STL详解
STL就是Standard Template Library，標準模板庫。這可能是一個歷史上最令人興奮的工具的最無聊的術(shù)語。從根本上說，STL是一些“容器”的集合，這些“容器”有list, vector,set,map等，STL也是算法和其它一些組件的集合。這里的“容器”和算法的集合指的是世界上很多聰明人很多年的杰作。是C＋＋標準庫的一個重要組成部分，它由Stepanov and Lee等人最先開發(fā)，它是與C＋＋幾乎同時開始開發(fā)的；一開始STL選擇了Ada作為實現(xiàn)語言，但Ada有點不爭氣，最后他們選擇了C＋＋，C＋＋中已經(jīng)有了模板。STL又被添加進了C＋＋庫。1996年，惠普公司又免費公開了STL，為STL的推廣做了很大的貢獻。STL提供了類型安全、高效而易用特性的STL無疑是最值得C++程序員驕傲的部分。每一個C＋＋程序員都應(yīng)該好好學習STL。大體上包括container（容器）、algorithm（算法）和iterator（迭代器），容器和算法通過迭代器可以進行無縫連接。
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一、基礎(chǔ)知識
1、泛型技術(shù)
泛型技術(shù)的實現(xiàn)方法有多種，比如模板，多態(tài)等。模板是編譯時決定，多態(tài)是運行時決定，其他的比如RTTI也是運行時確定。多態(tài)是依靠虛表在運行時查表實現(xiàn)的。比如一個類擁有虛方法，那么這個類的實例的內(nèi)存起始地址就是虛表地址，可以把內(nèi)存起始地址強制轉(zhuǎn)換成int*，取得虛表，然后(int*)*(int*)取得虛表里的第一個函數(shù)的內(nèi)存地址，然后強制轉(zhuǎn)換成函數(shù)類型，即可調(diào)用來驗證虛表機制。
泛型編程（generic programming，以下直接以GP稱呼）是一種全新的程序設(shè)計思想，和OO，OB，PO這些為人所熟知的程序設(shè)計想法不同的是GP抽象度更高，基于GP設(shè)計的組件之間偶合度底，沒有繼承關(guān)系，所以其組件間的互交性和擴展性都非常高。我們都知道，任何算法都是作用在一種特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的，最簡單的例子就是快速排序算法最根本的實現(xiàn)條件就是所排序的對象是存貯在數(shù)組里面，因為快速排序就是因為要用到數(shù)組的隨機存儲特性，即可以在單位時間內(nèi)交換遠距離的對象，而不只是相臨的兩個對象，而如果用聯(lián)表去存儲對象，由于在聯(lián)表中取得對象的時間是線性的即O[n]，這樣將使快速排序失去其快速的特點。也就是說，我們在設(shè)計一種算法的時候，我們總是先要考慮其應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如數(shù)組查找，聯(lián)表查找，樹查找，圖查找其核心都是查找，但因為作用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同將有多種不同的表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之間這樣密切的關(guān)系一直是我們以前的認識。泛型設(shè)計的根本思想就是想把算法和其作用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分離，也就是說，我們設(shè)計算法的時候并不去考慮我們設(shè)計的算法將作用于何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上。泛型設(shè)計的理想狀態(tài)是一個查找算法將可以作用于數(shù)組，聯(lián)表，樹，圖等各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之上，變成一個通用的，泛型的算法。
2、四種類型轉(zhuǎn)換操作符
static_cast?????將一個值以符合邏輯的方式轉(zhuǎn)換。應(yīng)用到類的指針上，意思是說它允許子類類型的指針轉(zhuǎn)換為父類類型的指針（這是一個有效的隱式轉(zhuǎn)換），同時，也能夠執(zhí)行相反動作：轉(zhuǎn)換父類為它的子類。
例如：float x;
??????Count<<static_cast<int>(x);//把x作為整型值輸出
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dynamic_cast??????????????將多態(tài)類型向下轉(zhuǎn)換為其實際靜態(tài)類型。只用于對象的指針和引用。當用于多態(tài)類型時，它允許任意的隱式類型轉(zhuǎn)換以及相反過程。dynamic_cast會檢查操作是否有效。也就是說，它會檢查轉(zhuǎn)換是否會返回一個被請求的有效的完整對象。檢測在運行時進行。如果被轉(zhuǎn)換的指針不是一個被請求的有效完整的對象指針，返回值為NULL.??????
