stl学习

#include<array>
std::array 是C++11引入的一个模板类，用于表示固定大小的数组。它结合了原生数组的高效性和标准库容器的便利性。以下是一些使用 std::array 的示例，展示如何声明、初始化和操作 std::array。

1. 声明和初始化

声明一个空的 std::array

#include <array>
#include <iostream>int main() {// 声明一个大小为5的int类型的std::arraystd::array<int, 5> arr;// 使用默认值初始化（所有元素初始化为0）for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

0 0 0 0 0

使用列表初始化

#include <array>
#include <iostream>int main() {// 使用列表初始化std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};// 遍历并打印数组元素for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

部分初始化

如果提供的初始化值少于数组大小，剩余的元素将被默认初始化为0。

#include <array>
#include <iostream>int main() {// 部分初始化std::array<int, 5> arr = {1, 2};// 遍历并打印数组元素for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 0 0 0

2. 访问数组元素

使用下标操作符 []

#include <array>
#include <iostream>int main() {std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};// 访问并修改数组元素arr[2] = 10;// 打印修改后的数组for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 10 4 5

使用 at() 方法

at() 方法提供了范围检查，如果索引超出范围，会抛出 std::out_of_range 异常。

#include <array>
#include <iostream>
#include <stdexcept>int main() {std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};try {// 访问数组元素std::cout << arr.at(2) << std::endl;// 尝试访问超出范围的元素std::cout << arr.at(10) << std::endl;} catch (const std::out_of_range& e) {std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

输出：

3
Error: std::out_of_range

3. 获取数组大小

std::array 提供了 size() 方法来获取数组的大小。

#include <array>
#include <iostream>int main() {std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};// 获取数组大小std::cout << "Array size: " << arr.size() << std::endl;return 0;
}

输出：

Array size: 5

4. 使用迭代器

std::array 支持迭代器操作，可以使用标准库算法。

#include <array>
#include <iostream>
#include <algorithm> // std::sortint main() {std::array<int, 5> arr = {5, 2, 9, 1, 5};// 使用标准库算法排序std::sort(arr.begin(), arr.end());// 打印排序后的数组for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 5 5 9

5. 使用 std::array 作为函数参数

传递 std::array 到函数

#include <array>
#include <iostream>void printArray(const std::array<int, 5>& arr) {for (const auto& elem : arr) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;
}int main() {std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};// 将数组传递给函数printArray(arr);return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

6. 使用 std::array 的优势

• 固定大小：std::array 的大小在编译时确定，因此比 std::vector 更高效。
• 安全性：提供了范围检查（通过 at() 方法）。
• 兼容性：支持标准库算法和迭代器操作。

---

#include <list>
std::list 是C++标准模板库（STL）中的一个双向链表容器。它提供了高效的插入和删除操作，并且可以动态调整大小。以下是一些使用 std::list 的示例，展示如何声明、初始化、操作和遍历 std::list。std::list是一个非常灵活的容器，适用于需要频繁插入和删除元素的场景。

1. 声明和初始化

声明一个空的 std::list

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList;// 使用 push_back 添加元素myList.push_back(10);myList.push_back(20);myList.push_back(30);// 打印列表中的元素for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

10 20 30

使用初始化列表初始化

#include <list>
#include <iostream>int main() {// 使用初始化列表初始化std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 打印列表中的元素for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

2. 插入和删除操作

插入元素

std::list 提供了多种插入方法，如 push_front、push_back 和 insert。

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 在列表开头插入元素myList.push_front(0);// 在列表末尾插入元素myList.push_back(6);// 在指定位置插入元素auto it = myList.begin();std::advance(it, 3); // 移动到第3个位置myList.insert(it, 99);// 打印列表中的元素for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

0 1 2 99 3 4 5 6

删除元素

std::list 提供了 pop_front、pop_back 和 erase 方法来删除元素。

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {0, 1, 2, 99, 3, 4, 5, 6};// 删除列表开头的元素myList.pop_front();// 删除列表末尾的元素myList.pop_back();// 删除指定位置的元素auto it = myList.begin();std::advance(it, 3); // 移动到第3个位置myList.erase(it);// 打印列表中的元素for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

3. 遍历列表

使用范围基于的 for 循环

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用范围基于的 for 循环遍历列表for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

使用迭代器

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用迭代器遍历列表for (auto it = myList.begin(); it != myList.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

4. 其他常用操作

获取列表大小

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 获取列表大小std::cout << "List size: " << myList.size() << std::endl;return 0;
}

输出：

List size: 5

清空列表

#include <list>
#include <iostream>int main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 清空列表myList.clear();// 检查列表是否为空if (myList.empty()) {std::cout << "List is empty." << std::endl;}return 0;
}

输出：

List is empty.

