【编程语言】C++ STL 常用函数

作者：LogM

本文原载于 https://segmentfault.com/u/logm/articles ，不允许转载~

algorithm

#include <algorithm>

min(a, b, comp); //取最小
max(a, b, comp);
min({a,b,c,d}, comp); //initializer_list
max({a,b,c,d}, comp);
*min_element(v.begin(), v.end(), comp);  //数组取最小值
*max_element(v.begin(), v.end(), comp);

swap(a, b);  // 交换
reverse(v.begin(), v.end()); //翻转

sort(v1.begin(), v1.end(), comp);   //不稳定排序
stable_sort(v1.begin(), v1.end(), comp);     //稳定排序

//comp函数举例
bool cmp_less(const int& a, const int& b) {
    return a < b;
}

iter = find(v1.begin(), v1.end(), elem);    //查找等于elem的元素
iter = search(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end());    //在v1中查找是否有区间包含v2，若没找到，返回v1.end()
lower_bound(v1.begin(), v1.end(), elem);   //数组已排序，返回指向首个不小于elem的迭代器
upper_bound(v1.begin(), v1.end(), elem);   //数组已排序，返回指向首个大于elem的迭代器
binary_search(v1.begin(), v1.end(), elem);  //数组已排序，返回是否找到

迭代器

begin() / end();    //迭代
rbegin() / rend();   //反向迭代
cbegin() / cend();   //const迭代
crbegin() / crend();  //const反向迭代

//冒号遍历，基于迭代器实现，但遍历过程中insert和erase将引发无定义的行为，
//不能修改set和map的key等本身无法修改的元素
for (auto v:vec);    //冒号遍历（只读）
for (auto& v:vec);   //冒号遍历（读写）

iter = set1.erase(iter);    //迭代过程中的安全erase

string

#include <string>

string s1("hello");     //与下一行效果相同
string s1 = "hello";
string s1(4, '=');      //生成4个'='组成的字符串
string s1(s2, 0, s2.size());  //拷贝另一个字符串的某个区间初始化

s1.clear();     //清空
s1.size();   //返回字符串长度，与下一行效果相同（不计'\0'）
s1.length();
s1.empty();  //是否为空

s1.c_str();      //返回const char*形式
s1.substr(0, s1.size());     //返回指定区间内的子串，深拷贝
s1.append(s2, 0, s2.size());    //字符串后接另一个字符串的某个区间

to_string(100);     //数值型转字符串
stoi("100");    //字符串转整型
stod("0.1");     //字符串转浮点型

vector

#include <vector>

vector<int> v1 = v2;  //深拷贝构造
vector<int> v1 = {0,1,2,3};  //initializer_list初始化
vector<int> v1(v2.begin(), v2.end());  //vector或array初始化
vector<int> v1(7);  //初始化有7个元素的vector
vector<int> v1(7, 3)    //初始化有7个3的vector
vector<int> v1(r, vector<int>(c, 0))  //初始化r行c列全为0的矩阵

v1.clear();     //清空
v1.size();   //返回元素数量
v1.empty();  //是否为空

v1.front();     //访问第一个元素
v1.back();      //访问最后一个元素

v1.push_back(100);  //末尾插入元素
v1.pop_back();  //清除末尾元素

iter = v1.insert(v1.begin(), 100);  //在vector最前面插入100
iter = v1.insert(v1.begin(), v2.begin(), v2.end());  //插入另一个数组
iter = v1.erase(v1.begin()+2);  //erase一个数
iter = v1.erase(v1.begin()+2, v1.begin()+5);    //erase一个区间

stack

#include <stack>

s1.clear();     //清空
s1.size();   //返回元素数量
s1.empty();  //是否为空

s1.top();    //返回栈顶元素

s1.push(100);  //压栈
s1.pop();  //弹栈

queue/deque

#include <queue>
#include <deque>

q1.clear();     //清空
q1.size();   //返回元素数量
q1.empty();  //是否为空

q1.front();    //返回第一个元素
q1.back();   //返回最后一个元素

q1.push_front(100);  //首位插入100
q1.push_back(100);  //末位插入100
q1.pop_front();  //弹出第一个元素
q1.pop_back();  //弹出最后一个元素

优先级队列

//使用堆实现，建堆O(n)，插入O(logn)，删除O(logn)，查找同vector
#include <queue>

priority_queue<int, vector<int>, less<int>> maxQ;   //大顶堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minQ;    //小顶堆
priority_queue<int> q1(less<int>(), v1);    //用v1初始化大顶堆

q1.clear();     //清空
q1.size();   //返回元素数量
q1.empty();  //是否为空

q1.top();    //返回堆顶元素

q1.push(100);  //压入堆
q1.pop();  //弹出堆顶

//自定义比较函数Comp类的写法
struct CompLess {
    bool operator() (const int a, const int b) {
        return a < b;
    }
};

