（黑马）C++提高编程笔记

文章目录

• ​​1 模板​​

• ​​1.1 模板的概念​​
• ​​1.2 函数模板​​

• ​​1.2.1 函数模板语法​​
• ​​1.2.2 函数模板注意事项​​
• ​​1.2.3 函数模板案例​​
• ​​1.2.4 普通函数与函数模板的区别​​
• ​​1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则​​
• ​​1.2.6 模板的局限性​​

• ​​1.3 类模板​​

• ​​1.3.1 类模板语法​​
• ​​1.3.2 类模板与函数模板区别​​
• ​​1.3.3 类模板中成员函数创建时机​​
• ​​1.3.4 类模板对象做函数参数​​
• ​​1.3.5 类模板与继承​​
• ​​1.3.6 类模板成员函数类外实现​​
• ​​1.3.7 类模板分文件编写​​
• ​​1.3.8 类模板与友元​​
• ​​1.3.9 类模板案例​​

• ​​2 STL初识​​

• ​​2.1 STL的诞生​​
• ​​2.2 STL基本概念​​

• ​​2.3 STL六大组件​​
• ​​2.4 STL中容器、算法、迭代器​​

• ​​2.5 容器算法迭代器初识​​

• ​​2.5.1 vector存放内置数据类型​​
• ​​2.5.2 Vector存放自定义数据类型​​
• ​​2.5.3 Vector容器嵌套容器​​

• ​​3 STL常用容器​​

• ​​3.1 string容器​​

• ​​3.1.1 string基本概念​​
• ​​3.1.2 string构造函数​​
• ​​3.1.3 string赋值操作​​
• ​​3.1.4 string字符串拼接​​
• ​​3.1.5 string查找和替换​​
• ​​3.1.6 string字符串比较​​
• ​​3.1.7 string字符存取​​
• ​​3.1.8 string插入和删除​​
• ​​3.1.9 string子串​​

• ​​3.2 vector容器​​

• ​​3.2.1 vector基本概念​​
• ​​3.2.2 vector构造函数​​
• ​​3.2.3 vector赋值操作​​
• ​​3.2.4 vector容量和大小​​
• ​​3.2.5 vector插入和删除​​
• ​​3.2.6 vector数据存取​​
• ​​3.2.7 vector互换容器​​
• ​​3.2.8 vector预留空间​​

• ​​3.3 deque容器​​

• ​​3.3.1 deque容器基本概念​​
• ​​3.3.2 deque构造函数​​
• ​​3.3.3 deque赋值操作​​
• ​​3.3.4 deque大小操作​​
• ​​3.3.5 deque 插入和删除​​
• ​​3.3.6 deque 数据存取​​
• ​​3.3.7 deque 排序​​

• ​​3.4 案例-评委打分​​
• ​​3.5 stack容器​​

• ​​3.5.1 stack 基本概念​​
• ​​3.5.2 stack 常用接口​​

• ​​3.6 queue 容器​​

• ​​3.6.1 queue 基本概念​​

• ​​3.6.2 queue 常用接口​​
• ​​3.7 list容器​​

• ​​3.7.1 list基本概念​​
• ​​3.7.2 list构造函数​​
• ​​3.7.3 list 赋值和交换​​
• ​​3.7.4 list 大小操作​​
• ​​3.7.5 list 插入和删除​​
• ​​3.7.6 list 数据存取​​
• ​​3.7.7 list 反转和排序​​
• ​​3.7.8 排序案例​​

• ​​3.8 set/ multiset 容器​​

• ​​3.8.1 set基本概念​​
• ​​3.8.2 set构造和赋值​​
• ​​3.8.3 set大小和交换​​
• ​​3.8.4 set插入和删除​​
• ​​3.8.5 set查找和统计​​
• ​​3.8.6 set和multiset区别​​
• ​​3.8.7 pair对组创建​​
• ​​3.8.8 set容器排序​​

• ​​3.9 map/ multimap容器​​

• ​​3.9.1 map基本概念​​
• ​​3.9.2 map构造和赋值​​
• ​​3.9.3 map大小和交换​​
• ​​3.9.4 map插入和删除​​
• ​​3.9.5 map查找和统计​​
• ​​3.9.6 map容器排序​​

• ​​3.10 案例-员工分组​​

• ​​4 STL- 函数对象​​

• ​​4.1 函数对象​​

• ​​4.1.1 函数对象概念​​
• ​​4.1.2 函数对象使用​​

• ​​4.2 谓词​​

• ​​4.2.1 谓词概念​​
• ​​4.2.2 一元谓词​​
• ​​4.2.3 二元谓词​​

• ​​4.3 内建函数对象​​

• ​​4.3.1 内建函数对象意义​​
• ​​4.3.2 算术仿函数​​
• ​​4.3.3 关系仿函数​​
• ​​4.3.4 逻辑仿函数​​

• ​​5 STL- 常用算法​​

• ​​5.1 常用遍历算法​​

• ​​5.1.1 for_each​​
• ​​5.1.2 transform​​

• ​​5.2 常用查找算法​​

• ​​5.2.1 find​​
• ​​5.2.2 find_if​​
• ​​5.2.3 adjacent_find​​
• ​​5.2.4 binary_search​​
• ​​5.2.5 count​​
• ​​5.2.6 count_if​​

• ​​5.3 常用排序算法​​

• ​​5.3.1 sort​​
• ​​5.3.2 random_shuffle​​
• ​​5.3.3 merge​​
• ​​5.3.4 reverse​​

• ​​5.4 常用拷贝和替换算法​​

• ​​5.4.1 copy​​
• ​​5.4.2 replace​​
• ​​5.4.3 replace_if​​
• ​​5.4.4 swap​​

• ​​5.5 常用算术生成算法​​

• ​​5.5.1 accumulate​​
• ​​5.5.2 fill​​

• ​​5.6 常用集合算法​​

• ​​5.6.1 set_intersection​​
• ​​5.6.2 set_union​​
• ​​5.6.3 set_difference​​

本博客只为方便后期复习，不做其他用途！

本博客配套视频：

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本博客参考博客：

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其他博客链接：
​1、C++入门篇​​2、C++核心篇

电子文档链接：​​https://pan.baidu.com/s/1EGDfg2sQNul_Q5d7Lza27A ​​ 获取提取码可关注威心公宗浩zdb呀，给我加个粉！~

本阶段主要针对C++泛型编程和STL技术做详细讲解，探讨C++更深层的使用

1 模板

1.1 模板的概念

模板就是建立通用的模具，大大提高复用性

模板的特点：

• 模板不可以直接使用，它只是一个框架
• 模板的通用并不是万能的

1.2 函数模板

• C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板
• C++提供两种模板机制：函数模板和类模板

1.2.1 函数模板语法

函数模板作用：建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。

语法：

template<typename T>
函数声明或定义

解释：

• template：声明创建模板
• typename：表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
• T：通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

#include<iostream>
using namespace std;

//函数模板

//两个整型交换函数
void swapInt(int &a, int &b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

//交换两个浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
  double temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

//函数模板
template<typename T>  //声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错，T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b) {
  T temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

void test01() {
  float a = 10;
  float b = 20;

  //两种方式使用函数模板
  //1、自动类型推导
  mySwap(a, b);
  cout << "a:" << a << endl;
  cout << "b:" << b << endl;
  cout << "\n";

  //2、显示指定类型
  mySwap<float>(a, b);
  cout << "a:" << a << endl;
  cout << "b:" << b << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  system("cls");
}

总结：

• 函数模板利用关键字 template
• 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
• 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化

1.2.2 函数模板注意事项

注意事项：

1. 自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
2. 模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用

#include<iostream>
using namespace std;

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b){
  T temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01(){
  int a = 10;
  int b = 20;
  char c = 'c';

  mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
  //mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}

// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func(){
  cout << "func 调用" << endl;
}

void test02(){
  //func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
  func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

总结：使用模板时必须确定出通用数据类型T，并且能够推导出一致的类型

1.2.3 函数模板案例

案例描述：
利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序
分别利用char数组和int数组进行测试

#include<iostream>
using namespace std;

//实现通用 对数组进行排序的函数
//从大到小  选择排序
//测试 char数组、 int数组

//交换函数模板
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b) {
  T temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

//排序算法：选择排序，每次选择最大的一个放在前面
template<class T>
void mySort(T arr[], int len) {
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    int max = i;      //认定最大值的下标
    for (int j = i + 1; j < len; j++) {
      if (arr[max] < arr[j]) {
        max = j;
      }
    }
    if (max != i) {
      //交换max和i元素
      mySwap(arr[max], arr[i]);
    }
  }
}

//提供打印数组模板
template<class T>
void printArray(T arr[], int len) {
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    cout << arr[i] << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  //测试char数组
  char charArr[] = "badcfe";
  int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
  mySort(charArr, num);
  printArray(charArr, num);
}

void test02() {
  //测试int数组
  int intArr[] = { 7,5,1,3,9,2,4,6,8 };
  int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
  mySort(intArr, num);
  printArray(intArr, num);
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  system("cls");
}

f e d c b a
9 8 7 6 5 4 3 2 1
请按任意键继续. . .

1.2.4 普通函数与函数模板的区别

普通函数与函数模板区别：

• 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
• 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
• 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

#include<iostream>
using namespace std;

//普通函数和函数模板的区别
//1、普通函数调用可以发生隐式类型转换
//2、函数模板  用自动类型推导，不可以发生隐式类型转换
//3、函数模板 用显示指定类型，可以发生隐式类型转换

//普通函数
int myAdd01(int a, int b) {
  return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b) {
  return a + b;
}

void test01() {
  int a = 10;
  int b = 20;
  char c = 'c'; //99
  //cout << myAdd01(a, b) << endl;
  cout << myAdd01(a, c) << endl;

  //1、自动类型推导   不会发生隐式类型转换
  //cout << myAdd02(a, c) << endl;   //报错，无法推导出一致的T

  //2、显示指定类型   会发生隐式类型转换
  cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;
  cout << myAdd02<char>(a, c) << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  system("cls");
}

109
109
m
请按任意键继续. . .

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下：

1. 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
3. 函数模板也可以发生重载
4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

#include<iostream>
using namespace std;

//普通函数与函数模板的调用规则
//1、如果函数模板和普通函数都可以调用，优先调用普通函数
//2、可以通过空模板参数列表  强制调用  函数模板
//3、函数模板可以发生函数重载
//4、如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板

void myPrint(int a, int b)
{
  cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b) {
  cout << "调用的模板" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b, T c) {
  cout << "调用重载的模板" << endl;
}

void test01() {
  int a = 10;
  int b = 20;

  myPrint(a, b);   //调用的普通函数

  //通过空模板参数列表，强制调用函数模板
  myPrint<>(a, b);       //调用模板
  myPrint<>(a, b, 100);  //调用重载的模板

  //如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
  char c1 = 'a';
  char c2 = 'b';
  myPrint(c1, c2);   //调用模板
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  system("cls");
}

调用的普通函数
调用的模板
调用重载的模板
调用的模板
请按任意键继续. . .

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

1.2.6 模板的局限性

局限性：模板的通用性并不是万能的

template<class T>
    void f(T a, T b)
    { 
        a = b;
    }

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了

template<class T>
    void f(T a, T b)
    { 
        if(a > b) { ... }
    }

在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行

因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

#include<iostream>
using namespace std;

//模板局限性
//特定数据类型  需要用具体方式做特殊实现

class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  //姓名
  string m_Name;
  //年龄
  string m_Age;
};

//对比两个数据是否相等函数
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b) {
  if (a == b) {
    return true;
  }
  else {
    return false;
  }
}


//利用具体化Person的版本实现代码，具体化优先调用
template<> bool myCompare(Person& p1, Person& p2) {
  if (p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age) {
    return true;
  }
  else {
    return false;
  }
}


void test01() {
  int a = 10;
  int b = 20;

  bool ret = myCompare(a, b);
  if (ret) {
    cout << "a == b" << endl;
  }
  else {
    cout << "a != b" << endl;
  }
}

void test02() {
  Person p1("Tom", 10);
  Person p2("Tom", 10);

  bool ret = myCompare(p1, p2);
  if (ret) {
    cout << "p1 == p2" << endl;
  }
  else {
    cout << "p1 != p2" << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  system("cls");
}

总结：

• 利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
• 学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板

1.3 类模板

1.3.1 类模板语法

类模板作用：建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。
语法：

template<typename T>
类

解释：

• template：声明创建模板
• typename：表面其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
• T：通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母

#include<iostream>
using namespace std;

//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person {
public:
  Person(NameType name, AgeType age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  void showPerson() {
    cout << "name:" << this->m_Name << endl;
    cout << "age:" << this->m_Age << endl;
  }

  NameType m_Name;
  AgeType m_Age;
};

void test01() {
  Person<string, int> p1("张三", 18);
  cout << p1.m_Name << "," << p1.m_Age << endl;
  p1.showPerson();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  system("cls");
}

张三,18
name:张三
age:18
请按任意键继续. . .

