关于c++的STL的学习与再认识（二）

接上一篇文章。

上一篇文章讲到了容器以及vector，以及相关的函数，比如vector的初始化方法，size（）,resize(),push_back(),empty(),clear(),以及对于vector的按值传递和引用传递。

这一篇文章介绍键值对和非常重要的迭代器。

STL：标准模板库（Standard Template Library—STL）

键值对：

在了解迭代器之前，先了解一下键值对。STL中的std::pair就是一个键值对，简单形式如下：

template<typename T1, typename T2> struct pair {

T1 first;

T2 second;

};

普通的pair(int, int)就是一个整型值。比较复杂的是pair（string，pair（int， int））。第二种情况可以这么用：

pair<string, pair<int,int> > P;
string s = P.first;
// extract string
int x = P.second.first;
// extract first int
int y = P.second.second;
// extract second int

键值对的优势在于有内置操作来比较pair对象。键值对优先对比第一个元素值，相等时才比较第二个元素值。若不想等，结果就只取决于第一个元素之间的比较。对此，可以轻易的对数据（或vector）进行排序。

关联容器中广泛使用pair。

迭代器

迭代器：访问容器数据结构的最普通的方式。拥有以下四种操作：取值（*），对比（<,!=）,自增（++），自减（–）。并且和容器相关联的对象就叫做迭代器。任何STL容器都可以通过迭代器遍历。

迭代器定义的操作：

- 从迭代器取值： int n = *it;

- 让迭代器自增自减：it++,it–;

- 比较：it1 != it2; it1 < it2;

- 向迭代器添加一个常量值：it+=20(向前移动了20个元素位置)

- 获取量迭代器之间的差值：int n = it2 - it1;

迭代器的最大优势是极大的增加了代码重用性：基于迭代器写的算法在大部分的容器上都能使用。

比如翻转数组的算法：

template<typename T> void reverse_array(T *first, T *last) {

if(first != last) {

while(true) {

swap(*first, *last);

first++;

if(first == last) {    //用<代替==

break;

}

last--;

if(first == last) {

break;

}

}

}

这种函数原型叫做模板：只是声明函数的一种方式，对任何恰当的参数类型都是有效的。

STL常用的两个迭代器：begin和end。需要注意的是，尾部迭代器并不是指向最后一个对象，而是指向第一个无效对象，或者是紧跟在最后一个对象后面的对象。begin()和end()分别返回容器的初始和尾部迭代器。

当容器c为空时，c.begin() == c.end()才为真。而c.end() - c.begin()总是等于c.size().(只有能做减法式才成立)

兼容STL的翻转函数：

template<typename T> void reverse_array_stl_compliant(T *begin, T *end) {

// We should at first decrement 'end'

// But only for non-empty range

if(begin != end)

{

end--;

if(begin != end) {

while(true) {

swap(*begin, *end);

begin++;

If(begin == end) {

break;

}

end--;

if(begin == end) {

break;

}

}

}

}
}

此函数功能与标准函数：std::reverse(T begin, T end)的功能一一样（使用时包含**#include）.

下面举例子说明：

int n[] = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99 };
vector<int> v1(n, n + 9);
print(v1); //   11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99

vector<int> v2(v1.begin(), v1.begin() + v1.size() / 2);
print(v2);   // 11, 22, 33, 44

reverse(v1.begin() + 2, v1.begin() + 5);
print(v1); //11, 22, 55, 44, 33, 66, 77, 88, 99

vector<int>  v3(v1.rbegin(), v1.rend());
print(v3);//99, 88, 77, 66, 55, 44, 33, 22, 11

上面例子可以知道：

1. 可以用一个数组的下标范围初始化vector

2. 函数rbegin()和rend（）返回反向迭代器（与正常迭代器的指向相反）。

要创建一个迭代器对象， 必须要指定类型。在容器类型的后面加上“::iterator, ::const_iterator, ::reverse_iterator, ::const_reverse_iterator”就可以构建迭代器的类型。如下：

int n[] = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99 };
vector<int> v1(n, n + 9);
for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end();it++)
{
cout << *it << " ";    // 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99

}

推荐使用！= 而不是<，使用empty（）而不是size()！=0。对于某些容器类型来说，无法高效的确定迭代器的前后顺序。

STL算法的声明方式相同：以一对迭代器（一个范围的初始迭代器和尾部迭代器），并放回一个迭代器。

fInd（）算法：在一个区间内寻找合适的元素，找到则返回指向第一个匹配元素的迭代器。否则，返回的值指向区间的尾部。要找到元素的下标，用find（）返回值减去初始迭代器。

int n[] = { 11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 55, 99 };
vector<int> v1(n, n + 9);
cout << find(v1.begin(), v1.end(), 55) - v1.begin() << endl;// 4
cout << find(v1.begin(), v1.end(), 98) - v1.begin() << endl;// 9

min_element()和max_element();

int n[] = { 22, 33, 11, 44, 55, 66, 99, 55, 88 };
vector<int> v1(n, n + 9);
cout << *max_element(v1.begin(), v1.end()) << endl;    // 99
cout << *min_element(v1.begin(), v1.end()) << endl;    // 11
cout << max_element(v1.begin() , v1.end()) - v1.begin() << endl;  // 6
cout << min_element(v1.begin() , v1.end()) - v1.begin() << endl;  //2

现在，可以定义有效的宏定义：

define all(v) (v).begin(), (v).end()

注意：all(v)后面没有括号。

int n[] = { 22, 33, 11, 44, 55, 66, 99, 55, 88 };
vector<int> v1(n, n + 9);
//sort(v1.begin(), v1.end()); //11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99
//sort(all(v1));     //11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99
sort(v1.rbegin(), v1.rend());    //99, 88, 77, 66, 55, 44, 33, 22, 11
print(v1);