反转列表

#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm> // std::reverseint main() {std::list<int> myList = {1, 2, 3, 4, 5};// 反转列表myList.reverse();// 打印反转后的列表for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

5 4 3 2 1

排序列表

#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm> // std::sortint main() {std::list<int> myList = {5, 2, 9, 1, 5};// 排序列表myList.sort();// 打印排序后的列表for (const auto& elem : myList) {std::cout << elem << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

输出：

1 2 5 5 9

5. 使用 std::list 的优势

• 高效的插入和删除操作：std::list 是双向链表，插入和删除操作的时间复杂度为 O(1)。
• 动态调整大小：可以动态添加和删除元素，不需要预先分配固定大小。
• 支持迭代器操作：可以使用标准库算法进行操作。

---

#include <map>

std::map 是C++标准模板库（STL）中的一个关联容器，用于存储键值对（key-value pairs）。它基于红黑树实现，能够高效地进行插入、删除和查找操作。以下是一些使用 std::map 的示例，展示如何声明、初始化、操作和遍历 std::map。
std::map 是一个非常强大的关联容器，适用于需要高效查找、插入和删除操作的场景。

1. 声明和初始化

声明一个空的 std::map

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap;// 插入键值对myMap[1] = "one";myMap[2] = "two";myMap[3] = "three";// 打印键值对for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
2: two
3: three

使用初始化列表初始化

#include <map>
#include <iostream>int main() {// 使用初始化列表初始化std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 打印键值对for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
2: two
3: three

2. 插入和删除操作

插入键值对

std::map 提供了多种插入方法，如 operator[] 和 insert。

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap;// 使用 operator[] 插入键值对myMap[1] = "one";myMap[2] = "two";// 使用 insert 方法插入键值对myMap.insert(std::make_pair(3, "three"));// 打印键值对for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
2: two
3: three

删除键值对

std::map 提供了 erase 方法来删除键值对。

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 删除键为2的键值对myMap.erase(2);// 打印键值对for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
3: three

3. 查找和访问键值对

查找键值对

std::map 提供了 find 方法来查找键值对。

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 查找键为2的键值对auto it = myMap.find(2);if (it != myMap.end()) {std::cout << "Found: " << it->first << " -> " << it->second << std::endl;} else {std::cout << "Key not found." << std::endl;}return 0;
}

输出：

Found: 2 -> two

访问键值对

可以直接使用 operator[] 或迭代器来访问键值对。

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 使用 operator[] 访问键值对std::cout << "Key 1: " << myMap[1] << std::endl;// 使用迭代器访问键值对for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

Key 1: one
1: one
2: two
3: three

4. 遍历 std::map

使用范围基于的 for 循环

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 使用范围基于的 for 循环遍历for (const auto& pair : myMap) {std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
2: two
3: three

使用迭代器

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 使用迭代器遍历for (auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;}return 0;
}

输出：

1: one
2: two
3: three

5. 其他常用操作

获取 std::map 的大小

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 获取大小std::cout << "Map size: " << myMap.size() << std::endl;return 0;
}

输出：

Map size: 3

清空 std::map

#include <map>
#include <iostream>int main() {std::map<int, std::string> myMap = {{1, "one"},{2, "two"},{3, "three"}};// 清空 mapmyMap.clear();// 检查是否为空if (myMap.empty()) {std::cout << "Map is empty." << std::endl;}return 0;
}

输出：

Map is empty.

6. 使用 std::map 的优势

• 高效的查找、插入和删除操作：基于红黑树实现，操作的时间复杂度为 O(log n)。
• 自动排序：键值对会根据键自动排序。
• 支持迭代器操作：可以使用标准库算法进行操作。