总结：类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，此类称为类模板

1.3.2 类模板与函数模板区别

类模板与函数模板区别主要有两点：

• 类模板没有自动类型推导的使用方式
• 类模板在模板参数列表中可以有默认参数

#include<iostream>
using namespace std;

//类模板和函数模板区别
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person {
public:
  Person(NameType name, AgeType age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  void showPerson() {
    cout << "name:" << this->m_Name << endl;
    cout << "age:" << this->m_Age << endl;
  }

  NameType m_Name;
  AgeType m_Age;
};


void test01() {
  //Person p("张三", 18);  //1、类模板没有自动类型推导使用方式
  Person<string, int> p("张三", 18);
  p.showPerson();
}

//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02() {
  Person<string> p2("李四", 20);   //后一个参数默认整型，  默认参数只有类模板有，函数模板没有
  p2.showPerson();
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  system("cls");
}

name:张三
age:18
name:李四
age:20
请按任意键继续. . .

总结：

1. 类模板使用只能用显示指定类型方式
2. 类模板中的模板参数列表可以有默认参数

1.3.3 类模板中成员函数创建时机

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

• 普通类中的成员函数一开始就可以创建
• 类模板中的成员函数在调用时才创建

#include<iostream>
using namespace std;

//类模板中成员函数创建时机
//类模板中成员函数在调用时才去创建
class Person1 {
public:
  void showPerson1() {
    cout << "Person1 show" << endl;
  }
};

class Person2 {
public:
  void showPerson2() {
    cout << "Person2 show" << endl;
  }
};

template<class T>
class MyClass {
public:
  T obj;

  //类模板中的成员函数
  void func1() {
    obj.showPerson1();
  }

  void func2() {
    obj.showPerson2();
  }
};

void test01() {
  MyClass<Person1> m;
  m.func1();
  //m.func2();    //报错，Person1没有func2()函数

  MyClass<Person2> n;
  n.func2();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  system("cls");
}

总结：类模板中的成员函数并不是一开始就创建的，在调用时才去创建

1.3.4 类模板对象做函数参数

学习目标：类模板实例化出的对象，向函数传参的方式

一共有三种传入方式：

1. 指定传入的类型：直接显示对象的数据类型
2. 参数模板化：将对象中的参数变为模板进行传递
3. 整个类模板化：将这个对象类型 模板化进行传递

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

//类模板对象做函数参数
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
  Person(T1 name, T2 age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  void showPerson() {
    cout << "姓名：" << this->m_Name << ", 年龄：" << this->m_Age << endl;
  }

  T1 m_Name;
  T2 m_Age;
};

//1、指定传入类型
void printPerson1(Person<string, int>& p) {
  p.showPerson();
}

void test01() {
  Person<string, int>p("张三", 18);
  printPerson1(p);
}

//2、参数模板化
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>& p) {
  p.showPerson();
  cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
  cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02() {
  Person<string, int>p("李四", 20);
  printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p) {
  p.showPerson();
  cout << "T的类型为：" << typeid(T).name() << endl;
}
void test03() {
  Person<string, int>p("王五", 22);
  printPerson3(p);
}

int main() {
  test01();
  cout << "\n";
  test02();
  cout << "\n";
  test03();
  system("pause");
  system("cls");
}

总结：

• 通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
• 使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

1.3.5 类模板与继承

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

• 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
• 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
• 如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

#include<iostream>
using namespace std;

//类模板与继承
template<class T>
class Base {
  T m;
};

class Son :public Base<int> {  

};

void test01() {
  Son s1;
}

//如果想灵活指定父类中T类型，子类也需要变类模板
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2> {
public:
  Son2() {
    cout << "T1的类型为：" << typeid(T1).name() << endl;
    cout << "T2的类型为：" << typeid(T2).name() << endl;
  }

  T1 obj;
};

void test02() {
  Son2<int, char>S2;   //m是char类型， obj是int类型
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

T1的类型为：int
T2的类型为：char
请按任意键继续. . .

总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型

1.3.6 类模板成员函数类外实现

学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

//类模板成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
  Person(T1 name, T2 age);  //类内写声明   类外实现
  void showPerson();


  T1 m_Name;
  T2 m_Age;
};
//构造函数的类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
  this->m_Name = name;
  this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
  cout << "姓名：" << this->m_Name << "  年龄：" << this->m_Age << endl;
}


void test01() {
  Person<string, int> p("张三", 18);
  p.showPerson();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表

1.3.7 类模板分文件编写

学习目标：掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式
问题：类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到

解决：

• 解决方式1：直接包含.cpp源文件
• 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

person.hpp

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
  Person(T1 name, T2 age);  //类内写声明   类外实现
  void showPerson();

  T1 m_Name;
  T2 m_Age;
};

//构造函数的类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
  this->m_Name = name;
  this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
  cout << "姓名：" << this->m_Name << "  年龄：" << this->m_Age << endl;
}

main.cpp

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//#include"person.cpp"   //第一种解决方式：.h改为.cpp

//第二种解决方式，将.h和.cpp中的内容写到一起，后缀名去.hpp
#include"person.hpp"


//类模板文件编写问题以及解决
void test01() {
  Person<string, int> p("张三", 18);
  p.showPerson();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

1.3.8 类模板与友元

学习目标：掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现
全局函数类内实现：直接在类内声明友元即可
全局函数类外实现：需要提前让编译器知道全局函数的存在

#include<iostream>
using namespace std;

//通过全局函数  打印person信息

template<class T1, class T2>
class Person;

//类外实现
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> p) {
  cout << "类外实现-----姓名： " << p.m_Name << "  年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person {
  //全局函数  类内实现
  friend void printPerson(Person<T1,T2> p) {
    cout << "姓名： " << p.m_Name << "  年龄：" << p.m_Age << endl;
  }

  //全局函数  类外实现
  //加空模板参数列表
  friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> p);

public:
  Person(T1 name, T2 age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }
private:
  T1 m_Name;
  T2 m_Age;
};

//1、全局函数在类内实现
void test01() {
  Person<string, int>p("张三", 18);
  printPerson(p);
}

void test02() {
  Person<string, int>p("李四", 20);
  printPerson2(p);
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

1.3.9 类模板案例

案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：
可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

MyArray.hpp

#pragma once
//自己的通用的数组类
#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
class MyArray {
public:
  //有参构造  参数   容量
  MyArray(int capacity) {
    cout << "MyArray的有参构造调用" << endl;
    this->m_Capacity = capacity;
    this->m_Size = 0;
    this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
  }

  //拷贝构造
  MyArray(const MyArray& arr) {
    cout << "MyArray的拷贝构造调用" << endl;
    this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
    this->m_Size = arr.m_Size;
    //this->pAddress = arr.pAddress;
    
    //深拷贝
    this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];

    //将arr中的数据都拷贝过来   如果有数据的话
    for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
      this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
    }
  }

  //operator= 防止浅拷贝问题
  MyArray& operator=(const MyArray& arr) {
    cout << "MyArray的operator=调用" << endl;
    //先判断原来堆区是否有数据  如果有先释放
    if (this->pAddress != NULL) {
      delete[] this->pAddress;
      this->pAddress = NULL;
      this->m_Capacity = 0;
      this->m_Size = 0;
    }

    //深拷贝
    this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
    this->m_Size = arr.m_Size;
    this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
    for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
      this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
    }
    return *this;
  }

  //尾插法
  void Push_Back(const T& val) {
    //判断容量是否等于大小
    if (this->m_Capacity == this->m_Size) {
      return;
    }
    this->pAddress[this->m_Size] = val;   //在数组末尾插入数据
    this->m_Size++;  //更新数组大小
  }

  //尾删法
  void Pop_Back() {
    //让用户访问不到最后一个元素，即为尾删，逻辑删除
    if (this->m_Size == 0) {
      return;
    }
    this->m_Size--;
  }

  //通过下标方式访问数组中的元素
  T& operator[](int index) {
    return this->pAddress[index];
  }

  //返回数组容量
  int  getCapacity() {
    return this->m_Capacity;
  }
  //返回数组大小
  int getSize() {
    return this->m_Size;
  }

  //析构函数
  ~MyArray() {
    if (this->pAddress != NULL) {
      cout << "MyArray的析构函数调用" << endl;
      delete[] this->pAddress;
      this->pAddress = NULL;
    }
  }

private:
  T* pAddress;      //指针指向堆区开辟的真实数组

  int m_Capacity;   //数组容量

  int m_Size;      //数组大小
};

main.cpp

#include<iostream>
using namespace std;
#include"MyArray.hpp"

void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
  for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
    cout << arr[i] << endl;
  }
}

//1、全局函数在类内实现
void test01() {
  MyArray<int>arr1(5);
  //MyArray<int>arr2(arr1);
  //MyArray<int>arr3(100);
  //arr3 = arr1;

  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    //利用尾插法向数组中插入数据
    arr1.Push_Back(i);
  }
  cout << "arr1的打印输出为：" << endl;
  printIntArray(arr1);

  cout << "arr1的容量为：" << arr1.getCapacity() << endl;
  cout << "arr1的大小为：" << arr1.getSize() << "\n" << endl;


  MyArray<int>arr2(arr1);
  cout << "arr2的打印输出为：" << endl;
  printIntArray(arr2);
  cout << "\n";


  //尾删
  arr2.Pop_Back();
  cout << "arr2尾删后：" << endl;
  cout << "arr2的容量为：" << arr2.getCapacity() << endl;
  cout << "arr2的大小为：" << arr2.getSize() << endl;
}

//测试自定义数据类型
class Person {
public:
  Person() {};
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
};

void printPersonArray(MyArray<Person>& arr) {
  for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
    cout << "姓名：" << arr[i].m_Name << "  年龄：" << arr[i].m_Age << endl;
  }
}

void test02() {
  MyArray<Person> arr(10);
  
  Person p1("张三", 18);
  Person p2("李四", 20);
  Person p3("王五", 22);
  Person p4("赵六", 24);
  Person p5("田其", 26);

  //将数据插入到数组中
  arr.Push_Back(p1);
  arr.Push_Back(p2);
  arr.Push_Back(p3);
  arr.Push_Back(p4);
  arr.Push_Back(p5);

  //打印数组
  printPersonArray(arr);

  //输出容量
  cout << "arr的容量为：" << arr.getCapacity() << endl;

  //输出大小
  cout << "arr大小为：" << arr.getSize() << endl;
}

int main() {
  //test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

2 STL初识

2.1 STL的诞生

长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升
大多情况下，数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作
为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

2.2 STL基本概念

STL(Standard Template Library，标准模板库)
STL 从广义上分为: 容器(container) 、算法(algorithm) 、迭代器(iterator)
容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

2.3 STL六大组件

STL大体分为六大组件，分别是：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理

2.4 STL中容器、算法、迭代器

容器：置物之所也
STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来
常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

• 序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
• 关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法：问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)
算法分为：质变算法和非质变算法。

• 质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等
• 非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等

迭代器：容器和算法之间粘合剂

提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

2.5 容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

2.5.1 vector存放内置数据类型

容器： ​​vector​​

算法： ​​for_each​​

迭代器： ​​vector<int>::iterator​​

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>  //标准算法头文件

void myPrint(int val) {
  cout << val << endl;
}

//vector容器存放内置数据类型
void test01() {
  //创建了一个vector容器，数组
  vector<int> v;

  //向容器中插入数据
  v.push_back(10);
  v.push_back(20);
  v.push_back(30);
  v.push_back(40);

  //通过迭代器访问容器中的数据
  vector<int>::iterator itBegin = v.begin();   //起始迭代器 指向容器中第一个元素
  vector<int>::iterator itEnd = v.end();   //结束迭代器  指向容器中最后一个元素的下一个位置

  //第一种遍历方式
  while (itBegin != itEnd) {
    cout << *itBegin << endl;
    itBegin++;
  }
  cout << "\n";

  //第二种遍历方式
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << endl;
  }
  cout << "\n";

  //第三种遍历方式  利用STL提供遍历算法
  for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

2.5.2 Vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector容器中存放自定义数据类型
class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }
  string m_Name;
  int m_Age;
};

void test01() {
  vector<Person> v;

  Person p1("aaa", 10);
  Person p2("bbb", 20);
  Person p3("ccc", 30);
  Person p4("ddd", 40);
  Person p5("eee", 50);

  //向容器中添加数据
  v.push_back(p1);
  v.push_back(p2);
  v.push_back(p3);
  v.push_back(p4);
  v.push_back(p5);

  //遍历容器中的数据
  for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  年龄：" << (*it).m_Age << endl;
    //cout << "姓名：" << it->m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << endl;   //一样可以
  }
}

//存放自定义数据类型  指针
void test02() {
  vector<Person*> v;

  Person p1("aaa", 10);
  Person p2("bbb", 20);
  Person p3("ccc", 30);
  Person p4("ddd", 40);
  Person p5("eee", 50);

  //向容器中添加数据
  v.push_back(&p1);
  v.push_back(&p2);
  v.push_back(&p3);
  v.push_back(&p4);
  v.push_back(&p5);

  //遍历容器
  for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << (*it)->m_Name << "  年龄：" << (*it)->m_Age << endl;
  }
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

2.5.3 Vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

#include<iostream>
using namespace std;

#include <vector>

//容器嵌套容器
void test01() {
  vector< vector<int> >  v;

  vector<int> v1;
  vector<int> v2;
  vector<int> v3;
  vector<int> v4;

  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    v1.push_back(i + 1);
    v2.push_back(i + 2);
    v3.push_back(i + 3);
    v4.push_back(i + 4);
  }

  //将容器元素插入到vector v中
  v.push_back(v1);
  v.push_back(v2);
  v.push_back(v3);
  v.push_back(v4);


  for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {

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

}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
4 5 6 7
请按任意键继续. . .

