跟我学C++中级篇——STL的学习

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了跟我学C++中级篇——STL的学习，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5704字，纯文字阅读大概需要9分钟。

内容图文

一、c++标准库

C++的标准库主要包含两大类，首先是包含C的标准库的，当然，为了适应c++对一些C库进行了少许的修改和增加。最重要的当然是面向对象的c++库；而c++库又可以分成两大类，即面向对象的c++库和标准模板库，也就是题目中的STL。另外在此基础上，还要提醒同学们的是，除了上面的库，在各个平台的开发厂商中，还会针对实际情况，对标准库进行扩展，这些可以归纳为扩展库。
同时，随着c++标准的不断迭代，还推出了很多新的库，同学们需要不断的学习跟进，目前最新的c++标准为c++20。主流的c++标准库实现有GNU/Linux上的libstdc++;IOS的libc++;微软的CRT,android的libc++，当然在NDK有过很多c++的版本，不过后来都被删除了；其它包括uSTL,Apache等很多大公司也有自己的相关的c++库（这里就不能叫标准库了，虽然实现的目的是一样的）。下面是相关库的基本组成部分分类：

c库主要包括：
1、标准输入输出，比如stdin,stdout,stderr。
2、字符串处理，比如strcat,strcopy等。
3、内存管理，如果malloc等。
4、日期、时间和本地化等如ctime,time,localtime等。
5、数学相关函数，如pow,cos等。
6、系统和管理相关函数,它定义了和OS相关的信号和函数调用规则，如setjmp,va_start等。
7、异常和错误，最典型的就是errno。
8、其它辅助如一些宏定义等。

c++库主要包括：
1、标准的IO类，如std::cout,std::in,ofstream等。
2、必须要提到的std::string。
3、数值处理相关类，numeric的complex。
4、本地化库。
5、异常库。
6、其它。
7、STL（标准模板库）。

在后面的学习应用中将以STL为主，穿插学习标准库的其它用法。

二、STL主要分类

STL标准模板库主要分类：
1、STL容器（Containers），包含顺序容器和关联容器以及无序容器
容器非常好理解，日常的容器可以盛纳各种液体和物品。而在STL的容器可以盛纳各种数据。它分为顺序容器和关联容器两大类，顺序容器是指读写按照容器内的元素位置进行操作。你可以理解成一个箱子里有好多小格子，你可以根据小格子的顺序来取到其中的内容。它主要包括向量（Vector），链表（List）和双端队列（deque）；而关联容器则是需要通过一个键值（KEY）来读写容器的元素。在标准库里主要就是映射（map）和集合（set）。无序容器主要包括unordered_set和unordered_map。

2、STL迭代器（Iterators）
迭代器其实更好理解，就是一种可以通用在容器中的遍历访问的模板指针。就是一个数据访问的索引。

3、STL分配器（Allocators）
分配器其实就是为了方便对容器等的通用化内存管理，提供的一种内存分配管理机制，可以理解成一种STL中的内存池。

4、STL适配器（Adapters）
适配器这个概念有点意思，其实如果有过接口开发经验的可能更容易明白，两种不同的接口要想使用同一个数据体系，就需要写一个小模块来进行接口数据的统一，这个小模块就叫做适配器。它其实是一种设计模式，而这种思想体现在STL中，就成为了适配器。

5、STL仿函数（函数对象）（Functors）
仿函数，有的翻译成函数对象，这个更有意思，其实就是通过前面提到的重载运算符（），实现了类似于函数使用的机制。在c++11后，提供了更安全的std::function。

6、STL算法（Functors）
模板库最初其实就是为了实现算法而设计的，这个在《c++编程思想》中的“通用算法”中有过提及。算法可能是同学们最容易理解但最不容易掌握的一部分了。比如常见的查找，排序以及删除、复制等。

除了上面这些基础的分类，在c++的新版本中又增加了概念等相关的知识，有兴趣可以看看本公众号中c++20的新功能相关文章。

三、例程

后面会对这些STL的基本容器和算法逐一进行分析，这里给出一个综合例子：

#include?<iostream>
#include?<vector>
#include?<list>
#include?<queue>
#include?<array>