例如：class Car;
?????????class Cabriolet:public Car{
?????????…
};
?????????class Limousline:public Car{
?????????…
};
?????????void f(Car *cp)
?????????{
??????????????Cabriolet *p = dynamic_cast< Cabriolet > cp;
}
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reinterpret_cast???轉(zhuǎn)換一個指針為其它類型的指針。它也允許從一個指針轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型。反之亦然。這個操作符能夠在非相關(guān)的類型之間轉(zhuǎn)換。操作結(jié)果只是簡單的從一個指針到別的指針的值的二進制拷貝。在類型之間指向的內(nèi)容不做任何類型的檢查和轉(zhuǎn)換。
例如：
class A {};
class B {};
A * a = new A;
B * b = reinterpret_cast<B *>(a);
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const_cast一般用于強制消除對象的常量性。
例如：
class C {};
const C *a = new C;
C *b = const_cast<C *>(a);
其它三種操作符是不能修改一個對象的常量性的。
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3、explicit修飾的構(gòu)造函數(shù)不能擔任轉(zhuǎn)換函數(shù)。在很多情況下，隱式轉(zhuǎn)換是有意的，并且是正當?shù)摹５袝r我們不希望進行這種自動的轉(zhuǎn)換。
例如：為了避免這樣的隱式轉(zhuǎn)換，應(yīng)該象下面這樣顯式聲明該帶單一參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)：
class String {
int size;
char *p;
//..
public:
?????? //?不要隱式轉(zhuǎn)換
?????? explicit String (int sz);?
?????? String (const char *s, int size n = 0); //?隱式轉(zhuǎn)換
};
void f ()
{
????String s(10);
????s = 100; //?現(xiàn)在編譯時出錯；需要顯式轉(zhuǎn)換：
????s = String(100); //?好；顯式轉(zhuǎn)換
????s = "st";????????//?好；此時允許隱式轉(zhuǎn)換
}
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4、命名空間namespace
???解決在使用不同模塊和程序庫時，出現(xiàn)名稱沖突問題。
5、C++標準程序庫中的通用工具。由類和函數(shù)構(gòu)成。這些工具包括：
???數(shù)種通用類型
???一些重要的C函數(shù)
???數(shù)值極值
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二、STL六大組件
容器（Container）
算法（Algorithm）
迭代器（Iterator）
仿函數(shù)（Function object）
適配器（Adaptor）
空間配置器（allocator）
1、容器
作為STL的最主要組成部分－－容器，分為向量（vector），雙端隊列(deque)，表(list)，隊列（queue），堆棧(stack)，集合(set)，多重集合(multiset)，映射(map)，多重映射(multimap)。
| 容器 | 特性 | 所在頭文件 |
| 向量vector | 可以用常數(shù)時間訪問和修改任意元素，在序列尾部進行插入和刪除時，具有常數(shù)時間復(fù)雜度，對任意項的插入和刪除就有的時間復(fù)雜度與到末尾的距離成正比，尤其對向量頭的添加和刪除的代價是驚人的高的 | <vector> |
| 雙端隊列deque | 基本上與向量相同，唯一的不同是，其在序列頭部插入和刪除操作也具有常量時間復(fù)雜度 | <deque> |
| 表list | 對任意元素的訪問與對兩端的距離成正比，但對某個位置上插入和刪除一個項的花費為常數(shù)時間。 | <list> |
| 隊列queue | 插入只可以在尾部進行，刪除、檢索和修改只允許從頭部進行。按照先進先出的原則。 | <queue> |
| 堆棧stack | 堆棧是項的有限序列，并滿足序列中被刪除、檢索和修改的項只能是最近插入序列的項。即按照后進先出的原則 | <stack> |
| 集合set | 由節(jié)點組成的紅黑樹，每個節(jié)點都包含著一個元素，節(jié)點之間以某種作用于元素對的謂詞排列，沒有兩個不同的元素能夠擁有相同的次序，具有快速查找的功能。但是它是以犧牲插入刪除操作的效率為代價的 | <set> |