3 STL常用容器

3.1 string容器

3.1.1 string基本概念

本质：string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

• char * 是一个指针
• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：string 类内部封装了很多成员方法
例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert
string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

• ​​string();​​ //创建一个空的字符串 例如: string str;
• ​​string(const char* s);​​ //使用字符串s初始化
• ​​string(const string& str);​​ //使用一个string对象初始化另一个string对象
• ​​string(int n, char c);​​ //使用n个字符c初始化

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string的构造函数

void test01() {
  string s1;   //默认构造

  //第二种
  const char* str = "hello world";
  string s2(str);
  cout << "s2 = " << s2 << endl;

  //第三种
  string s3(s2);
  cout << "s3 = " << s3 << endl;

  //第四种
  string s4(10, 'c');
  cout << "s4 = " << s4 << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

s2 = hello world
s3 = hello world
s4 = cccccccccc
请按任意键继续. . .

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.1.3 string赋值操作

功能描述：给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

• ​​string& operator=(const char* s);​​ //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
• ​​string& operator=(const string &s);​​ //把字符串s赋给当前的字符串
• ​​string& operator=(char c);​​ //字符赋值给当前的字符串
• ​​string& assign(const char *s);​​ //把字符串s赋给当前的字符串
• ​​string& assign(const char *s, int n);​​ //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
• ​​string& assign(const string &s);​​ //把字符串s赋给当前字符串
• ​​string& assign(int n, char c);​​ //用n个字符c赋给当前字符串

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string的赋值操作

void test01() {
  string str1;
  str1 = "hello world";

  //第二种
  string str2;
  str2 = str1;

  //第三种，字符赋值给字符串
  string str3;
  str3 = 'a';
  cout << "str3 = " << str3 << endl;

  //第四种
  string str4;
  str4.assign("hello C++");
  cout << "str4 = " << str4 << endl;

  //第五种
  string str5;
  str5.assign("hello C++", 3);   //赋值前三个字符
  cout << "str5 = " << str5 << endl;

  //第六种
  string str6;
  str6.assign(str5);
  cout << "str6 = " << str6 << endl;

  //第七种
  string str7;
  str7.assign(5, 'a');
  cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

str3 = a
str4 = hello C++
str5 = hel
str6 = hel
str7 = aaaaa
请按任意键继续. . .

总结：​ string的赋值方式很多，​​operator=​​ 这种方式是比较实用的

3.1.4 string字符串拼接

功能描述：实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

• ​​string& operator+=(const char* str);​​ //重载+=操作符
• ​​string& operator+=(const char c);​​ //重载+=操作符
• ​​string& operator+=(const string& str);​​ //重载+=操作符
• ​​string& append(const char *s);​​ //把字符串s连接到当前字符串结尾
• ​​string& append(const char *s, int n);​​ //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
• ​​string& append(const string &s);​​ //同operator+=(const string& str)
• ​​string& append(const string &s, int pos, int n);​​//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string字符串拼接

void test01() {
  string str1 = "我";
  str1 += "爱玩游戏";

  cout << "str1 = " << str1 << endl;

  //第二种， 追加一个字符
  str1 += ':';
  cout << "str1 = " << str1 << endl;

  //第三种   拼接一个字符串
  string str2 = "LOL";
  str1 += str2;
  cout << "str1 = " << str1 << endl;

  //第四种
  string str3 = "I";
  str3.append(" love ");
  cout << "str3 = " << str3 << endl;

  //第五种
  str3.append("game abcde", 5);  //前四个字符
  cout << "str3 = " << str3 << endl;

  //第六种
  str3.append(str2);
  cout << "str3 = " << str3 << endl;

  //第七种
  str3.append(str2, 1,2);  //追加str2的两个字符，从索引1开始的两个字符
  cout << "str3 = " << str3 << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

str1 = 我爱玩游戏
str1 = 我爱玩游戏:
str1 = 我爱玩游戏:LOL
str3 = I love
str3 = I love game
str3 = I love game LOL
str3 = I love game LOLOL
请按任意键继续. . .

3.1.5 string查找和替换

功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

• ​​int find(const string& str, int pos = 0) const;​​ //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
• ​​int find(const char* s, int pos = 0) const;​​ //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
• ​​int find(const char* s, int pos, int n) const;​​ //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
• ​​int find(const char c, int pos = 0) const;​​ //查找字符c第一次出现位置
• ​​int rfind(const string& str, int pos = npos) const;​​ //查找str最后一次位置,从pos开始查找
• ​​int rfind(const char* s, int pos = npos) const;​​ //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
• ​​int rfind(const char* s, int pos, int n) const;​​ //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
• ​​int rfind(const char c, int pos = 0) const;​​ //查找字符c最后一次出现位置
• ​​string& replace(int pos, int n, const string& str);​​ //替换从pos开始n个字符为字符串str
• ​​string& replace(int pos, int n,const char* s);​​ //替换从pos开始的n个字符为字符串s

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string的查找和替换
//1、查找
void test01() {
  string str1 = "abcdefgde";
  int index1 = str1.find("de");
  cout << "index1 = " << index1 << endl;

  int index2 = str1.find("ad");    //-1
  if (index2 == -1) {
    cout << "未找到字符串!" << endl;
  }

  //rfind
  int pos = str1.rfind("de");   //从左往右找
  cout << "pos = " << pos << endl;
}

//2、替换
void test02() {
  string str1 = "abcdefg";
  str1.replace(1, 3, "1111");   //从索引1开始替换3个字符
  cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main() {
  test01();
  cout << "\n";
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

index1 = 3
未找到字符串!
pos = 7

str1 = a1111efg
请按任意键继续. . .

总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左
• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

3.1.6 string字符串比较

功能描述：字符串之间的比较

比较方式：字符串比较是按字符的ASCII码进行对比

= 返回 0
> 返回 1
< 返回 -1

函数原型：

• ​​int compare(const string &s) const;​​ //与字符串s比较
• ​​int compare(const char *s) const;​​ //与字符串s比较

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string的比较

void test01() {
  string str1 = "hello";
  string str2 = "hello";
  if (str1.compare(str2) == 0) {
    cout << "str1 == str2" << endl;
  }

  string str3 = "hella";
  int i = str1.compare(str3);  //str1 大于 str3
  cout << "i = " << i << endl;
}


int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

str1 == str2
i = 1
请按任意键继续. . .

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

3.1.7 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

• ​​char& operator[](int n);​​ //通过[]方式取字符
• ​​char& at(int n);​​ //通过at方法获取字符

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string字符存取

void test01() {
  string str = "hello";
  cout << "str = " << str << endl;

  //1、通过[]访问单个字符
  for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
    cout << str[i] << " ";
  }
  cout << endl;

  //2、通过at方式访问单个字符
  for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
    cout << str.at(i) << " ";
  }
  cout << endl;

  //修改单个字符
  str[0] = 'x';
  cout << "str = " << str << endl;

  str.at(1) = 'x';
  cout << "str = " << str << endl;
}


int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

str = hello
h e l l o
h e l l o
str = xello
str = xxllo
请按任意键继续. . .

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

3.1.8 string插入和删除

功能描述：对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

• ​​string& insert(int pos, const char* s);​​ //插入字符串
• ​​string& insert(int pos, const string& str);​​ //插入字符串
• ​​string& insert(int pos, int n, char c);​​ //在指定位置插入n个字符c
• ​​string& erase(int pos, int n = npos);​​ //删除从Pos开始的n个字符

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string 插入和删除
void test01() {
  string str = "hello";

  //插入
  str.insert(1, "222");
  cout << "str = " << str << endl;

  //删除
  str.erase(1, 3);  //从索引1开始删除3个
  cout << "str = " << str << endl;
}


int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

str = h222ello
str = hello
请按任意键继续. . .

3.1.9 string子串

功能描述：从字符串中获取想要的子串
函数原型：​​​string substr(int pos = 0, int n = npos) const;​​ //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

#include<iostream>
using namespace std;
#include<iostream>

//string子串

void test01() {
  string str = "abcdef";

  string subStr = str.substr(1, 3);  //从索引1开始截3个
  cout << "sunStr = " << subStr << endl;
}

//实用操作
void test02() {
  string email = "[e-mail]";
  int pos = email.find("@");
  
  string usrName = email.substr(0, pos);
  cout << "usrName = " << usrName << endl;
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

sunStr = bcd
usrName = zhangsan
请按任意键继续. . .

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

功能描述：创建vector容器

函数原型：

• ​​vector<T> v;​​ //采用模板实现类实现，默认构造函数
• ​​vector(v.begin(), v.end());​​ //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
• ​​vector(n, elem);​​ //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• ​​vector(const vector &vec);​​ //拷贝构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>&v){
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

//vector容器构造
void test01() {
  vector<int>v1;   //默认构造  无参构造
  
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  printVector(v1);

  //通过区间方式进行构造
  vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
  printVector(v2);

  //n个elem方式构造
  vector<int>v3(10, 100);   //10个100
  printVector(v3);

  //拷贝构造
  vector<int>v4(v3);
  printVector(v4);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
请按任意键继续. . .

3.2.3 vector赋值操作

功能描述：给vector容器进行赋值

函数原型：

• ​​vector& operator=(const vector &vec);​​//重载等号操作符
• ​​assign(beg, end);​​ //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• ​​assign(n, elem);​​ //将n个elem拷贝赋值给本身

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>& v) {
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

//vector赋值
void test01() {
  vector<int>v1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  printVector(v1);

  //赋值 =
  vector<int>v2;
  v2 = v1;
  printVector(v2);

  //assign
  vector<int>v3;
  v3.assign(v1.begin(), v1.end());
  printVector(v3);

  //n个elem方式赋值
  vector<int>v4;
  v4.assign(10, 100);    //10个100
  printVector(v4);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
请按任意键继续. . .

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• ​​empty();​​ //判断容器是否为空
• ​​capacity();​​ //容器的容量
• ​​size();​​ //返回容器中元素的个数
• ​​resize(int num);​​​ //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• ​​resize(int num, elem);​​​ //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector容器的容量和大小操作

void printVector(vector<int>& v) {
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  vector<int> v1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  printVector(v1);

  if (v1.empty())  //为真  则为空
  {
    cout << "v1为空" << endl;
  }
  else {
    cout << "v1不为空" << endl;
    cout << "v1的容量为: " << v1.capacity() << endl;
    cout << "v1的大小为: " << v1.size() << endl;
  }

  //重新指定大小
  v1.resize(15, 100);  //默认填充为最后那个参数
  cout << "\n重新指定大小后：" << endl;
  printVector(v1);
  cout << "现在v1的容量为: " << v1.capacity() << endl;
  cout << "现在v1的大小为: " << v1.size() << endl;

  //重新指定的大小过小  则删除超出部分
  cout << "\n重新指定的大小过小  则删除超出部分. . . " << endl;
  v1.resize(5);
  printVector(v1);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1不为空
v1的容量为: 13
v1的大小为: 10

重新指定大小后：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 100 100 100 100
现在v1的容量为: 19
现在v1的大小为: 15

重新指定的大小过小  则删除超出部分. . .
0 1 2 3 4
请按任意键继续. . .

