STL是提高C++编写效率的一个利器。

#include < vector >

vector是变长数组,支持随机访问,不支持在任意位置 O(1)O(1) 插入。为了保证效率,元素的增删一般应该在末尾进行。

声明

#include <vector>   // 头文件
vector<int> a;      // 相当于一个长度动态变化的int数组
vector<int> b[233]; // 相当于第一维长233,第二位长度动态变化的int数组
struct rec{…};
vector<rec> c;      // 自定义的结构体类型也可以保存在vector中

size/empty

size函数返回vector的实际长度(包含的元素个数),empty函数返回一个bool类型,表明vector是否为空。二者的时间复杂度都是 O(1)。
所有的STL容器都支持这两个方法,含义也相同。

clear

clear函数把vector清空。

迭代器

迭代器就像STL容器的“指针”,可以用星号*操作符解除引用。

一个保存int的vector的迭代器声明方法为:

vector<int>::iterator it;

vector的迭代器是“随机访问迭代器”,可以把vector的迭代器与一个整数相加减,其行为和指针的移动类似。可以把vector的两个迭代器相减,其结果也和指针相减类似,得到两个迭代器对应下标之间的距离。

begin/end

begin函数返回指向vector中第一个元素的迭代器。例如a是一个非空的vector,则*a.begin()与a[0]的作用相同。

所有的容器都可以视作一个“前闭后开”的结构,end函数返回vector的尾部,即第n 个元素再往后的“边界”。*a.end()与a[n]都是越界访问,其中n = a.size()。

下面两份代码都遍历了vector< int > a,并输出它的所有元素。

for (int i = 0; i < a.size(); i ++)
    cout << a[i] << endl;

for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); it ++)
    cout << *it << endl;

front/back

front函数返回vector的第一个元素,等价于* a.begin()和a[0]。
back函数返回vector的最后一个元素,等价于* --a.end()和a[a.size() – 1]。

push_back()和pop_back()

a.push_back(x)把元素x插入到vector a的尾部。
b.pop_back()删除vector a的最后一个元素。

#include < queue >

头文件queue主要包括循环队列queue和优先队列priority_queue两个容器。

声明

queue<int> q;
struct rec{…}; queue<rec> q;                        //结构体rec中必须定义小于号
priority_queue<int> q;                              // 大根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q;   // 小根堆
priority_queue<pair<int, int>>q;

循环队列queue

push    // 从队尾插入
pop     // 从队头弹出
front   // 返回队头元素
back    // 返回队尾元素

优先队列priority_queue

push    // 把元素插入堆
pop     // 删除堆顶元素
top     // 查询堆顶元素(最大值)

#include < stack >

头文件stack包含栈。声明和前面的容器类似。

push    // 向栈顶插入
pop     // 弹出栈顶元素

#include < deque >

双端队列deque是一个支持在两端高效插入或删除元素的连续线性存储空间。它就像是vector和queue的结合。与vector相比,deque在头部增删元素仅需要 O(1)的时间;与queue相比,deque像数组一样支持随机访问。

[]              // 随机访问
begin/end       // 返回deque的头/尾迭代器
front/back      // 队头/队尾元素
push_back       // 从队尾入队
push_front      // 从队头入队
pop_back        // 从队尾出队
pop_front       // 从队头出队
clear           // 清空队列

#include < set >

头文件set主要包括set和multiset两个容器,分别是“有序集合”和“有序多重集合”,即前者的元素不能重复,而后者可以包含若干个相等的元素。set和multiset的内部实现是一棵红黑树,它们支持的函数基本相同。

声明

set<int> s;
struct rec{…}; set<rec> s;  // 结构体rec中必须定义小于号
multiset<double> s;

size/empty/clear

与vector类似

迭代器

set和multiset的迭代器称为“双向访问迭代器”,不支持“随机访问”,支持星号*解除引用,仅支持++和–两个与算术相关的操作。

设it是一个迭代器,例如set< int >::iterator it;

若把it ++,则it会指向“下一个”元素。这里的“下一个”元素是指在元素从小到大排序的结果中,排在it下一名的元素。同理,若把it --,则it将会指向排在“上一个”的元素。

begin/end

返回集合的首、尾迭代器,时间复杂度均为 O(1)。

s.begin()是指向集合中最小元素的迭代器。

s.end()是指向集合中最大元素的下一个位置的迭代器。换言之,就像vector一样,是一个“前闭后开”的形式。因此-- s.end()是指向集合中最大元素的迭代器。

insert

s.insert(x)把一个元素x插入到集合s中,时间复杂度为O(logn)。

在set中,若元素已存在,则不会重复插入该元素,对集合的状态无影响。

find

s.find(x)在集合s中查找等于x的元素,并返回指向该元素的迭代器。若不存在,则返回s.end()。时间复杂度为 O(logn)。

lower_bound/upper_bound

这两个函数的用法与find类似,但查找的条件略有不同,时间复杂度为 O(logn)O(logn)。

s.lower_bound(x)查找大于等于x的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。

s.upper_bound(x)查找大于x的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。

erase

设it是一个迭代器,s.erase(it)从s中删除迭代器it指向的元素,时间复杂度为 O(logn)。

设x是一个元素,s.erase(x)从s中删除所有等于x的元素,时间复杂度为 O(k+logn),其中 kk 是被删除的元素个数。

count

s.count(x)返回集合s中等于x的元素个数,时间复杂度为 O(k+logn),其中 kk 为元素x的个数。

#include < map >

map容器是一个键值对key-value的映射,其内部实现是一棵以key为关键码的红黑树。Map的key和value可以是任意类型,其中key必须定义小于号运算符。

声明

map<key_type, value_type> name;

//例如:
map<long, long, bool> vis;
map<string, int> hash;
map<pair<int, int>, vector<int>> test;

size/empty/clear/begin/end

均与set类似。

insert/erase

与set类似,但其参数均是pair<key_type, value_type>。

find

h.find(x)在变量名为h的map中查找key为x的二元组。

[]操作符

h[key]返回key映射的value的引用,时间复杂度为 O(logn。

[ ]操作符是map最吸引人的地方。我们可以很方便地通过h[key]来得到key对应的value,还可以对h[key]进行赋值操作,改变key对应的value。