| 多重集合multiset | 和集合基本相同，但可以支持重復(fù)元素具有快速查找能力 | <set> |
| 映射map | 由{鍵，值}對組成的集合，以某種作用于鍵對上的謂詞排列。具有快速查找能力 | <map> |
| 多重集合multimap | 比起映射，一個鍵可以對應(yīng)多了值。具有快速查找能力 | <map> |
STL容器能力表：
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2、算法
算法部分主要由頭文件<algorithm>，<numeric>和<functional>組成。< algorithm>是所有STL頭文件中最大的一個，它是由一大堆模版函數(shù)組成的，可以認為每個函數(shù)在很大程度上都是獨立的，其中常用到的功能范 圍涉及到比較、交換、查找、遍歷操作、復(fù)制、修改、移除、反轉(zhuǎn)、排序、合并等等。<numeric>體積很小，只包括幾個在序列上面進行簡單數(shù)學運算的模板函數(shù)，包括加法和乘法在序列上的一些操作。<functional>中則定義了一些模板類，用以聲明函數(shù)對象。
STL的算法也是非常優(yōu)秀的，它們大部分都是類屬的，基本上都用到了C＋＋的模板來實現(xiàn)，這樣，很多相似的函數(shù)就不用自己寫了，只要用函數(shù)模板就可以了。
我們使用算法的時候，要針對不同的容器，比如：對集合的查找，最好不要用通用函數(shù)find（），它對集合使用的時候，性能非常的差，最好用集合自帶的find（）函數(shù)，它針對了集合進行了優(yōu)化，性能非常的高。
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3、迭代器
它的具體實現(xiàn)在<itertator>中，我們完全可以不管迭代器類是怎么實現(xiàn)的，大多數(shù)的時候，把它理解為指針是沒有問題的（指針是迭代器的一個特例，它也屬于迭代器），但是，決不能完全這么做。
| 迭代器功能 | ||
| 輸入迭代器 Input iterator | 向前讀 Reads forward | istream |
| 輸出迭代器 Output iterator | 向前寫 Writes forward | ostream,inserter |
| 前向迭代器 Forward iterator | 向前讀寫 Read and Writes forward | ? |
| 雙向迭代器 Bidirectional iterator | 向前向后讀寫 Read and Writes forward and backward | list,set,multiset,map,mul timap |
| 隨機迭代器 Random access iterator | 隨機讀寫 Read and Write with random access | vector,deque,array,string |
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4、仿函數(shù)
仿函數(shù)，又或叫做函數(shù)對象，是STL六大組件之一；仿函數(shù)雖然小，但卻極大的拓展了算法的功能，幾乎所有的算法都有仿函數(shù)版本。例如，查找算法find_if就是對find算法的擴展，標準的查找是兩個元素相等就找到了，但是什么是相等在不同情況下卻需要不同的定義，如地址相等，地址和郵編都相等，雖然這些相等的定義在變，但算法本身卻不需要改變，這都多虧了仿函數(shù)。仿函數(shù)(functor)又稱之為函數(shù)對象（function object），其實就是重載了()操作符的struct，沒有什么特別的地方。
如以下代碼定義了一個二元判斷式functor：
struct IntLess
{
bool operator()(int left, int right) const
{
?? return (left < right);
};
};
為什么要使用仿函數(shù)呢？
1).仿函數(shù)比一般的函數(shù)靈活。
2).仿函數(shù)有類型識別，可以作為模板參數(shù)。
3).執(zhí)行速度上仿函數(shù)比函數(shù)和指針要更快的。
怎么使用仿函數(shù)？
除了在STL里，別的地方你很少會看到仿函數(shù)的身影。而在STL里仿函數(shù)最常用的就是作為函數(shù)的參數(shù)，或者模板的參數(shù)。
在STL里有自己預(yù)定義的仿函數(shù)，比如所有的運算符，=，-，*，、比如'<'號的仿函數(shù)是less
template<class _Ty>
struct less?? : public binary_function<_Ty, _Ty, bool>
{ // functor for operator<
??????? bool operator()(const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) const