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• ​​push_back(ele);​​ //尾部插入元素ele
• ​​pop_back();​​ //删除最后一个元素
• ​​insert(const_iterator pos, ele);​​ //迭代器指向位置pos插入元素ele
• ​​insert(const_iterator pos, int count,ele);​​//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• ​​erase(const_iterator pos);​​ //删除迭代器指向的元素
• ​​erase(const_iterator start, const_iterator end);​​//删除迭代器从start到end之间的元素
• ​​clear();​​ //删除容器中所有元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector插入和删除

void printVector(vector<int>& v) {
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  vector<int> v1;

  //尾插
  v1.push_back(10);
  v1.push_back(20);
  v1.push_back(30);
  v1.push_back(40);
  v1.push_back(50);

  //遍历
  printVector(v1);

  //尾删
  v1.pop_back();
  printVector(v1);

  //插入
  v1.insert(v1.begin(), 100);   //第一个参数是迭代器
  printVector(v1);

  v1.insert(v1.begin(), 2, 200);   //两个200
  printVector(v1);

  //删除  参数也是迭代器
  v1.erase(v1.begin());
  printVector(v1);

  v1.erase(v1.begin(), v1.end());   //提供一个删除的区间
  printVector(v1);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40 50
10 20 30 40
100 10 20 30 40
200 200 100 10 20 30 40
200 100 10 20 30 40

请按任意键继续. . .

3.2.6 vector数据存取

功能描述：对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• ​​at(int idx);​​ //返回索引idx所指的数据
• ​​operator[];​​ //返回索引idx所指的数据
• ​​front();​​ //返回容器中第一个数据元素
• ​​back();​​ //返回容器中最后一个数据元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector容器 数据存取

void test01() {
  vector<int>v1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }

  //利用[]访问数组中元素
  for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
    cout << v1[i] << " ";
  }
  cout << endl;

  //利用at方式访问元素
  for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
    cout << v1.at(i) << " ";
  }
  cout << endl;

  //获取第一个元素
  cout << "第一个元素为：" << v1.front() << endl;

  //获取最后一个元素
  cout << "最后一个元素为：" << v1.back() << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
第一个元素为：0
最后一个元素为：9
请按任意键继续. . .

3.2.7 vector互换容器

功能描述：实现两个容器内元素进行互换

函数原型：​​swap(vec);​​ // 将vec与本身的元素互换

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector容器 互换
//1、基本的使用
void printVector(vector<int>& v) {
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}
void test01() {
  vector<int>v1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  cout << "交换前：" << endl;
  printVector(v1);

  vector<int> v2;
  for (int i = 10; i > 0; i--) {
    v2.push_back(i);
  }
  printVector(v2);

  cout << "交换后：" << endl;
  v1.swap(v2);
  printVector(v1);
  printVector(v2);
}

//2、实际用途
//巧用swap可以收缩内存空间
void test02() {
  vector<int> v;
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    v.push_back(i);
  }
  cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

  v.resize(3);
  cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
  cout << "\n";

  //巧用swap收缩内存
  vector<int>(v).swap(v);
  cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
  cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}


int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

交换前：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
交换后：
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v的容量为：138255
v的大小为：100000
v的容量为：138255
v的大小为：3

v的容量为：3
v的大小为：3
请按任意键继续. . .

3.2.8 vector预留空间

功能描述：减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：​​reserve(int len);​​//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

//vector 预留空间
void printVector(vector<int>& v) {
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}
void test01() {
  vector<int>v;

  //利用reverse预留空间
  v.reserve(100000);

  int num = 0;  //统计开辟次数
  int* p = NULL;
  for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    v.push_back(i);

    if (p != &v[0]) {
      p = &v[0];
      num++;
    }
  }

  cout << "num = " << num << endl;   //没用预留空间时是30次
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

num = 1
请按任意键继续. . .

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

3.3 deque容器

3.3.1 deque容器基本概念

功能：双端数组，可以对头端进行插入删除操作

deque与vector区别：

• vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
• deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
• vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

deque内部工作原理:
deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

deque容器的迭代器也是支持随机访问的

3.3.2 deque构造函数

功能描述：deque容器构造

函数原型：

• ​​deque<T> deqT;​​ //默认构造形式
• ​​deque(beg, end);​​ //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• ​​deque(n, elem);​​ //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• ​​deque(const deque &deq);​​ //拷贝构造函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque  构造函数

void printDeque(const deque<int>&d) {   //const只读
  for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    //*it = 100;   现在容器中数据不可以修改了
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  deque<int> d1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    d1.push_back(i);
  }
  printDeque(d1);

  //2.区间方式赋值
  deque<int> d2(d1.begin(), d1.end());
  printDeque(d2);

  //3.
  deque<int>d3(10, 100);   //10个100
  printDeque(d3);

  //4.拷贝构造赋值
  deque<int>d4(d3);
  printDeque(d4);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
请按任意键继续. . .

总结：deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

3.3.3 deque赋值操作

功能描述：给deque容器进行赋值

函数原型：

• ​​deque& operator=(const deque &deq);​​ //重载等号操作符
• ​​assign(beg, end);​​ //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• ​​assign(n, elem);​​ //将n个elem拷贝赋值给本身。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque容器  赋值操作

void printDeque(const deque<int>&d) {   //const只读
  for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    //*it = 100;   现在容器中数据不可以修改了
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  deque<int> d1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    d1.push_back(i);
  }
  printDeque(d1);

  //operator=赋值
  deque<int>d2;
  d2 = d1;
  printDeque(d2);

  //assign赋值
  deque<int>d3;
  d3.assign(d1.begin(), d1.end());
  printDeque(d3);

  //第4种
  deque<int>d4;
  d4.assign(10, 100);
  printDeque(d4);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
请按任意键继续. . .

3.3.4 deque大小操作

功能描述：对deque容器的大小进行操作

函数原型：

• ​​deque.empty();​​ //判断容器是否为空
• ​​deque.size();​​ //返回容器中元素的个数
• ​​deque.resize(num);​​​ //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。
  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• ​​deque.resize(num, elem);​​​ //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。
  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque容器  赋值操作

void printDeque(const deque<int>&d) {   //const只读
  for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    //*it = 100;   现在容器中数据不可以修改了
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  deque<int> d1;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    d1.push_back(i);
  }
  printDeque(d1);

  if (d1.empty()) {
    cout << "d1为空" << endl;
  }
  else {
    cout << "d1不为空" << endl;
    cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
  }
  
  //重新指定大小
  d1.resize(15,111);   //111填充到15个
  printDeque(d1);

  d1.resize(5);
  printDeque(d1);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
d1不为空
d1的大小为：10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 111 111 111 111 111
0 1 2 3 4
请按任意键继续. . .

3.3.5 deque 插入和删除

功能描述：向deque容器中插入和删除数据

函数原型：
两端插入操作：

• ​​push_back(elem);​​ //在容器尾部添加一个数据
• ​​push_front(elem);​​ //在容器头部插入一个数据
• ​​pop_back();​​ //删除容器最后一个数据
• ​​pop_front();​​ //删除容器第一个数据

指定位置操作：

• ​​insert(pos,elem);​​ //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• ​​insert(pos,n,elem);​​ //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• ​​insert(pos,beg,end);​​ //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• ​​clear();​​ //清空容器的所有数据
• ​​erase(beg,end);​​ //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• ​​erase(pos);​​ //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque容器  插入和删除

void printDeque(const deque<int>&d) {   //const只读
  for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    //*it = 100;   现在容器中数据不可以修改了
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  deque<int> d1;

  //尾插
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);

  //头插
  d1.push_front(100);
  d1.push_front(200);
  printDeque(d1);

  //尾删
  d1.pop_back();
  printDeque(d1);

  //头删
  d1.pop_front();
  printDeque(d1);
}

void test02() {
  deque<int> d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_front(100);
  d1.push_front(200);
  printDeque(d1);

  //insert插入
  d1.insert(d1.begin(), 1000);
  printDeque(d1);

  d1.insert(d1.begin(), 2, 2000);  //头部插入2个2000
  printDeque(d1);

  //按照区间进行插入
  deque<int>d2;
  d2.push_back(1);
  d2.push_back(2);
  d2.push_back(3);

  d1.insert(d1.begin(), d2.begin(), d2.end());  //指定位置插入区间
  printDeque(d1);
}

void test03() {
  deque<int> d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_front(100);
  d1.push_front(200);
  printDeque(d1);

  //删除
  deque<int>::iterator it = d1.begin();
  it++;
  d1.erase(it);  //第二个元素
  printDeque(d1);

  //按区间方式删除
  d1.erase(d1.begin(), d1.end());
  printDeque(d1);

  //清空
  d1.clear();
  printDeque(d1);
}

int main() {
  test03();
  system("pause");
  return 0;
}

3.3.6 deque 数据存取

功能描述：对deque 中的数据的存取操作

函数原型：

• ​​at(int idx);​​ //返回索引idx所指的数据
• ​​operator[];​​ //返回索引idx所指的数据
• ​​front();​​ //返回容器中第一个数据元素
• ​​back();​​ //返回容器中最后一个数据元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>

//deque容器  数据存取

void test01() {
  deque<int> d1;
  d1.push_back(10);
  d1.push_back(20);
  d1.push_back(30);
  d1.push_front(100);
  d1.push_front(200);
  d1.push_front(300);

  //通过[]方式访问元素
  for (int i = 0; i < d1.size(); i++) {
    cout << d1[i] << " ";
  }
  cout << endl;

  //通过at方式访问元素
  for (int i = 0; i < d1.size(); i++) {
    cout << d1.at(i) << " ";
  }
  cout << endl;

  cout << "第一个元素：" << d1.front() << endl;
  cout << "最后一个元素：" << d1.back() << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

300 200 100 10 20 30
300 200 100 10 20 30
第一个元素：300
最后一个元素：30
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3.3.7 deque 排序

功能描述：利用算法实现对deque容器进行排序

算法：​​sort(iterator beg, iterator end)​​ //对beg和end区间内元素进行排序

#include<iostream>
using namespace std;
#include<deque>
#include<algorithm>  //标准算法的头文件

//deque容器  排序

void printDeque(const deque<int>& d) {
  for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  deque<int>d;
  d.push_back(10);
  d.push_back(20);
  d.push_back(30);
  d.push_front(100);
  d.push_front(200);
  d.push_front(300);
  printDeque(d);

  //排序
  //对于支持随机访问的迭代器的容器 都可以利用sort排序
  //vector容器也可以
  sort(d.begin(), d.end());   //默认升序
  cout << "排序后：" << endl;
  printDeque(d);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

300 200 100 10 20 30
排序后：
10 20 30 100 200 300
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3.4 案例-评委打分

案例描述
有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。

实现步骤
1、创建五名选手，放到vector中
2、遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
3、sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
4、deque容器遍历一遍，累加总分
5、获取平均分

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<deque>
#include<string>
#include<algorithm>  //标准算法的头文件
#include<ctime>

class Person {
public:
  Person(string name, int score) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Score = score;
  }

  string m_Name;  //姓名
  int m_Score;   //平均分
};

void createPerson(vector<Person>& v) {   //引用方式传入
  string nameSeed = "ABCDE";
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    string name = "选手";
    name += nameSeed[i];

    int score = 0;

    Person p(name, score);

    //将创建的Person对象放入容器中
    v.push_back(p);
  }
}

//打分
void setScore(vector<Person>& v) {
  for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    //将评委的分数  放入到deque容器中
    deque<int>d;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      int score = rand() % 41 + 60;   //60~100
      d.push_back(score);
    }

    cout << "选手：" << it->m_Name << "\n打分：" << endl;
    for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++) {
      cout << *dit << " ";
    }
    cout << endl;

    //排序
    sort(d.begin(), d.end());

    //去除最高分和最低分
    d.pop_back();
    d.pop_front();

    //取平均分
    int sum = 0;
    for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++) {
      sum += *dit;   //累加分数
    }

    int avg = sum / d.size();

    //将平均分赋值给选手
    it->m_Score = avg;
  }
}

void test01() {
  //随机数种子
  srand((unsigned int)time(NULL));

  //1、创建5名选手
  vector<Person>v;
  createPerson(v);