#include?<algorithm>

struct?Data
{
????int?len?=?0;
????int?type?=?0;
};
//类似数组
void?TestVector()
{
????std::vector<Data>?vec;
????Data?d1;
????Data?d2;
????vec.emplace_back(d1);
????vec.push_back(d2);
????std::cout?<<?"vector?first:"?<<?vec[0].len?<<?std::endl;
????std::cout?<<?"vector?size:"?<<?vec.size()?<<?std::endl;
}
//链表
void?TestList()
{
????std::list<int>?l;
????l.push_back(3);
????l.push_front(9);
????l.emplace_back(6);

????std::cout?<<?"list?first:"?<<?l.front()?<<?std::endl;
????std::cout?<<?"list?size:"?<<?l.size()?<<?std::endl;
}

//队列
void?TestQueue()
{
????std::queue<int>?q;
????q.emplace(10);
????q.push(20);
????q.push(30);

????std::cout?<<?"queue?first:"?<<?q.front()?<<?std::endl;
????q.pop();
????std::cout?<<?"queue?first:"?<<?q.front()?<<?std::endl;
????q.pop();
????std::cout?<<?"queue?first:"?<<?q.front()?<<?std::endl;
????q.pop();
}

int?buf[]?=?{?10,9,21,68,96,11,11,11,88,199,36,96,60,126,19,168?};
void?TestSort()
{
????std::array<int,?16>?arr?=?{?0,9,21,68,96,11,11,11,88,199,36,96,60,126,19,168?};
????std::sort(arr.begin(),?arr.end());

????std::cout?<<?"?ordered?reslut:"?<<?std::endl;
????for?(int?num?=?0;?num?<?16;?num++)
????{
????????std::cout?<<?arr[num]?<<?"??";
????}

????std::cout?<<?"?"?<<?std::endl;
}
void?TestSearch()
{
????std::sort(buf,buf+16);
????bool?result?=?std::binary_search(buf,buf+16,?199);
????std::cout?<<?"search?result:"?<<?result?<<?std::endl;

}
void?TestCopy()
{
????int?buf_dst[100]?=?{0};
????std::copy(buf,buf+16,buf_dst);
????std::cout?<<?"copy?result:"?<<?std::endl;
????for?(auto&?au?:?buf_dst)
????{
????????std::cout?<<?au?<<?"??";
????}
????std::cout?<<?"?"?<<?std::endl;
}
int?main()
{
????TestVector();
????TestList();
????TestQueue();

????//排序
????TestSort();
????TestSearch();
????TestCopy();

????std::cout?<<?"STL?test?project!"?<<?std::endl;
}

运行结果是：

vector?first:0
vector?size:2
list?first:9
list?size:3
queue?first:10
queue?first:20
queue?first:30
?ordered?reslut:
0??9??11??11??11??19??21??36??60??68??88??96??96??126??168??199
search?result:1
copy?result:
9??10??11??11??11??19??21??36??60??68??88??96??96??126??168??199??0??0??0??0??
STL?test?project!

这里仍然提醒注意的是，新标准在快速迭代，要注意更新标准的知识。

四、注意点

1、c++标准库不是万能的，有些库其实并不多受欢迎，比如标准输入输出的流操作。
2、c++标准库使用不复杂，但内部机制越来越复杂，特别模板机制，本身就是一个复杂而又困难的事情。而新标准中增加的协程等更是提高了内部实现的复杂度。
3、c++标准从c++11迭代的速度明显加快，要注意新版本的更新和跟进。

五、总结

在STL的学习过程中，会把相关的源码解析也会展开一部分，这样，既可以更好的了解库的内部实现，又容易理解库的应用情况。STL是学c++的人绕不过去的库，不想用，不代表不需要。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的跟我学C++中级篇——STL的学习全部内容，希望文章能够帮你解决跟我学C++中级篇——STL的学习所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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