//另一种建heap的方式
#include <algorithm>
std::make_heap(v.begin(), v.end(), comp);   //建最大堆，v.front()为最大元素

v.push_back(6);
std::push_heap(v.begin(), v.end());  //其他部分为最大堆，末尾元素为新插入，进行上滤

std::pop_heap(v.begin(), v.end(), comp);    //堆顶与堆底交换，然后下滤
v.pop_back()

pair

#include <utility>

pair<int, string> p1(1, "Tom");     //生成一个pair
pair<int, string>(1, "Tom");  //与下两行效果相同，类型由用户指定
pair(1, "Tom");     //与上一行效果相同，编译器判断变量类型
make_pair(1, "Tom");  //与上一行效果相同，编译器判断变量类型
p1.first;
p1.second;

set/multiset

//基于红黑树实现，有自动排序，插入O(logn)，查找O(logn)，删除O(logn)
//也导致无法直接修改set中的元素，只能先删除再插入
#include <set>
#include <multiset>

set<int, less<int>> c1(c2);  //深拷贝构造
set<int, less<int>> c1(c2.begin(), c2.end());
set<int, less<int>> c1(c2.begin(), c2.end(), comp);     //迭代器返回的元素依次排序

c1.clear();   //清空
c1.size();   //返回元素数量
c1.empty();  //是否为空

c1.count(elem);  //返回elem的count，可以用于判断set中是否有elem
c1.find(elem);   //返回指向elem的迭代器，用"!=c1.end()"判断是否找到
c1.lower_bound(elem);   //返回指向首个不小于elem的迭代器
c1.upper_bound(elem);   //返回指向首个大于elem的迭代器

c1.insert(elem);    //插入单个elem
c1.insert(c2.begin(), c2.end());    //插入另一个set的某个区间
c1.erase(elem);  //返回被移除的元素的数量
c1.erase(iter);  //清除iter指向的元素
c1.erase(c1.begin()+2, c1.begin()+5);   //清除某个区间

unordered_set/unordered_multiset

//基于哈希表实现，插入O(n)，查找O(n)，删除O(n)
//代价占用内存比set/multiset略大一点点，内部元素不排序
#include <unordered_set>

//大部分函数同set/multiset
//由于内部元素不排序，不能使用lower_bound和upper_bound

map/multimap

//基于红黑树实现，依据key自动排序，插入O(logn)，查找O(logn)，删除O(logn)
//也导致无法直接修改map中的元素，只能先删除再插入
#include <map>

map<int, string> m1 = {{2015, "Tom"}, {2016, "Jim"}};   //构造函数

m1.clear();   //清空
m1.size();   //返回元素数量
m1.empty();  //是否为空

m1.at[2015] = "Tom";    //取值，会检查key是否存在
m1[2015] = "Tom";   //若key存在则修改value，若不存在则创建

m1.count(key);     //返回相应key的count，可以用于判断map中是否存在该key
iter = m1.find(key);   //返回指向key的迭代器，用"!=m1.end()"判断是否找到
c1.lower_bound(key);   //返回指向首个不小于key的迭代器
c1.upper_bound(key);   //返回指向首个大于key的迭代器

m1.insert(make_pair(2015, "Tom"));  //使用pair插入
m1.insert(pair<int, string>(2015, "Tom"));
m1.insert({2015, "Tom"});   //initializer_list插入
m1.erase(key);  //返回被移除的元素的数量
m1.erase(iter);  //清除iter指向的元素
m1.erase(m1.begin()+2, m1.begin()+5);   //清除某个区间

unordered_map/unordered_multimap

//基于哈希表实现，插入O(n)，查找O(n)，删除O(n)
//代价占用内存比map/multimap略大一点点，内部元素不排序
#include <unordered_map>

//大部分函数同map/multimap
//由于内部元素不排序，不能使用lower_bound和upper_bound

list

list<int> l1 = l2;  //深拷贝构造
list<int> l1 = {0,1,2,3};  //initializer_list初始化
list<int> l1(l2.begin(), l2.end());  
list<int> l1(7);  //初始化有7个元素的list
list<int> l1(7, 3)    //初始化有7个3的list

l1.clear();     //清空
l1.size();   //返回元素数量
l1.empty();  //是否为空

l1.front();     //访问第一个元素
l1.back();      //访问最后一个元素

l1.push_back(100);  //末尾插入元素
l1.pop_back();  //清除末尾元素

iter = l1.insert(l1.begin(), 100);  //在vector最前面插入100
iter = l1.insert(l1.begin(), l2.begin(), l2.end());  //插入另一个数组
iter = l1.erase(l1.begin()+2);  //erase一个数
iter = l1.erase(l1.begin()+2, l1.begin()+5);    //erase一个区间

基础输入输出

# include<string>
std::string str;
std::getline(std::cin, str);  //会把'\n'去除
std::getline(std::cin, str, ' ');  //设置分隔符，此时将空格视为一行的结束，'\n'会被读入
/*
立即在空白符分隔输入后使用时，例如在 int n; std::cin >> n; 后， getline 会用 operator>> 消耗掉留在输入流上的换行符，并立即返回。
常用解决方案是在切换到面向行输入前，用 cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n'); 忽略输入行上所有剩下的字符。
*/

匿名函数

sort(v.begin(), v.end(),
        [](const int& a, const int& b) {
            return a < b;
        });