  //2、给5名选手打分
  setScore(v);

  //3、显示最后得分
  cout << "\n最终：" << endl;
  for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  分数：" << (*it).m_Score << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

选手：选手A
打分：
89 65 91 85 76 62 81 79 88 80
选手：选手B
打分：
93 91 88 73 96 90 90 87 87 88
选手：选手C
打分：
92 77 95 94 88 96 83 78 78 70
选手：选手D
打分：
91 86 93 84 70 79 79 90 77 95
选手：选手E
打分：
91 68 76 95 70 83 83 67 92 69

最终：
姓名：选手A  分数：80
姓名：选手B  分数：89
姓名：选手C  分数：85
姓名：选手D  分数：84
姓名：选手E  分数：79
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3.5 stack容器

3.5.1 stack 基本概念

概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据称为 — 入栈 ​​push​​

栈中弹出数据称为 — 出栈 ​​pop​​

3.5.2 stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：
​​​stack<T> stk;​​​ //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
​​​stack(const stack &stk);​​ //拷贝构造函数

赋值操作：
​​​stack& operator=(const stack &stk);​​ //重载等号操作符

数据存取：
​​​push(elem);​​​ //向栈顶添加元素
​​​pop();​​​ //从栈顶移除第一个元素
​​​top();​​ //返回栈顶元素

大小操作：
​​​empty();​​​ //判断堆栈是否为空
​​​size();​​ //返回栈的大小

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stack>

//栈stack容器

void test01() {
  //特点：符合先进后出数据结构
  stack<int>s;

  //入栈
  s.push(10);
  s.push(20);
  s.push(30);
  s.push(40);

  cout << "栈的大小：" << s.size() << endl;

  //只要栈不为空，查看栈顶，并且执行出栈操作
  while (!s.empty()) {
    //查看栈顶元素
    cout << "栈顶元素为：" << s.top() << endl;

    //出栈
    s.pop();
  }

  cout << "栈的大小：" << s.size() << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

栈的大小：4
栈顶元素为：40
栈顶元素为：30
栈顶元素为：20
栈顶元素为：10
栈的大小：0
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3.6 queue 容器

3.6.1 queue 基本概念

概念：Queue（队列）是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 — 入队 ​​push​​

队列中出数据称为 — 出队 ​​pop​​

3.6.2 queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：
​​​queue<T> que;​​​ //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
​​​queue(const queue &que);​​ //拷贝构造函数

赋值操作：
​​​queue& operator=(const queue &que);​​ //重载等号操作符

数据存取：
​​​push(elem);​​​ //往队尾添加元素
​​​pop();​​​ //从队头移除第一个元素
​​​back();​​​ //返回最后一个元素
​​​front();​​ //返回第一个元素

大小操作：
​​​empty();​​​ //判断堆栈是否为空
​​​size();​​ //返回栈的大小

#include<iostream>
using namespace std;
#include<queue>

//queue队列

class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
};

void test01() {
  //创建队列
  queue<Person>q;

  //准备数据
  Person p1("张三", 18);
  Person p2("李四", 20);
  Person p3("王五", 22);
  Person p4("赵六", 24);

  //入队
  q.push(p1);
  q.push(p2);
  q.push(p3);
  q.push(p4);
  cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;

  //判断只要队列不为空 查看对头 查看对尾  出队
  while (!q.empty()) {
    //查看对头
    cout << "对头元素----姓名：" << q.front().m_Name << "  年龄：" << q.front().m_Age << endl;

    //查看对尾
    cout << "对头元素----姓名：" << q.back().m_Name << "  年龄：" << q.back().m_Age << endl;
    cout << "\n";

    //出队
    q.pop();
  }
  cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

队列大小为：4
对头元素----姓名：张三  年龄：18
对头元素----姓名：赵六  年龄：24

对头元素----姓名：李四  年龄：20
对头元素----姓名：赵六  年龄：24

对头元素----姓名：王五  年龄：22
对头元素----姓名：赵六  年龄：24

对头元素----姓名：赵六  年龄：24
对头元素----姓名：赵六  年龄：24

队列大小为：0
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3.7 list容器

3.7.1 list基本概念

功能：将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：
1、采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
2、链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：
1、链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

3.7.2 list构造函数

功能描述：创建list容器

函数原型：

• ​​list<T> lst;​​ //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
• ​​list(beg,end);​​ //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
• ​​list(n,elem);​​ //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• ​​list(const list &lst);​​ //拷贝构造函数。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器构造函数

void printList(const list<int>&L) {
  for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  //创建list容器
  list<int>L1;

  //添加数据
  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);
  L1.push_back(40);

  //遍历容器
  printList(L1);


  //2、区间方式构造
  list<int>L2(L1.begin(), L1.end());
  printList(L2);

  //3、拷贝构造
  list<int>L3(L2);
  printList(L3);

  //4、n个elem
  list<int>L4(10, 100);   //10个100
  printList(L4);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40
10 20 30 40
10 20 30 40
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
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总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3.7.3 list 赋值和交换

功能描述：给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

• ​​assign(beg, end);​​ //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• ​​assign(n, elem);​​ //将n个elem拷贝赋值给本身。
• ​​list& operator=(const list &lst);​​ //重载等号操作符
• ​​swap(lst);​​ //将lst与本身的元素互换。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器 赋值和交换

void printList(const list<int>&L){
  for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

//赋值
void test01() {
  list<int>L1;

  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);
  L1.push_back(40);
  printList(L1);

  list<int>L2;
  L2 = L1;    //=赋值
  printList(L2);

  list<int>L3;
  L3.assign(L2.begin(), L2.end());
  printList(L3);

  list<int>L4;
  L4.assign(10, 100);
  printList(L4);
}

//交换
void test02() {
  list<int>L1;

  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);
  L1.push_back(40);
  

  list<int>L2;
  L2.assign(10, 100);

  cout << "交换前：" << endl;
  printList(L1);
  printList(L2);

  L1.swap(L2);

  cout << "交换后：" << endl;
  printList(L1);
  printList(L2);
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

交换前：
10 20 30 40
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
交换后：
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
10 20 30 40
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3.7.4 list 大小操作

功能描述：对list容器的大小进行操作

函数原型：

• ​​size();​​ //返回容器中元素的个数
• ​​empty();​​ //判断容器是否为空
• ​​resize(num);​​​ //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。
  ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
• ​​resize(num, elem);​​​ //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。
  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器 大小操作

void printList(const list<int>& L) {
  for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  list<int>L1;

  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);
  L1.push_back(40);
  printList(L1);

  //判断容器是否为空
  if (L1.empty()) {
    cout << "L1为空" << endl;
  }
  else {
    cout << "L1不为空" << endl;
    cout << "L1的元素个数：" << L1.size() << endl;
  }

  L1.resize(10, 222);   //222填充到10个
  printList(L1);

  L1.resize(2);
  printList(L1);

  L1.clear();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40
L1不为空
L1的元素个数：4
10 20 30 40 222 222 222 222 222 222
10 20
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3.7.5 list 插入和删除

函数原型：

• ​​push_back(elem);​​//在容器尾部加入一个元素
• ​​pop_back();​​//删除容器中最后一个元素
• ​​push_front(elem);​​//在容器开头插入一个元素
• ​​pop_front();​​//从容器开头移除第一个元素
• ​​insert(pos,elem);​​//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
• ​​insert(pos,n,elem);​​//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
• ​​insert(pos,beg,end);​​//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
• ​​clear();​​//移除容器的所有数据
• ​​erase(beg,end);​​//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
• ​​erase(pos);​​//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
• ​​remove(elem);​​//删除容器中所有与elem值匹配的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器 插入和删除

void printList(const list<int>& L) {
  for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  list<int>L1;

  //尾插
  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);

  //头插
  L1.push_front(100);
  L1.push_front(200);
  L1.push_front(300);
  printList(L1);

  //尾删
  L1.pop_back();

  //头删
  L1.pop_front();
  printList(L1);

  //insert插入
  list<int>::iterator it = L1.begin();
  it++;

  L1.insert(it, 1000);
  printList(L1);


  //删除
  it = L1.begin();   
  L1.erase(it);
  printList(L1);

  //移除
  L1.push_back(10);   //移除所有的10
  printList(L1);
  L1.remove(10);
  printList(L1);

  L1.clear();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

300 200 100 10 20 30
200 100 10 20
200 1000 100 10 20
1000 100 10 20
1000 100 10 20 10
1000 100 20
请按任意键继续. . .

3.7.6 list 数据存取

函数原型：

• ​​front();​​ //返回第一个元素。
• ​​back();​​ //返回最后一个元素。

注意：不支持at和[]访问数据

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>

//list容器 数据存取

void test01() {
  list<int>L1;

  //尾插
  L1.push_back(10);
  L1.push_back(20);
  L1.push_back(30);
  L1.push_back(40);

  //L1[0];   //不支持，list无序
  //L1.at(0);

  cout << "第一个元素：" << L1.front() << endl;
  cout << "最后一个元素：" << L1.back() << endl;

  //验证迭代器是不支持随机访问的
  list<int>::iterator it = L1.begin();
  it++;
  it--;
  //it = it + 2;   //不支持随机访问   ，只支持++和-- 双向访问
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

第一个元素：10
最后一个元素：40
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3.7.7 list 反转和排序

函数原型：

• ​​reverse();​​ //反转链表
• ​​sort();​​ //链表排序

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
//#include<algorithm>

//list容器 数据存取
void printList(const list<int>& L) {
  for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

bool myCompare(int v1, int v2) {
  //降序   第一个数 > 第二个数
  return v1 > v2;
}

void test01() {
  list<int>L1;

  L1.push_back(20);
  L1.push_back(10);
  L1.push_back(50);
  L1.push_back(40);
  L1.push_back(30);
  printList(L1);

  //排序   升序
  //sort(L1.begin(), L1.end());   //错的，因为无序
  L1.sort();   //成员函数，  默认升序
  printList(L1);

  //反转  
  L1.reverse();
  printList(L1);

  //降序
  L1.sort(myCompare);
  printList(L1);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

20 10 50 40 30
10 20 30 40 50
50 40 30 20 10
50 40 30 20 10
请按任意键继续. . .

3.7.8 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

#include<iostream>
using namespace std;
#include<list>
#include<string>

class Person {
public:
  Person(string name, int age, int height) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
    this->m_Height = height;
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
  int m_Height;
};

//指定排序规则
bool comparePerson(Person&p1, Person&p2) {
  //按照年龄升序
  if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
    //按照身高降序
    return p1.m_Height < p2.m_Height;
  }
  else {
    return p1.m_Age < p2.m_Age;
  }
}

void test01() {
  list<Person>L;   //创建容器
  
  Person p1("刘备", 35, 175);
  Person p2("曹操", 45, 180);
  Person p3("孙权", 40, 170);
  Person p4("赵云", 25, 190);
  Person p5("张飞", 35, 160);
  Person p6("关羽", 35, 200);

  //插入数据
  L.push_back(p1);
  L.push_back(p2);
  L.push_back(p3);
  L.push_back(p4);
  L.push_back(p5);
  L.push_back(p6);

  for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << "  身高：" << it->m_Height << endl;
  }

  //排序
  cout << "-----------------------------------" << endl;
  cout << "排序后：" << endl;
  L.sort(comparePerson);
  for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << (*it).m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << "  身高：" << it->m_Height << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

姓名：刘备  年龄：35  身高：175
姓名：曹操  年龄：45  身高：180
姓名：孙权  年龄：40  身高：170
姓名：赵云  年龄：25  身高：190
姓名：张飞  年龄：35  身高：160
姓名：关羽  年龄：35  身高：200
-----------------------------------
排序后：
姓名：赵云  年龄：25  身高：190
姓名：张飞  年龄：35  身高：160
姓名：刘备  年龄：35  身高：175
姓名：关羽  年龄：35  身高：200
姓名：孙权  年龄：40  身高：170
姓名：曹操  年龄：45  身高：180
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3.8 set/ multiset 容器

3.8.1 set基本概念

简介：所有元素都会在插入时自动被排序

本质：set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。

set和multiset区别：

1. set不允许容器中有重复的元素
2. multiset允许容器中有重复的元素

3.8.2 set构造和赋值

功能描述：创建set容器以及赋值

构造：
​​​set<T> st;​​​ //默认构造函数：
​​​set(const set &st);​​ //拷贝构造函数

赋值：
​​​set& operator=(const set &st);​​ //重载等号操作符

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器  构造和赋值

void printSet(set<int>& s) {
  for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  set<int>s1;

  //插入数据
  s1.insert(10);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);


  //遍历容器
  //set容器特点：有序（升序）  无重复元素
  printSet(s1);

  //2、拷贝构造
  set<int>s2(s1);
  printSet(s2);

  //3、赋值
  set<int>s3;
  s3 = s2;
  printSet(s3);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40
10 20 30 40
10 20 30 40
请按任意键继续. . .

