STL新增内容

C++11 中的 STL 新增内容

容器

• std::array：这是一个固定大小的数组容器，和原生数组类似，但具备更好的接口与安全性。它在栈上分配内存，大小在编译时确定。

#include <array>
#include <iostream>
int main() {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
    for (int num : arr) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

• std::unordered_set 和 std::unordered_map：这两个容器分别是 std::set 和 std::map 的无序版本。它们采用哈希表实现，查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 $O(1)$。

#include <unordered_set>
#include <iostream>
int main() {
    std::unordered_set<int> us = {1, 2, 3};
    for (int num : us) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

• std::forward_list：这是一个单向链表容器，相比于 std::list（双向链表），它占用的空间更少，插入和删除操作更快。

算法

• std::all_of、std::any_of 和 std::none_of：这些算法用于检查范围中的元素是否满足特定条件。

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    bool all_positive = std::all_of(vec.begin(), vec.end(), [](int i) { return i > 0; });
    std::cout << (all_positive ? "All positive" : "Not all positive") << std::endl;
    return 0;
}

C++14 中的 STL 新增内容

容器

• std::make_unique：用于创建 std::unique_ptr 对象，提供了更简洁的方式来管理动态分配的内存。

#include <memory>
#include <iostream>
class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Constructed" << std::endl; }
    ~MyClass() { std::cout << "Destroyed" << std::endl; }
};
int main() {
    auto ptr = std::make_unique<MyClass>();
    return 0;
}

算法

• 泛型 lambda 表达式：允许 lambda 表达式的参数使用 auto 类型，增强了 lambda 表达式的通用性。

#include <iostream>
int main() {
    auto add = [](auto a, auto b) { return a + b; };
    std::cout << add(1, 2) << std::endl;
    std::cout << add(1.5, 2.5) << std::endl;
    return 0;
}

C++17 中的 STL 新增内容

容器

• std::optional：表示一个可能存在的值，可用于避免返回空指针或错误码。

#include <optional>
#include <iostream>
std::optional<int> divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        return std::nullopt;
    }
    return a / b;
}
int main() {
    auto result = divide(10, 2);
    if (result) {
        std::cout << "Result: " << *result << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Division by zero" << std::endl;
    }
    return 0;
}

• std::variant：可以存储多种不同类型的值，但同一时间只能存储其中一种类型。

#include <variant>
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::variant<int, std::string> var = 10;
    std::cout << std::get<int>(var) << std::endl;
    var = "Hello";
    std::cout << std::get<std::string>(var) << std::endl;
    return 0;
}

• std::any：可以存储任意类型的值。

#include <any>
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::any value = 10;
    std::cout << std::any_cast<int>(value) << std::endl;
    value = std::string("Hello");
    std::cout << std::any_cast<std::string>(value) << std::endl;
    return 0;
}

算法

• std::clamp：用于将一个值限制在指定的范围内。

#include <algorithm>
#include <iostream>
int main() {
    int value = 15;
    int min = 10;
    int max = 20;
    int result = std::clamp(value, min, max);
    std::cout << "Clamped value: " << result << std::endl;
    return 0;
}

C++20 中的 STL 新增内容

容器

• std::span：表示一个连续对象序列的视图，不拥有这些对象，常用于函数参数传递，避免不必要的拷贝。

#include <span>
#include <iostream>
#include <vector>
void print(std::span<int> sp) {
    for (int num : sp) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    print(vec);
    return 0;
}

算法

• 范围库（Ranges Library）：提供了一种更简洁、更通用的方式来处理序列数据，结合了算法和迭代器的功能。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ranges>
int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto even_numbers = vec | std::views::filter([](int i) { return i % 2 == 0; });
    for (int num : even_numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

这些新增内容使得 STL 更加完善和强大，为 C++ 开发者提供了更多高效、便捷的工具。