特殊的队列，每次出队的元素是优先级最高的（通常是值最小的元素，可通过自定义比较函数改变）。 - 头文件：`#include<queue>`，实例化时可指定存储容器和比较谓词，默认使用`std::less`。 - 主要成员函数： - `empty()`：检查优先队列是否为空。 - `pop()`：移除并返回优先级最高的元素。 - `push(const TYPE& val)`：插入一个元素，其优先级由比较谓词决定。 - `size()`：返回队列中的元素数量。 - `top()`：返回优先级最高的元素的引用，但不移除。 在使用STL时，需注意其区间操作的特性，所有区间都是左闭右开的，例如`[start, end)`表示从`start`开始到`end`之前的一个位置。理解这一点对于正确使用STL的算法非常重要，如`std::sort`、`std::lower_bound`等。 STL的强大在于其灵活性和高效性，通过组合不同的容器、迭代器和算法，可以解决许多复杂的问题。在面试或实际开发中，熟练掌握STL的使用能够显著提升代码质量与效率。因此，深入理解和熟练应用STL是每个C++程序员的必备技能。