总结：
1、set容器插入数据时用insert
2、set容器插入数据的数据会自动排序

3.8.3 set大小和交换

函数原型：

• ​​size();​​ //返回容器中元素的数目
• ​​empty();​​ //判断容器是否为空
• ​​swap(st);​​ //交换两个集合容器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

void printSet(set<int>& s) {
  for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  set<int>s1;

  //插入数据
  s1.insert(10);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);

  if (s1.empty()) {
    cout << "s1为空" << endl;
  }
  else {
    cout << "s1不为空" << endl;
    cout << "s1的大小为：" << s1.size() << endl;
  }
}

void test02() {
  set<int>s1;
  s1.insert(10);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);

  set<int>s2;
  s2.insert(100);
  s2.insert(200);
  s2.insert(300);

  cout << "交换前：" << endl;
  printSet(s1);
  printSet(s2);

  s1.swap(s2);
  cout << "交换后：" << endl;
  printSet(s1);
  printSet(s2);
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

交换前：
10 20 30 40
100 200 300
交换后：
100 200 300
10 20 30 40
请按任意键继续. . .

3.8.4 set插入和删除

函数原型：

• ​​insert(elem);​​ //在容器中插入元素。
• ​​clear();​​ //清除所有元素
• ​​erase(pos);​​ //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• ​​erase(beg, end);​​ //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• ​​erase(elem);​​ //删除容器中值为elem的元素。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器  插入和删除

void printSet(set<int>& s) {
  for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  set<int>s1;

  //插入数据
  s1.insert(10);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);
  printSet(s1);

  //删除指定元素
  s1.erase(s1.begin());
  printSet(s1);

  s1.erase(30);
  printSet(s1);

  s1.erase(s1.begin(), s1.end());
  printSet(s1);

  //清空
  s1.clear();
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40
20 30 40
20 40

请按任意键继续. . .

3.8.5 set查找和统计

函数原型：

• ​​find(key);​​ //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• ​​count(key);​​ //统计key的元素个数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器  查找和统计

void test01() {
  set<int>s1;

  //插入数据
  s1.insert(10);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);

  //查找
  set<int>::iterator pos = s1.find(30);
  if (pos != s1.end()) {
    cout << "找到元素：" << *pos << endl;
  }
  else {
    cout << "未找到元素" << endl;
  }

  //统计
  int number = s1.count(30);   //要么为1   要么为0
  cout << "number = " << number << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

找到元素：30
number = 1
请按任意键继续. . .

3.8.6 set和multiset区别

区别：

• set不可以插入重复数据，而multiset可以
• set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
• multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器  multiset容器  区别
void printSet(multiset<int>& s) {
  for (multiset<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  set<int>s;
  pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);
  if (ret.second) {
    cout << "第一次插入成功" << endl;
  }
  else {
    cout << "第一次插入失败" << endl;
  }

  ret = s.insert(10);
  if (ret.second) {
    cout << "第二次插入成功" << endl;
  }
  else {
    cout << "第二次插入失败" << endl;
  }
  cout << "\n";


  multiset<int>s1;

  //插入数据
  s1.insert(10);
  s1.insert(20);
  s1.insert(30);
  s1.insert(40);
  s1.insert(30);
  printSet(s1);   //有序  允许重复元素

}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

第一次插入成功
第二次插入失败

10 20 30 30 40
请按任意键继续. . .

3.8.7 pair对组创建

功能描述：成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据

两种创建方式：

1. ​​pair<type, type> p ( value1, value2 );​​
2. ​​pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );​​

#include<iostream>
using namespace std;

//pair对组 的创建

void test01() {
  //第一种方式
  pair<string, int>p("Tom", 20);
  cout << "姓名：" << p.first << "\t年龄：" << p.second << endl;


  //第二种
  pair<string, int>p2 = make_pair("张三", 22);
  cout << "姓名：" << p2.first << "\t年龄：" << p2.second << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

姓名：Tom       年龄：20
姓名：张三      年龄：22
请按任意键继续. . .

3.8.8 set容器排序

学习目标：set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则

主要技术点：利用仿函数，可以改变排序规则

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器排序

class MyCompare {
public:
  bool operator()(int v1, int v2) const   //为什么2019要加const？
  {
    return v1 > v2;
  }
};

void test01() {
  set<int>s1;
  s1.insert(10);
  s1.insert(40);
  s1.insert(20);
  s1.insert(50);
  s1.insert(30);

  for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  //指定排序规则  从大到小
  set<int, MyCompare>s2;
  s2.insert(10);
  s2.insert(40);
  s2.insert(20);
  s2.insert(50);
  s2.insert(30);

  for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40 50
50 40 30 20 10
请按任意键继续. . .

示例二 set存放自定义数据类型

#include<iostream>
using namespace std;
#include<set>

//set容器排序  存放自定义数据类型

class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }
  string m_Name;
  int m_Age;
};

class comparePerson {
public:
  bool operator()(const Person& p1, const Person& p2) const
  {
    //按照年龄  降序
    return p1.m_Age > p2.m_Age;
  }
};

void test01() {
  set<Person, comparePerson>s;  //自定义数据类型需要指定排序规则

  //创建Person对象
  Person p1("张三", 18);
  Person p2("李四", 20);
  Person p3("王五", 22);
  Person p4("赵六", 24);

  s.insert(p1);
  s.insert(p2);
  s.insert(p3);
  s.insert(p4);

  for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    cout << "姓名：" << it->m_Name << "\t年龄：" << it->m_Age << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

姓名：赵六      年龄：24
姓名：王五      年龄：22
姓名：李四      年龄：20
姓名：张三      年龄：18
请按任意键继续. . .

3.9 map/ multimap容器

3.9.1 map基本概念

简介：
map中所有元素都是pair
pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
所有元素都会根据元素的键值自动排序

本质：map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现

优点：可以根据key值快速找到value值

map和multimap区别：

• map不允许容器中有重复key值元素
• multimap允许容器中有重复key值元素

3.9.2 map构造和赋值

构造：
​​​map<T1, T2> mp;​​​ //map默认构造函数:
​​​map(const map &mp);​​ //拷贝构造函数

赋值：
​​​map& operator=(const map &mp);​​ //重载等号操作符

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

//map容器 构造和赋值

void printMap(map<int, int>& m) {
  for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
    cout << "key = " << it->first << "\t\tvalue = " << it->second << endl;
  }
  cout << endl;
}

void test01() {
  //创建map容器
  map<int, int>m;

  m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  m.insert(pair<int, int>(3, 20));
  m.insert(pair<int, int>(2, 10));
  m.insert(pair<int, int>(4, 40));

  printMap(m);   //会自动按照key排序


  //2、拷贝构造
  map<int, int>m2(m);
  printMap(m2);

  //3、赋值
  map<int, int>m3;
  m3 = m2;
  printMap(m3);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

key = 1         value = 10
key = 2         value = 10
key = 3         value = 20
key = 4         value = 40

key = 1         value = 10
key = 2         value = 10
key = 3         value = 20
key = 4         value = 40

key = 1         value = 10
key = 2         value = 10
key = 3         value = 20
key = 4         value = 40

请按任意键继续. . .

3.9.3 map大小和交换

函数原型：

• ​​size();​​ //返回容器中元素的数目
• ​​empty();​​ //判断容器是否为空
• ​​swap(st);​​ //交换两个集合容器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

//map容器 大小和交换
 
void printMap(map<int, int>& m) {
  for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
    cout << "key = " << it->first << "     value = " << it->second << endl;
  }
  cout << endl;
}

//大小
void test01() {
  map<int, int>m;
  m.insert(pair<int, int>(1, 100));
  m.insert(pair<int, int>(2, 200));
  m.insert(pair<int, int>(3, 300));

  if (m.empty()) {
    cout << "m为空" << endl;
  }
  else {
    cout << "m不为空" << endl;
    cout << "m的大小：" << m.size() << endl;
  }
}

//交换
void test02() {
  map<int, int>m;
  m.insert(pair<int, int>(1, 100));
  m.insert(pair<int, int>(2, 200));
  m.insert(pair<int, int>(3, 300));

  map<int, int>m2;
  m2.insert(pair<int, int>(11, 10));
  m2.insert(pair<int, int>(22, 20));

  cout << "交换前：" << endl;
  printMap(m);
  printMap(m2);
  
  m.swap(m2);

  cout << "交换后：" << endl;
  printMap(m);
  printMap(m2);
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

交换前：
key = 1     value = 100
key = 2     value = 200
key = 3     value = 300

key = 11     value = 10
key = 22     value = 20

交换后：
key = 11     value = 10
key = 22     value = 20

key = 1     value = 100
key = 2     value = 200
key = 3     value = 300

请按任意键继续. . .

3.9.4 map插入和删除

函数原型：

• ​​insert(elem);​​ //在容器中插入元素。
• ​​clear();​​ //清除所有元素
• ​​erase(pos);​​ //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
• ​​erase(beg, end);​​ //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
• ​​erase(key);​​ //删除容器中键为key的键值对。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

//map容器 插入和删除
 
void printMap(map<int, int>& m) {
  for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
    cout << "key = " << it->first << "     value = " << it->second << endl;
  }
  cout << endl;
}

//大小
void test01() {
  map<int, int>m;

  //插入
  //第一种
  m.insert(pair<int, int>(1, 10));

  //第二种
  m.insert(make_pair(2, 20));

  //第三种
  m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));

  //第四种
  m[4] = 40;

  printMap(m);
  cout << "m[4] = " << m[4] << endl;
  //cout << "m[5] = " << m[5] << endl;
  cout << "\n";

  //删除
  m.erase(m.begin());
  printMap(m);

  m.erase(3);   //按照key删除
  printMap(m);

  m.erase(30);   //就不会删除，以为没key==30
  printMap(m);

  m.erase(m.begin(), m.end());
  m.clear();
  printMap(m);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

key = 1     value = 10
key = 2     value = 20
key = 3     value = 30
key = 4     value = 40

m[4] = 40

key = 2     value = 20
key = 3     value = 30
key = 4     value = 40

key = 2     value = 20
key = 4     value = 40

key = 2     value = 20
key = 4     value = 40


请按任意键继续. . .

3.9.5 map查找和统计

函数原型：

• ​​find(key);​​ //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
• ​​count(key);​​ //统计key的元素个数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

//map容器 查找和统计

void test01() {
  //查找
  map<int, int>m;
  m.insert(pair<int, int>(1, 10));
  m.insert(pair<int, int>(2, 20));
  m.insert(pair<int, int>(3, 30));
  m.insert(pair<int, int>(3, 40));   //未插入进去

  map<int, int>::iterator pos = m.find(3);

  if (pos != m.end()) {
    cout << "查到了元素 key =" << pos->first << "   value = " << pos->second << endl;
  }
  else {
    cout << "未找到元素" << endl;
  }


  //统计
  //map不允许插入重复的key
  //multimap的count统计可能大于1
  int num = m.count(3);   //要么为0   要么为1
  cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

查到了元素 key =3   value = 30
num = 1
请按任意键继续. . .

3.9.6 map容器排序

学习目标：map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则

主要技术点：利用仿函数，可以改变排序规则

#include<iostream>
using namespace std;
#include<map>

//map容器 查找和统计

class MyCompare {
public:
  bool operator()(int v1, int v2) const
  {
    //降序
    return v1 > v2;
  }
};

void test01() {
  map<int, int, MyCompare>m;

  m.insert(make_pair(1, 10));
  m.insert(make_pair(5, 50));
  m.insert(make_pair(2, 20));
  m.insert(make_pair(3, 30));
  m.insert(make_pair(4, 40));

  for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
    cout << "key = " << it->first << "     value = " << it->second << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

key = 5     value = 50
key = 4     value = 40
key = 3     value = 30
key = 2     value = 20
key = 1     value = 10
请按任意键继续. . .

