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====== 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**。

  -  **容器**：各种数据结构，如 `vector`, `list`, `deque`, `set`, `map` 等，用来存放数据。
  -  **算法**：各种常用的算法，如 `sort`, `find`, `copy`, `for_each` 等。
  -  **迭代器**：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  -  **仿函数**：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
  -  **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。
  -  **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。
  * **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。

==== 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：**

^ 种类 ^ 功能 ^ 支持运算 ^
| 输入迭代器 | 对数据的只读访问 | 只读，支持++、==、!= |
| 输出迭代器 | 对数据的只写访问 | 只写，支持++ |
| 前向迭代器 | 读写操作，并能向前推进迭代器 | 读写，支持++、==、!= |
| 双向迭代器 | 读写操作，并能向前和向后操作 | 读写，支持++、-- |
| 随机访问迭代器 | 读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器 | 读写，支持++、--、[n]、-n、<、<=、>、>= |

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`

**示例：**

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

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

void test01() {
	// 创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;

	// 向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	// 每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
	// v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
	// v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	// vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	// 第一种遍历方式：
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}

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

	// 第三种遍历方式：
	// 使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
</code>

==== 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。

**示例：**

<code cpp>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

// 自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	string mName;
	int mAge;
};

// 存放对象
void test01() {
	vector<Person> v;

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

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

	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;
		// 或者使用箭头操作符
		// cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl;
	}
}

// 存放对象指针
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);
	Person p5("eee", 50);

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

	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}

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

==== 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。

**示例：**

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

// 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);

	// 外层循环遍历
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		
		// 内层循环遍历，(*it) 就是一个 vector<int>
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
</code>
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