九、类模板和标准模板库STL(Standard Template Library)

1. 类模板

// 使用类模板，就可以适用于不同元素类型，避免创建多个类型的类。
template <typename T>      // 类模板的声明
class Array
{
};

// 类模板的使用方法：
Array<double> arr(4);     // 创建array，初始capacity为4，可以把Array<double>合起来看成一个类名

2. 标准模板库

STL

一般支持C++的编译器都带了

STL

的支持，里面提供了大量的函数模板(通用算法)和类模板

STL的头文件一般都是不带

.h

后缀的，

eg: #include <vector>  // 不是vector.h

STL 使用命名空间 std, 因此要把此前缀去掉的话，要使用

using namespace std;

3. 标准模板库

STL

之

vector(一维向量)

向量是数组(连续存储)和链表(跳跃存储)的结合体

vector 设计之初即是为了改善C语言原生数组的种种缺失与不便，而欲提供一种更有效、更安全的数组。

vector 的使用接口刻意模拟C语言原生数组，较明显的差异在于存储器管理，原生数组必须在宣告数组的时候明确指定数组长度(例如 int a[5])，但是 vector 不需要指定，而是会在运行期依据状况自我调整长度，动态增大容量。

vector 的使用

#include <vector> std::vector<T> arr  // T 是 vector 要存储的对象集合的类型，该 vector 的变量名称是 arr

。

4. 标准模板库

STL

之

list(单向链表)

list

内部用数据结构的双向连结串列来实现，内部元素内存各处，互相以

link

串接起来，每个元素都只知道其前一个元素以及下一个元素的位置。故要遍历整个list，必须从第一个元素开始逐个往下寻访(顺序链式访问，所以只能使用迭代器进行遍历)不支持随机存取(Random Access)。

list

的强项是高效的插入以及删除，

list

插入或删除时只需要改动元素的

link

字段，不需要搬动元素，相对

数组、vector

等要高效。

list

在经常需要于集合内部任意位置(即除了头尾以外的其他位置) 频繁增删元素的工作上表现优秀。若仅需要于集合尾端增删元素，那应该优先考虑

vector

容器，若仅于头尾二端增删元素，那应该优先考虑

deque

容器。 -

list

的使用：

std::list<T> mylist;

list

链表中插入/删除一个节点

遍历

list

，找到目标位置

调用

insert/erase

，插入/删除一个节点

// 链表的遍历
for (list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++)
{
int& value = *iter;
printf("%d, ", value);
}

// 删除值为3的节点
for (list<int>::iterator iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++)
{
int& value = *iter;
if (value == 3)
{
lst.erase(iter);
break;
}
}

5. 标准模板库

STL

之

string

string

是字符串的基本模板类

std::basic_string

使用

typedef

定义的模板类实例

typedef basic_string< char, char_traits<char>, allocator<char> >  string;

string

本质上是以字符作为元素的

vector

特化版本；不存在0字符结尾这个概念，能装入’\0’这种数据

定义字符串变量：

using namespace std; string kk = "hello world!"

可以用

c_str()函数来获取

string 内部的字符串指针

6. 标准模板库

STL

之

map

用于快速查找

在map存储中，是按照键值对来存储的 “key-value”

无论存储了多少数据，总是可以通过

key

值，直接检索到

value

的值

list

使用遍历查找，但需要从头到尾，挨个对比，速度较慢；而map使用映射查找，速度很快