总结：
利用仿函数可以指定map容器的排序规则
对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器

3.10 案例-员工分组

案例描述
公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息

实现步骤
创建10名员工，放到vector中
遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
分部门显示员工信息

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<string>
#include<map>
#include<ctime>

#define CEHUA 0
#define MEISHU 1
#define YANFA 2

class Worker {
public:
  string m_Name;
  int m_Salary;
};


//创建员工
void createWorker(vector<Worker>& v) {
  string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    Worker worker;
    worker.m_Name = "员工";
    worker.m_Name += nameSeed[i];

    worker.m_Salary = rand() % 10001 + 10000;    //10000~20000

    //将员工放入容器中
    v.push_back(worker);

  }
}

//实现员工分组
void setGroup(vector<Worker>& v, multimap<int, Worker>&m) {
  for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    //产生随机部分编号
    int deptId = rand() % 3;  //0  1  2

    //将员工插入到分组中
    //key:部门编号    value:具体员工
    m.insert(make_pair(deptId, *it));
  }
}

//分组显示
void showWorkerByGroup(multimap<int, Worker>& m) {
  cout << "策划部门：" << endl;

  multimap<int, Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
  int count = m.count(CEHUA);   //统计具体人数
  int index = 0;
  for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++) {
    cout << "姓名：" << pos->second.m_Name << "  工资：" << pos->second.m_Salary << endl;
  }

  cout << "--------------------------------" << endl; 
  cout << "美术部门：" << endl;
  pos = m.find(MEISHU);
  count = m.count(MEISHU);   //统计具体人数
  index = 0;
  for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++) {
    cout << "姓名：" << pos->second.m_Name << "  工资：" << pos->second.m_Salary << endl;
  }

  cout << "--------------------------------" << endl;
  cout << "研发部门：" << endl;
  pos = m.find(YANFA);
  count = m.count(YANFA);   //统计具体人数
  index = 0;
  for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++) {
    cout << "姓名：" << pos->second.m_Name << "  工资：" << pos->second.m_Salary << endl;
  }
}

void test01() {
  srand((unsigned int)time(NULL));

  //1、创建员工
  vector<Worker>vWorker;
  createWorker(vWorker);

  //2、员工分组
  multimap<int, Worker>mWorker;
  setGroup(vWorker, mWorker);

  //3、分组显示员工
  showWorkerByGroup(mWorker);
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

策划部门：
姓名：员工D  工资：17422
--------------------------------
美术部门：
姓名：员工A  工资：13493
姓名：员工B  工资：17445
姓名：员工C  工资：12582
姓名：员工E  工资：18675
姓名：员工F  工资：12688
姓名：员工H  工资：11822
--------------------------------
研发部门：
姓名：员工G  工资：10555
姓名：员工I  工资：13275
姓名：员工J  工资：11266
请按任意键继续. . .

4 STL- 函数对象

4.1 函数对象

4.1.1 函数对象概念

概念：
重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数

本质：函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

4.1.2 函数对象使用

特点：

• 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
• 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
• 函数对象可以作为参数传递

#include<iostream>
using namespace std;

//函数对象  （仿函数）

class MyAdd {
public:
  int operator()(int v1, int v2) {
    return v1 + v2;
  }
};

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
void test01() {
  MyAdd myAdd;
  cout << myAdd(10, 10) << endl;   //像普通函数的调用
}

//2、函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
class MyPrint {
public:
  MyPrint() {
    this->count = 0;
  }

  void operator()(string test) {
    cout << test << endl;
    this->count++;
  }

  int count; //内部自己的状态
};

void test02() {
  MyPrint myPrint;
  myPrint("hello world");
  myPrint("hello world");
  myPrint("hello world");

  cout << "myPrint调用次数为：" << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数进行传递
void doPrint(MyPrint&mp, string test) {
  mp(test);
}

void test03() {
  MyPrint myPrint;
  doPrint(myPrint, "Hello c++");
}

int main() {
  test01();
  test02();
  test03();
  system("pause");
  return 0;
}

20
hello world
hello world
hello world
myPrint调用次数为：3
Hello c++
请按任意键继续. . .

4.2 谓词

4.2.1 谓词概念

概念：

• 返回bool类型的仿函数称为谓词
• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词

4.2.2 一元谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//仿函数  返回值类型是bool数据类型   称为谓词
//一元谓词

class GreaterFive {
public:
  bool operator()(int val) {
    return val > 5;
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  //查找容器中  有没有大于5的数字
  //GreaterFive()  匿名函数对象
  vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
  if (it == v.end()) {
    cout << "未找到" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到了大于5的数字为：" << *it << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

找到了大于5的数字为：6
请按任意键继续. . .

4.2.3 二元谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//仿函数  返回值类型是bool数据类型   称为谓词
//二元谓词

class MyCompare {
public:
  bool operator()(int val1, int val2) {
    return val1 > val2;
  }
};

void test01() {
  vector<int> v;
  v.push_back(10);
  v.push_back(40);
  v.push_back(20);
  v.push_back(30);
  v.push_back(50);

  sort(v.begin(), v.end());
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  //使用函数对象  改变算法策略， 变为排序规则为从大到小
  sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());   //降序
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40 50
50 40 30 20 10
请按任意键继续. . .

4.3 内建函数对象

4.3.1 内建函数对象意义

概念：STL内建了一些函数对象

分类:

• 算术仿函数
• 关系仿函数
• 逻辑仿函数

用法：

• 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
• 使用内建函数对象，需要引入头文件 ​​#include<functional>​​

4.3.2 算术仿函数

功能描述：实现四则运算；其中negate是一元运算，其他都是二元运算

仿函数原型：

• ​​template<class T> T plus<T>​​ //加法仿函数
• ​​template<class T> T minus<T>​​ //减法仿函数
• ​​template<class T> T multiplies<T>​​ //乘法仿函数
• ​​template<class T> T divides<T>​​ //除法仿函数
• ​​template<class T> T modulus<T>​​ //取模仿函数
• ​​template<class T> T negate<T>​​ //取反仿函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<functional>


//内建函数对象  算术仿函数
//negate  一元仿函数  取反仿函数
//plus  二元仿函数  加法

void test01() {
  negate<int>n;
  cout << n(50) << endl;   //取反

  plus<int>a;
  cout << a(1, 2) << endl;  //加法
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

-50
3
请按任意键继续. . .

总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件 ​​#include <functional>​​

4.3.3 关系仿函数

功能描述：实现关系对比

仿函数原型：

• ​​template<class T> bool equal_to<T>​​ //等于
• ​​template<class T> bool not_equal_to<T>​​ //不等于
• ​​template<class T> bool greater<T>​​ //大于
• ​​template<class T> bool greater_equal<T>​​ //大于等于
• ​​template<class T> bool less<T>​​ //小于
• ​​template<class T> bool less_equal<T>​​ //小于等于

#include<iostream>
using namespace std;
#include<algorithm>
#include<vector>

//关系仿函数
//大于  greater

class MyCompare {
public:
  bool operator()(int v1, int v2) {
    return v1 > v2;
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  v.push_back(10);
  v.push_back(30);
  v.push_back(40);
  v.push_back(20);
  v.push_back(50);

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

  //降序
  //sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
  //greater<int>()  内建函数对象
  sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
  for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 30 40 20 50
50 40 30 20 10
请按任意键继续. . .

4.3.4 逻辑仿函数

函数原型：
​​​template<class T> bool logical_and<T>​​​ //逻辑与
​​​template<class T> bool logical_or<T>​​​ //逻辑或
​​​template<class T> bool logical_not<T>​​ //逻辑非

#include<iostream>
using namespace std;
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<functional>

//内建函数对象  逻辑仿函数
//逻辑非  logical_not

void test01() {
  vector<bool>v;
  v.push_back(true);
  v.push_back(false);
  v.push_back(true);
  v.push_back(false);

  for (vector<bool>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  //逻辑非   取反
  vector<bool> v2;
  v2.resize(v.size());   //先要给容器开辟空间   再搬运
  transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());   //搬运函数

  for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

1 0 1 0
0 1 0 1
请按任意键继续. . .

5 STL- 常用算法

概述:

• 算法主要是由头文件​​<algorithm>​​​ ​​<functional>​​​ ​​<numeric>​​组成。
• ​​<algorithm>​​是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
• ​​<numeric>​​体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
• ​​<functional>​​定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 常用遍历算法

算法简介：

• ​​for_each​​ //遍历容器
• ​​transform​​ //搬运容器到另一个容器中

5.1.1 for_each

功能描述：实现遍历容器

函数原型：​​for_each(iterator beg, iterator end, _func);​​​ 遍历算法 遍历容器元素
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
_func：函数或者函数对象

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用遍历算法   for_each

//普通函数
void print01(int val) {
  cout << val << " ";
}

//仿函数
class print02 {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }
  for_each(v.begin(), v.end(), print01);   //普通函数放  函数名
  cout << endl;

  for_each(v.begin(), v.end(), print02());    //匿名函数放  匿名函数对象
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

5.1.2 transform

功能描述：搬运容器到另一个容器中

函数原型：​​transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);​​​ beg1：源容器开始迭代器
end1：源容器结束迭代器
beg2：目标容器开始迭代器
_func：函数或者函数对象

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用遍历算法 transform

class Transform {
public:
  int operator()(int v) {
    return v;
  }
};

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  vector<int>vTarget;   //目标容器
  vTarget.resize(v.size());   //提前开辟空间
  transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), Transform());

  for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

5.2 常用查找算法

算法简介：

• ​​find​​ //查找元素
• ​​find_if​​ //按条件查找元素
• ​​adjacent_find​​ //查找相邻重复元素
• ​​binary_search​​ //二分查找法
• ​​count​​ //统计元素个数
• ​​count_if​​ //按条件统计元素个数

5.2.1 find

功能描述：查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：​​find(iterator beg, iterator end, value);​​​ 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
value：查找的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//查找  内置数据类型

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  //查找  容器中 是否有 5 这个元素
  vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
  if (it == v.end()) {
    cout << "没有找到" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到：" << *it << endl;
  }
}

class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  //重载==  底层find知道如何对比person数据类型
  bool operator==(const Person& p) {
    if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
      return true;
    }
    else {
      return false;
    }
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
};

//查找 自定义数据类型
void test02(){
  vector<Person>v;
  //创建数据
  Person p1("aaa", 10);
  Person p2("bbb", 20);
  Person p3("ccc", 30);
  Person p4("ddd", 40);

  //放入容器
  v.push_back(p1);
  v.push_back(p2);
  v.push_back(p3);
  v.push_back(p4);

  Person pp("bbb", 20);

  vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), pp);
  if (it == v.end()) {
    cout << "没有找到" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到元素  姓名：" << it->m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << endl;
  }
}

int main() {
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

找到元素  姓名：bbb  年龄：20
请按任意键继续. . .

5.2.2 find_if

功能描述：按条件查找元素

函数原型：​​find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);​​​ 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
_Pred：函数或者谓词（返回bool类型的仿函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用查找算法  find_if
//1、查找内置数据类型
class GreaterFive {
public:
  bool operator()(int val) {
    return val > 5;
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
  if(it==v.end()){
    cout << "没有找到" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到大于5的数字为：" << *it << endl;
  }
}

//2、查找自定义数据类型
class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }
  string m_Name;
  int m_Age;
};

class Greater20 {
public:
  bool operator()(Person& p) {
    return p.m_Age > 20;
  }
};

void test02() {
  vector<Person>v;

  //创建数据  
  Person p1("aaa", 10);
  Person p2("bbb", 20);
  Person p3("ccc", 30);
  Person p4("ddd", 40);

  v.push_back(p1);
  v.push_back(p2);
  v.push_back(p3);
  v.push_back(p4);

  //查找年龄大于20的人
  vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
  if (it == v.end()) {
    cout << "没有找到" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到姓名：" << it->m_Name << "  年龄：" << it->m_Age << endl;
  }

}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

找到大于5的数字为：6
找到姓名：ccc  年龄：30
请按任意键继续. . .

5.2.3 adjacent_find

功能描述：查找相邻重复元素

函数原型：​​adjacent_find(iterator beg, iterator end);​​​ 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
beg：开始迭代器
end：结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的查找算法 adjacent_find
void test01() {
  vector<int>v;
  v.push_back(0);
  v.push_back(2);
  v.push_back(0);
  v.push_back(3);
  v.push_back(1);
  v.push_back(4);
  v.push_back(3);
  v.push_back(3);

  vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
  if (it == v.end()) {
    cout << "未找到相邻重复元素" << endl;
  }
  else {
    cout << "找到：" << *it << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

找到：3
请按任意键继续. . .

