C++之STL入门

STL

• STL引言
• • 一、STL的三大核心组件
  • • （一）容器（Containers）
    • （二）迭代器（Iterators）
    • （三）算法（Algorithms）
    • 二、STL的优势
    • • （一）高效性
      • （二）通用性
      • （三）安全性
      • 三.C++范围for以及auto
      • • （一）范围for循环
        • • 支持范围 for 的类型
          • 示例
          • （二）`auto`关键字
          • • 示例
            • 修改容器中的元素
            • （三）总结

              

              STL引言

              C++标准模板库（Standard Template Library，简称STL）是C++语言中一个极其重要的组成部分，它为C++程序员提供了一系列高效、灵活且功能强大的数据结构和算法。STL的出现极大地简化了C++编程，让我们能够更加专注于解决问题的核心逻辑，而不是底层数据结构的实现细节。

              一、STL的三大核心组件

              STL主要由三大核心组件构成：容器（Containers）、迭代器（Iterators）和算法（Algorithms）。这三者相互协作，构成了STL的强大功能体系。

              （一）容器（Containers）

              容器是STL中用于存储数据的结构，它提供了多种不同类型的容器来满足不同的存储需求。常见的容器包括：

              • 序列容器：
                • std::vector：动态数组，支持快速随机访问，但在尾部插入和删除元素时效率较高。例如，std::vector vec; vec.push_back(10); 可以快速地在动态数组尾部添加元素。
                • std::list：双向链表，适合频繁插入和删除元素，但不支持随机访问。例如，std::list lst; lst.push_front(5); 可以在链表头部快速插入元素。
                • std::deque：双端队列，支持在两端快速插入和删除元素，同时也能进行随机访问。例如，std::deque dq; dq.push_back(20); dq.push_front(10); 可以在双端队列的两端进行操作。
                • 关联容器：
                  • std::set：基于红黑树的有序集合，自动对元素进行排序，且元素唯一。例如，std::set s; s.insert(10); 插入的元素会自动排序并去重。
                  • std::map：基于红黑树的有序映射，键值对唯一，自动按键排序。例如，std::map m; m[1] = "one"; 可以快速地通过键访问对应的值。
                  • std::unordered_set 和 std::unordered_map：基于哈希表的无序集合和映射，提供更快的查找速度，但不保证元素的顺序。

                    （二）迭代器（Iterators）

                    迭代器是STL中用于遍历容器的工具，它类似于指针，但提供了更通用的接口。迭代器使得我们可以用统一的方式遍历不同类型的容器。例如：

                    std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};
                    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
                        std::cout 
                        // 循环体
                    }
                    
                        std::vector1, 2, 3, 4, 5};
                        for (int i : vec) {
                            std::cout 
                        std::vector1, 2, 3, 4, 5};
                        // 使用auto自动推导类型
                        for (auto i : vec) {
                            std::cout 
                        std::vector1, 2, 3, 4, 5};
                        // 使用引用修改容器中的元素
                        for (auto& i : vec) {
                            i *= 2;
                        }
                        for (int i : vec) {
                            std::cout