一.C++ STL 简介

C++ 标准模板库（Standard Template Library，STL）是一套功能强大的 C++ 模板类和函数的集合，它提供了一系列通用的、可复用的算法和数据结构。

STL 的设计基于泛型编程，这意味着使用模板可以编写出独立于任何特定数据类型的代码。

STL 分为多个组件，包括容器（Containers）、迭代器（Iterators）、算法（Algorithms）、函数对象（Function Objects）和适配器（Adapters）等。

使用 STL 的好处:

• 代码复用：STL 提供了大量的通用数据结构和算法，可以减少重复编写代码的工作。
• 性能优化：STL 中的算法和数据结构都经过了优化，以提供最佳的性能。
• 泛型编程：使用模板，STL 支持泛型编程，使得算法和数据结构可以适用于任何数据类型。
• 易于维护：STL 的设计使得代码更加模块化，易于阅读和维护。

C++ 标准模板库的核心包括以下重要组件组件：

组件	描述
容器（Containers）	容器是 STL 中最基本的组件之一，提供了各种数据结构，包括向量（vector）、链表（list）、队列（queue）、栈（stack）、集合（set）、映射（map）等。这些容器具有不同的特性和用途，可以根据实际需求选择合适的容器。
算法（Algorithms）	STL 提供了大量的算法，用于对容器中的元素进行各种操作，包括排序、搜索、复制、移动、变换等。这些算法在使用时不需要关心容器的具体类型，只需要指定要操作的范围即可。
迭代器（iterators）	迭代器用于遍历容器中的元素，允许以统一的方式访问容器中的元素，而不用关心容器的内部实现细节。STL 提供了多种类型的迭代器，包括随机访问迭代器、双向迭代器、前向迭代器和输入输出迭代器等。
函数对象（Function Objects）	函数对象是可以像函数一样调用的对象，可以用于算法中的各种操作。STL 提供了多种函数对象，包括一元函数对象、二元函数对象、谓词等，可以满足不同的需求。
适配器（Adapters）	适配器用于将一种容器或迭代器适配成另一种容器或迭代器，以满足特定的需求。STL 提供了多种适配器，包括栈适配器（stack adapter）、队列适配器（queue adapter）和优先队列适配器（priority queue adapter）等。

这些个组件都带有丰富的预定义函数，帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

二.容器

容器是用来存储数据的序列，它们提供了不同的存储方式和访问模式。

STL 中的容器可以分为三类：

1、序列容器：

==存储元素的序列，允许双向遍历。==

std::vector：动态数组，支持快速随机访问。

void test(){  
	vector<int> v;  
	v.push_back(10);  
	v.push_back(20);  
	v.push_back(30);  
	v.push_back(40);  
	v.push_back(50);  
	  
	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();  
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();  
	  
	//第一种遍历方式  
	while (pBegin != pEnd){  
		cout << *pBegin << "\t";  
		pBegin++;  
	}  
	cout << endl;  
	  
	//第二种遍历方式for循环  
	for (vector<int>::iterator it = v.begin() ; it != v.end() ; it++) {  
		cout << *it << "\t";  
	}  
	cout << endl;  
	  
	  
	//第三种遍历方式algorithm  
	for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);  
  
}

std::deque：双端队列，支持快速插入和删除。

std::list：链表，支持快速插入和删除，但不支持随机访问。

2、关联容器：

==存储键值对，每个元素都有一个键（key）和一个值（value），并且通过键来组织元素。==

• std::set：集合，不允许重复元素。
• std::multiset：多重集合，允许多个元素具有相同的键。
• std::map：映射，每个键映射到一个值。
• std::multimap：多重映射，允许多个键映射到相同的值。

3、无序容器（C++11 引入）：

==哈希表，支持快速的查找、插入和删除。==

• std::unordered_set：无序集合。
• std::unordered_multiset：无序多重集合。
• std::unordered_map：无序映射。
• std::unordered_multimap：无序多重映射。

三.算法(Algorithms)

1.质变算法

运算过程中会更改元素内容，如拷贝，删除

2.非质变算法

运算过程中不会更改元素内容，如计数，遍历，查找

四.迭代器

在 C++ 中，迭代器是一个非常重要的概念，主要用于提供对容器中元素的访问。迭代器的行为类似于指针，可以通过迭代器遍历容器（如数组、列表、集合等）中的所有元素。迭代器是 C++ 标准库中的一部分，特别是与标准模板库（STL）中的容器配合使用。

支持随机访问的 STL 容器

不是所有的 STL 容器都支持随机访问迭代器。仅以下容器提供随机访问迭代器：

• std::vector
• std::deque
• std::array (C++11 及以后)
• std::string（实际上作为一个容器来看待）

迭代器的基本功能和类型

迭代器主要提供以下功能：

• 访问元素：通过解引用迭代器（使用 * 操作符），可以访问它所指向的元素。
• 迭代操作：迭代器支持递增 (++) 和递减 (--) 操作，用于移动到容器的下一个或上一个元素。
• 比较操作：迭代器可以通过比较操作（如 == 和 !=）来判断是否到达容器的边界或者是否与其他迭代器相等。

C++ STL 中的迭代器类型主要有五种：

1. 输入迭代器：只支持读取数据，可以递增，并能比较是否相等。
2. 输出迭代器：只支持写入数据，可以递增。
3. 前向迭代器：结合输入和输出迭代器的特性，支持单向移动。
4. 双向迭代器：除了具有前向迭代器的所有特性外，还可以递减，即向前和向后移动。
5. 随机访问迭代器：提供最强大的功能，支持直接访问任何元素，支持 +、- 操作和比较大小，类似于指针的功能。

示例代码

下面是一个使用迭代器遍历 std::vector 的示例：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 使用迭代器遍历向量
    for (std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

在这个示例中，vec.begin() 返回一个指向 std::vector 第一个元素的迭代器，而 vec.end() 返回一个指向 std::vector 最后一个元素之后位置的迭代器。++it 递增迭代器，移动到下一个元素。迭代器通过解引用（*it）访问元素的值。

迭代器为 C++ 中的数据访问提供了一种灵活和统一的方法，使得无论容器的内部实现如何，程序员都可以用相似的方式遍历和操作数据。