C++ STL详解：从容器到算法

"这篇文档详细介绍了C++标准模板库(STL)，包括常见的十种容器，如向量容器、双向链表、双向队列、堆栈、队列、优先队列等，以及迭代器、函数对象、分配器和数值等概念。STL是一个通用的类模板和算法集合，为程序员提供了标准数据结构的实现，如队列、链表和栈等。" STL简介： C++标准模板库(STL)是一组强大的工具，它由C++语言中的类模板、算法和数据结构组成。STL的主要目标是提供高效且灵活的数据结构和算法，使得程序员可以专注于解决问题本身，而不是数据结构和算法的实现细节。STL包含的三大核心组件是容器、算法和迭代器。 1. 容器： - 顺序性容器：包括`vector`(向量容器)、`list`(双向链表)和`deque`(双向队列)。它们都允许存储同一类型的元素，但各有不同的访问和操作特性。 - `vector`在内存中连续存储元素，适合随机访问，尾部插入和删除效率较高。 - `list`采用双链表结构，支持在任意位置快速插入和删除，但随机访问性能较低。 - `deque`在两端都可以快速插入和删除，且支持随机访问。 - 关联容器：包括`set`、`multiset`、`map`和`multimap`。这些容器以键值对的形式存储元素，提供快速查找功能。`set`和`map`不接受重复键，而`multiset`和`multimap`则允许重复键。 - 容器适配器：如`stack`(后进先出)、`queue`(先进先出)和`priority_queue`(优先级队列)，它们是对基础容器的封装，提供了特定操作模式。 2. 迭代器： 迭代器是STL的重要组成部分，它扮演指针的角色，可以遍历容器中的元素，进行读写操作。迭代器有多种类型，如输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器和随机访问迭代器，分别对应不同类型的访问能力。 3. 算法： STL提供了大量通用的算法，如排序、查找、交换、复制等，可以应用于各种容器，无需关心具体的实现细节。 4. 函数对象（仿函数）： 用于封装特定操作的类，如比较函数、转换函数等，可作为算法参数，增加代码的灵活性。 5. 分配器： 管理内存分配的策略，允许定制不同的内存管理方式。 6. 数值： 包含了一些数学相关的函数和类型，如复数运算、随机数生成等。 通过使用STL，程序员可以轻松地利用已实现的数据结构和算法，提高代码的复用性和效率。例如，创建一个包含整数的堆栈只需要一行代码`stack<int> myStack;`，之后可以方便地使用`push()`和`pop()`操作栈。STL的强大之处在于其模板机制，可以适应各种数据类型，使得代码更加泛化和可维护。