C++STL技術原理淺析與應用基礎(一)

C++STL（c++標準庫），又稱泛型庫，是一個以模板技術實現各種資料結構（容器），演算法的通用程式庫。包括三個部分：容器，迭代器，演算法；容器有：vector(向量)，deque(雙端佇列)，list(雙向連結串列)等；迭代器就是一組訪問容器這些資料結構的指標，每個容器單獨定自己的迭代器；演算法包括sort(),for_each(),find()等。他們之間的關係為：演算法使用迭代器訪問容器。

我寫本文的目的知識只是為了記錄我的STL學習過程中的所想，所知，所感。加深自己對STL技術的理解，如果你有好的想法或者建議請聯絡我[email protected]

廢話不多說了……進入正題…….

一. vector的技術原理與應用基礎

vector是一種簡單，高效的向量容器。在尾端插入和刪除元素，時間複雜度為O(1),

其他位置的元素的插入和刪除時間複雜度為O（n）.

先來看看vector的資料結構

Vector定義了三個指標變數訪問它的資料結構，M_start指向當前的起始位元組的位置，M_finish指向最後一個vector元素的末尾位元組處（就是最後一個元素的下一個元素），M_end_of_storage指向整個容器所佔的記憶體空間的末尾位元組處。

下面介紹vector容器的常用函式

begin()返回M_start指標，end()返回M_finish所以在區間[begin(),end()),就可以表示整個區間的所有值。

Vector提供的迭代器型別有：iterator,const_iterator,reverse_iterator,const_reverse_iterator四種後面程式中具現之。

1.   empty()判斷是否為空

2.   size_typezise()返回當前vector中的實際的元素個數

3.   size_typemax_size()返回標準庫給vector允許分配的最大元素個數

4.   size_typecapacity()返回當前可容納的vector元素的個數

5.   referencefront()返回當前vector首元素的引用，要求vector非空

6.   referenceback()返回當前vector末尾元素的引用，要求vector非空

7.   pop_back()用於從vector末尾刪除元素與push_back()相反

注：vector沒有push_front()和pop_front()要在任意位置插入元素用insert(iterator pos,int a)在pos前插入a。刪除指定元素用erase(iteratorpos)，刪除指定區間的元素用erase(iterator first,iterator last)刪除[first,last)區間的元素。Clear呼叫erase()刪除[begin(),end())之間的所有元素，即清空vector。

以下程式碼是關於vector的簡單例項：

#include <iostream>

#include<vector>

using namespace std;

/* run this program using the console pauser or addyour own getch, system("pause") or input loop */

int main(int argc, char** argv) {

       vector<int>v;                 //定義vector

       v.push_back(8);               //放入資料

       v.push_back(4);

       v.push_back(7);

       v.push_back(8);

       v.push_back(0);

       v.push_back(6);

       v.push_back(5);

       v.push_back(5);

       v.push_back(7);

       vector<int>::iteratori,iend;//定義vector迭代器

       iend=v.end();

       cout<<"vector容器元素為："<<endl;

       for(i=v.begin();i!=iend;i++)

       {

              cout<<*i<<endl;

        }

       vector<int>::reverse_iteratorri,riend;//定義vector反向迭代器

       riend=v.rend();

       cout<<"vector元素的反向迭代的結果為："<<endl;

       for(ri=v.rbegin();ri!=riend;ri++)

       {

              cout<<*ri<<endl;

       }

       //各種函式的應用

       cout<<"首元素為："<<v.front()<<endl;                   

       cout<<"元素個數為："<<v.size() <<endl;

       cout<<"當前vector分配的空間為"<<v.capacity() <<endl;

       cout<<"標準庫給vector的空間為"<<v.max_size() <<endl;

       v.pop_back(); 

       cout<<"末尾元素為："<<v.back()<<endl;

       v.reserve(30);//自定義vector當前分配空間的大小

       cout<<"從新分配空間後的大小為："<<v.capacity() <<endl;

       //swap

       vector<int>v1;

       v1.push_back(6);

       swap(v1,v);

       vector<int>::iteratori1,iend1;

       iend1=v1.end();

       cout<<"交換後的v1為："<<endl;

       for(i1=v1.begin();i1!=iend1;i1++)

       {

              cout<<*i1<<endl;

        }

       return 0;

}

總結一下，寫的很水……只是簡單的介紹了一下vector資料結構和基礎函式應用。vector的基本函式的細節實現以及vector記憶體分配機制沒有詳細寫，希望後面把vector的實現以及各種記憶體分配機制這一部分補上。