STL應(yīng)用論文

    時(shí)間:2021-06-13 14:49:22 論文 我要投稿

    有關(guān)STL應(yīng)用論文

      STL是Standard Template Library的簡(jiǎn)稱,中文名標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù),惠普實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一系列軟件的統(tǒng)稱。下面是關(guān)于有關(guān)STL應(yīng)用論文的內(nèi)容,歡迎閱讀!

    有關(guān)STL應(yīng)用論文

      STL提供六大組件,彼此可以組合套用

      1、容器(containers):各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如vertor,list,deque,set,map.從實(shí)現(xiàn)的角度來看,STL容器是一種class template

      2、算法(algorithms):各種算法如sort,search,copy,earse。STL算法是一種 function template。

      3、迭代器(iterators):扮演容器與算法之間的膠合劑,是所謂的“泛型指針”。所有STL容器都有自己的專屬的迭代器。

      4、仿函數(shù)(functors):行為類似函數(shù),可以作為算法的某些策略。從實(shí)現(xiàn)的角度來看,仿函數(shù)是一種重載了operator()的class或class template。

      5、配接器(adapters):一種用來修飾容器或仿函數(shù)或迭代器借口的東西。例如queue和stack

      6、配置器(allocators):負(fù)責(zé)空間的配置與管理。配置器是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)空間分配、空間管理、空間釋放的class template。

      STL是建立在泛化之上的。數(shù)組泛化為容器,參數(shù)化了所包含的對(duì)象的類型。函數(shù)泛化為算法,參數(shù)化了所用的迭代器的類型。指針泛化為迭代器,參數(shù)化了所指向的對(duì)象的類型。

      vector、string、deque和list被稱為標(biāo)準(zhǔn)序列容器,

      set、multiset、map和multimap是標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器。

      非標(biāo)準(zhǔn)序列容器slist和rope。slist是一個(gè)單向鏈表,rope本質(zhì)上是一個(gè)重型字符串。

      非標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器hash_set、hash_multiset、hash_map和hash_multimap。

      標(biāo)準(zhǔn)非STL容器,包括數(shù)組、bitset、valarray、stack、queue和priority_queue。

      迭代器被分成五個(gè)種類:

      輸入迭代器是每個(gè)迭代位置只能被讀一次的只讀迭代器。

      輸出迭代器是每個(gè)迭代位置只能被寫一次的只寫迭代器。

      輸入和輸出迭代器被塑造為讀和寫輸入和輸出流(例如,文件)。

      前向迭代器有輸入和輸出迭代器的能力,但是它們可以反復(fù)讀或?qū)懸粋(gè)位置。

      雙向迭代器就像前向迭代器,除了它們的后退可以像前進(jìn)一樣容易。標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器都提供雙向迭代器。list也有。

      連續(xù)內(nèi)存容器(也叫做基于數(shù)組的容器)在一個(gè)或多個(gè)(動(dòng)態(tài)分配)的內(nèi)存塊中保存它們的元素。如果一個(gè)新元素被查入或者已存元素被刪除,其他在同一個(gè)內(nèi)存塊的元素就必須向上或者向下移動(dòng)來為新元素提供空間或者填充原來被刪除的元素所占的空間。這種移動(dòng)影響了效率和異常安全。標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)內(nèi)存容器是vector、string和deque。非標(biāo)準(zhǔn)的rope也是連續(xù)內(nèi)存容器。

      基于節(jié)點(diǎn)的容器在每個(gè)內(nèi)存塊(動(dòng)態(tài)分配)中只保存一個(gè)元素。容器元素的插入或刪除只影響指向節(jié)點(diǎn)的指針,而不是節(jié)點(diǎn)自己的內(nèi)容。所以當(dāng)有東西插入或刪除時(shí),元素值不需要移動(dòng)。表現(xiàn)為鏈表的容器——比如list和slist——是基于節(jié)點(diǎn)的,所有的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)容器也是(它們的典型實(shí)現(xiàn)是平衡樹)。非標(biāo)準(zhǔn)的散列容器使用不同的基于節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。

      1、vector

      vector和數(shù)組類似,它擁有一段連續(xù)的內(nèi)存空間,并且起始地址不變,因此它能非常好的支持隨機(jī)存取(即使用[]操作符訪問其中的元素),但由于它的內(nèi)存空間是連續(xù)的,所以在中間進(jìn)行插入和刪除會(huì)造成內(nèi)存塊的拷貝(復(fù)雜度是O(n)),另外,當(dāng)該數(shù)組后的內(nèi)存空間不夠時(shí),需要重新申請(qǐng)一塊足夠大的內(nèi)存并進(jìn)行內(nèi)存的拷貝。這些都大大影響了vector的效率。

      vector不是一種數(shù)據(jù)類型,而只是一個(gè)類模板,可用來定義任意多種數(shù)據(jù)類型。vector類型的每一種都指定了其保存元素的類型。因此,vector和vector都是數(shù)據(jù)類型。

      vector對(duì)象的定義和初始化

      vectorv1;

      vector保存類型為T的對(duì)象。默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)v1為空。

      vectorv2(v1);

      v2是v1的一個(gè)副本。

      vectorv3(n,i);

      v3包含n個(gè)值為i的.元素。

      vectorivec4(10, -1); // 10 elements, each initialized to -1

      vectorsvec(10, "hi!"); // 10 strings, each initialized to "hi!"