5.2.4 binary_search

功能描述：查找指定元素是否存在

函数原型：​​bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);​​​ 查找指定的元素，查到 返回true 否则false
注意: 在无序序列中不可用
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
value：查找的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的查找算法 binary_search
void test01() {
  vector<int>v; 

  for (int i = 0; i < 10; i++) {    //容器必须是有序序列
    v.push_back(i);
  }
  //v.push_back(2);   //添加这句会显示未找到

  bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 9);  
  if (ret) {
    cout << "找到了元素" << endl;
  }
  else {
    cout << "未找到" << endl;
  }
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

找到了元素
请按任意键继续. . .

5.2.5 count

功能描述：统计元素个数

函数原型：​​count(iterator beg, iterator end, value);​​​ 统计元素出现次数
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
value：统计的元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的查找算法  count
//1、统计内置数据类型
void test01() {
  vector<int>v;

  v.push_back(10);
  v.push_back(40);
  v.push_back(30);
  v.push_back(40);
  v.push_back(20);
  v.push_back(40);

  int num = count(v.begin(), v.end(), 40);
  cout << "40的元素个数：" << num << endl;
}

//2、统计自定义数据类型
class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  bool operator==(const Person& p) {
    if (this->m_Age == p.m_Age) {
      return true;
    }
    else {
      return false;
    }
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
};

void test02() {
  vector<Person>v;
  Person p1("张三", 18);
  Person p2("李四", 18);
  Person p3("王五", 18);
  Person p4("张三", 20);
  Person p5("张三", 22);

  v.push_back(p1);
  v.push_back(p2);
  v.push_back(p3);
  v.push_back(p4);
  v.push_back(p5);

  Person p("赵六", 18);
  int num = count(v.begin(), v.end(), p);
  cout << "num = " << num << endl;   //同岁数的人数
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

40的元素个数：3
num = 3
请按任意键继续. . .

5.2.6 count_if

功能描述：按条件统计元素个数

函数原型：​​count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);​​​ 按条件统计元素出现次数
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
_Pred：谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的查找算法  count_if
//1、统计内置数据类型
class Greater20 {
public:
  bool operator()(int val) {
    return val > 20;
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;

  v.push_back(10);
  v.push_back(40);
  v.push_back(30);
  v.push_back(40);
  v.push_back(20);
  v.push_back(40);

  int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater20());  //统计大于20的数个数
  cout << "大于20的元素个数：" << num << endl;
}

//2、统计自定义数据类型
class Person {
public:
  Person(string name, int age) {
    this->m_Name = name;
    this->m_Age = age;
  }

  string m_Name;
  int m_Age;
};

class AgeGreater18 {
public:
  bool operator()(const Person&p) {  //const对比过程不能修改
    return p.m_Age > 18;
  }
};

void test02() {
  vector<Person>v;
  Person p1("张三", 18);
  Person p2("李四", 18);
  Person p3("王五", 18);
  Person p4("张三", 20);
  Person p5("张三", 22);

  v.push_back(p1);
  v.push_back(p2);
  v.push_back(p3);
  v.push_back(p4);
  v.push_back(p5);

  int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeGreater18());
  cout << "大于18岁的人数个数：" << num << endl;   //大于18岁的人数个数
}

int main() {
  test01();
  test02();
  system("pause");
  return 0;
}

大于20的元素个数：4
大于18岁的人数个数：2
请按任意键继续. . .

5.3 常用排序算法

学习目标：掌握常用的排序算法

算法简介：

• ​​sort​​ //对容器内元素进行排序
• ​​random_shuffle​​ //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
• ​​merge​​ // 容器元素合并，并存储到另一容器中
• ​​reverse​​ // 反转指定范围的元素

5.3.1 sort

功能描述：对容器内元素进行排序

函数原型：​​sort(iterator beg, iterator end, _Pred);​​​ 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
_Pred：谓词

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>

//常用的排序算法 sort

void myPrint(int val) {
  cout << val << " ";
}

void test01() {
  vector<int>v;

  v.push_back(10);
  v.push_back(30);
  v.push_back(50);
  v.push_back(20);
  v.push_back(40);

  //利用sort升序
  sort(v.begin(), v.end());
  for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
  cout << endl;

  //降序
  sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());  // greater<int>()内建大于
  for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
  cout << endl;
}


int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 20 30 40 50
50 40 30 20 10
请按任意键继续. . .

5.3.2 random_shuffle

功能描述：洗牌 指定范围内的元素随机调整次序

函数原型：​​random_shuffle(iterator beg, iterator end);​​​ 指定范围内的元素随机调整次序
beg：开始迭代器
end：结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<ctime>
//常用的排序算法 random_shuffle

void myPrint(int val) {
  cout << val << " ";
}

void test01() {
  vector<int>v;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  //洗牌打乱
  random_shuffle(v.begin(), v.end());

  for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
  cout << endl;
}

int main() {
  srand((unsigned int)time(NULL));   //随机数种子
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

1 2 3 6 9 7 5 4 0 8
请按任意键继续. . .

5.3.3 merge

功能描述：两个容器元素合并，并存储到另一容器中

函数原型：​​merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);​​​ 容器元素合并，并存储到另一容器中
注意: 两个容器必须是有序的
beg1：容器1开始迭代器
end1：容器1结束迭代器
beg2：容器2开始迭代器
end2：容器2结束迭代器
dest：目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
//常用的排序算法 merge

void myPrint(int val) {
  cout << val << " ";
}

void test01() {
  vector<int>v1;
  vector<int>v2;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
    v2.push_back(i+1);
  }

  //目标容器
  vector<int>v3;
  v3.resize(v1.size() + v2.size());   //提前分配空间

  merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v3.begin());

  for_each(v3.begin(), v3.end(), myPrint);
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10
请按任意键继续. . .

5.3.4 reverse

功能描述：将容器内元素进行反转

函数原型：​​reverse(iterator beg, iterator end);​​​ 反转指定范围的元素
beg：开始迭代器
end：结束迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
//常用的排序算法 reverse

void myPrint(int val) {
  cout << val << " ";
}

void test01() {
  vector<int>v1;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint);
  cout << endl;

  //反转
  reverse(v1.begin(), v1.end());

  for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint);
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
请按任意键继续. . .

5.4 常用拷贝和替换算法

学习目标：掌握常用的拷贝和替换算法

算法简介：

• ​​copy​​ // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
• ​​replace​​ // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
• ​​replace_if​​ // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
• ​​swap​​ // 互换两个容器的元素

5.4.1 copy

功能描述：容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中

函数原型：​​copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);​​​ 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
dest：目标起始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>
//常用的拷贝算法 copy

void myPrint(int val) {
  cout << val << " ";
}

void test01() {
  vector<int>v1;

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);
  }
  for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint);
  cout << endl;

  //拷贝
  vector<int>v2;
  v2.resize(v1.size());

  copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

  for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint);
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

5.4.2 replace

功能描述：将容器内指定范围的旧元素修改为新元素

函数原型：​​replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);​​​ 将区间内旧元素 替换成 新元素
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
oldvalue：旧元素
newvalue：新元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的替换算法 replace

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;

  v1.push_back(10);
  v1.push_back(10);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(30);
  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;

  //替换
  replace(v1.begin(), v1.end(), 200, 20);
  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 10 200 200 30
10 10 20 20 30
请按任意键继续. . .

5.4.3 replace_if

功能描述：将区间内满足条件的元素，替换成指定元素

函数原型：​​replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);​​​ 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
_pred：谓词
newvalue：替换的新元素

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用的替换算法 replace_if

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

class Greater30 {
public:
  bool operator()(int val) {  //替换大于30的
    return val > 30;
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;

  v1.push_back(10);
  v1.push_back(10);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(30);
  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;

  //替换
  replace_if(v1.begin(), v1.end(), Greater30(), 20);

  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

10 10 200 200 30
10 10 20 20 30
请按任意键继续. . .

5.4.4 swap

功能描述：互换两个容器的元素

函数原型：​​swap(container c1, container c2);​​​ 互换两个容器的元素
c1：容器1
c2：容器2

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;
  v1.push_back(10);
  v1.push_back(10);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(200);
  v1.push_back(30);

  vector<int>v2;
  v2.push_back(1);
  v2.push_back(2);

  cout << "交换前：" << endl;
  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;
  for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrint());
  cout << endl;

  //swap
  swap(v1, v2);

  cout << "交换后：" << endl;
  for_each(v1.begin(), v1.end(), MyPrint());
  cout << endl;
  for_each(v2.begin(), v2.end(), MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

交换前：
10 10 200 200 30
1 2
交换后：
1 2
10 10 200 200 30
请按任意键继续. .

总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法

学习目标：掌握常用的算术生成算法

注意：算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 ​​#include <numeric>​​

算法简介：

• ​​accumulate​​ // 计算容器元素累计总和
• ​​fill​​ // 向容器中添加元素

5.5.1 accumulate

功能描述：计算区间内 容器元素累计总和

函数原型：​​accumulate(iterator beg, iterator end, value);​​​ 计算容器元素累计总和
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
value：起始值

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<numeric>

//常用算术生成算法

void test01() {
  vector<int>v;
  for (int i = 0; i <= 100; i++) {
    v.push_back(i);
  }

  int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 100);   //100+5050
  cout << "total = " << total << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

total = 5150
请按任意键继续. . .

5.5.2 fill

功能描述：向容器中填充指定的元素

函数原型：​​fill(iterator beg, iterator end, value);​​​ 向容器中填充元素
beg：开始迭代器
end：结束迭代器
value：填充的值

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<numeric>
#include<algorithm>

//常用算术生成算法 fill

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v;
  v.resize(10);

  //后期填充
  fill(v.begin(), v.end(), 1);

  for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
请按任意键继续. . .

5.6 常用集合算法

学习目标：掌握常用的集合算法

算法简介：

• ​​set_intersection​​ // 求两个容器的交集
• ​​set_union​​ // 求两个容器的并集
• ​​set_difference​​ // 求两个容器的差集

5.6.1 set_intersection

功能描述：求两个容器的交集

函数原型：​​set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);​​​ 求两个集合的交集
注意:两个集合必须是有序序列
beg1：容器1开始迭代器
end1：容器1结束迭代器
beg2：容器2开始迭代器
end2：容器2结束迭代器
dest：目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用集合算法  set_intersection

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;
  vector<int>v2;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);    //0~9
    v2.push_back(i+5);  //5~14
  }
  
  //目标容器
  vector<int>v3;
  v3.resize(min(v1.size() , v2.size()));

  //获取交集
  vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v3.begin());

  //for_each(v3.begin(), v3.end(), MyPrint());
  for_each(v3.begin(), itEnd, MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

总结：

• 求交集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
• set_intersection 返回值是交集中最后一个元素的位置

5.6.2 set_union

功能描述：求两个集合的并集

函数原型：​​set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);​​​ 求两个集合的并集
注意:两个集合必须是有序序列
beg1：容器1开始迭代器
end1：容器1结束迭代器
beg2：容器2开始迭代器
end2：容器2结束迭代器
dest：目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用集合算法  set_union

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;
  vector<int>v2;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);    //0~9
    v2.push_back(i+5);  //5~14
  }
  
  //目标容器
  vector<int>v3;
  v3.resize(v1.size() + v2.size());

  //获取并集
  vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v3.begin());

  //for_each(v3.begin(), v3.end(), MyPrint());
  for_each(v3.begin(), itEnd, MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
请按任意键继续. . .

总结：

• 求并集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要两个容器相加
• set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置

5.6.3 set_difference

功能描述：求两个集合的差集

函数原型：​​set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);​​​ 求两个集合的差集
注意:两个集合必须是有序序列
beg1：容器1开始迭代器
end1：容器1结束迭代器
beg2：容器2开始迭代器
end2：容器2结束迭代器
dest：目标容器开始迭代器

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
#include<algorithm>

//常用集合算法  set_difference

class MyPrint {
public:
  void operator()(int val) {
    cout << val << " ";
  }
};

void test01() {
  vector<int>v1;
  vector<int>v2;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    v1.push_back(i);    //0~9
    v2.push_back(i+5);  //5~14
  }
  
  //目标容器
  vector<int>v3;
  v3.resize(max(v1.size(), v2.size()));

  //获取差集   v1有  v2没有
  vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v3.begin());

  //for_each(v3.begin(), v3.end(), MyPrint());
  for_each(v3.begin(), itEnd, MyPrint());
  cout << endl;
}

int main() {
  test01();
  system("pause");
  return 0;
}

0 1 2 3 4
请按任意键继续. . .

总结：

• 求差集的两个集合必须的有序序列
• 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
  
  
  

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完结撒花！！！！！！