      vector的操作

      v.empty()

      如果v為空,則返回true,否則返回false。

      v.size()

      返回v中元素的個(gè)數(shù)。

      v.push_back(t)

      在v的末尾增加一個(gè)值為t的元素。

      v[n]

      返回v中位置為n的元素。

      v1=v2

      把v1的元素替換為v2中元素的副本。

      v1==v2

      如果v1與v2相等,則返回true。

      !=, <, <=,>, >=

      保持這些操作符慣有的含義。

      向vector添加元素:

      復(fù)制代碼 代碼如下:

      string word;

      vectortext; // empty vector

      while (cin >> word) {

      text.push_back(word); // append word to text

      }

      vector的下標(biāo)操作:

      for (vector::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)

      ivec[ix] = 0;

      vector迭代器

      每種容器都定義了一對(duì)命名為begin和end的函數(shù),用于返回迭代器。如果容器中有元素的話,由begin返回的迭代器指向第一個(gè)元素:

      復(fù)制代碼 代碼如下:

      vector::iterator iter = ivec.begin();

      由end操作返回的迭代器指向vector的“末端元素的下一個(gè)”。通常稱為超出末端迭代器(off-the-end iterator),表明它指向了一個(gè)不存在的元素。如果vector為空,begin返回的迭代器與end返回的迭代器相同。

      復(fù)制代碼 代碼如下:

      for (vector::iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); ++iter)

      *iter = 0; // set element to which iter refers to 0

      const_iterator

      前面的程序用vector::iterator改變vector中的元素值。每種容器類型還定義了一種名為const_iterator的類型,該類型只能訪問容器內(nèi)元素,但不能改變其值。

      復(fù)制代碼 代碼如下:

      for (vector::const_iterator iter = text.begin(); iter != text.end(); ++ iter)

      *iter = " "; // error: *iter is const

      2、list

      list是由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的雙向鏈表實(shí)現(xiàn)的,因此它的內(nèi)存空間可以是不連續(xù)的。因此只能通過指針來進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問,這個(gè)特點(diǎn)使得它的隨機(jī)存取變的非常沒有效率,需要遍歷中間的元素,搜索復(fù)雜度O(n),因此它沒有提供[]操作符的重載。但由于鏈表的特點(diǎn),它可以以很好的效率支持任意地方的刪除和插入。

      list::iterator與vector::iterator的一些不同:

      復(fù)制代碼 代碼如下:

      #include

      #include

      #include

      using namespace std;

      int main( void )

      {

      vectorv;

      listl;

      for (int i=0; i<8; i++) //往v和l中分別添加元素

      {

      v.push_back(i);

      l.push_back(i);

      }

      cout << "v[2] = " << v[2] << endl;

      //cout << "l[2] = " << l[2] << endl; //編譯錯(cuò)誤,list沒有重載[]

      cout << (v.begin() < v.end()) << endl;

      //cout << (l.begin() < l.end()) << endl; //編譯錯(cuò)誤,list::iterator沒有重載<或>

      cout << *(v.begin() + 1) << endl;

      vector::iterator itv = v.begin();

      list::iterator itl = l.begin();

      itv = itv + 2;

      //itl = itl + 2; //編譯錯(cuò)誤,list::iterator沒有重載+

      itl++;itl++; //list::iterator中重載了++,只能使用++進(jìn)行迭代訪問。

      cout << *itv << endl;

      cout << *itl << endl;

      return 0;

      }

      由于vector擁有一段連續(xù)的內(nèi)存空間,能非常好的支持隨機(jī)存取,因此vector::iterator支持“+”、“+=”、“<”等操作符。

      而list的內(nèi)存空間可以是不連續(xù),它不支持隨機(jī)訪問,因此list::iterator則不支持“+”、“+=”、“<”等操作符運(yùn)算,因此代碼20、26行會(huì)有編譯錯(cuò)誤。只能使用“++”進(jìn)行迭代,例如代碼27行,使用兩次itl++來移動(dòng)itl。還有l(wèi)ist也不支持[]運(yùn)算符,因此代碼18行出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。

      總之,如果需要高效的隨即存取,而不在乎插入和刪除的效率,使用vector;如果需要大量的插入和刪除,而不關(guān)心隨即存取,則應(yīng)使用list。

      vector擁有一段連續(xù)的內(nèi)存空間,因此支持隨機(jī)存取,如果需要高效的隨即存取,而不在乎插入和刪除的效率,使用vector。

      list擁有一段不連續(xù)的內(nèi)存空間,因此支持隨機(jī)存取,如果需要大量的插入和刪除,而不關(guān)心隨即存取,則應(yīng)使用list。當(dāng)大部分插入和刪除發(fā)生在序列的頭或尾時(shí)可以選擇deque這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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