?????????????????? { // apply operator< to operands
????????????????????????????? return (_Left < _Right);
?????????????????? }
};
從上面的定義可以看出，less從binary_function<...>繼承來的，那么binary_function又是什么的？
template<class _Arg1, class _Arg2, class _Result>
struct?binary_function
{ // base class for binary functions
??????? typedef _Arg1 first_argument_type;
???? ?? typedef _Arg2 second_argument_type;
????? typedef _Result result_type;
};
其實binary_function只是做一些類型聲明而已，別的什么也沒做，但是在STL里為什么要做這些呢？如果你要閱讀過STL的源碼，你就會發(fā)現(xiàn)，這樣的用法很多，其實沒有別的目的，就是為了方便，安全，可復(fù)用性等。但是既然STL里面內(nèi)定如此了，所以作為程序員你必須要遵循這個規(guī)則,否則就別想安全的使用STL。
比如我們自己定一個仿函數(shù)。可以這樣：
template <typename type1,typename type2>
class func_equal :public binary_function<type1,type2,bool>
{
??????? inline bool operator()(type1 t1,type2 t2) const//這里的const不能少
??????????? {
???????????????? return t1 == t2;//當然這里要overload==
????????? ?? }
}
我們看這一行：?inline bool operator()(type1 t1,type2 t2) const//這里的const不能少
inline是聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，我想這里應(yīng)該不用多說什么什么了，關(guān)鍵是為什么要聲明為const的？要想找到原因還是看源碼，加入如果我們這里寫一行代碼，find_if(s.begin(),s.end(),bind2nd(func_equal(),temp)),在bind2nd函數(shù)里面的參數(shù)是const類型的，const類型的對象，只能訪問cosnt修飾的函數(shù)！
與binary_function(二元函數(shù))相對的是unary_function(一元函數(shù)),其用法同binary_function
struct unary_function {?
typedef _A argument_type;?
typedef _R result_type;?
};
注：仿函數(shù)就是重載()的class，并且重載函數(shù)要為const的，如果要自定義仿函數(shù)，并且用于STL接配器，那么一定要從binary_function或者，unary_function繼承。
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5、適配器
適配器是用來修改其他組件接口的STL組件，是帶有一個參數(shù)的類模板（這個參數(shù)是操作的值的數(shù)據(jù)類型）。STL定義了3種形式的適配器：容器適配器，迭代器適配器，函數(shù)適配器。
容器適配器：包括棧（stack）、隊列(queue)、優(yōu)先(priority_queue)。使用容器適配器，stack就可以被實現(xiàn)為基本容器類型（vector,dequeue,list）的適配。可以把stack看作是某種特殊的vctor,deque或者list容器，只是其操作仍然受到stack本身屬性的限制。queue和priority_queue與之類似。容器適配器的接口更為簡單，只是受限比一般容器要多。
迭代器適配器：修改為某些基本容器定義的迭代器的接口的一種STL組件。反向迭代器和插入迭代器都屬于迭代器適配器，迭代器適配器擴展了迭代器的功能。
函數(shù)適配器：通過轉(zhuǎn)換或者修改其他函數(shù)對象使其功能得到擴展。這一類適配器有否定器（相當于"非"操作）、綁定器、函數(shù)指針適配器。函數(shù)對象適配器的作用就是使函數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)對象，或是將多參數(shù)的函數(shù)對象轉(zhuǎn)化為少參數(shù)的函數(shù)對象。
例如：
在STL程序里，有的算法需要一個一元函數(shù)作參數(shù)，就可以用一個適配器把一個二元函數(shù)和一個數(shù)值，綁在一起作為一個一元函數(shù)傳給算法。?
例如：?
find_if(coll.begin(), coll.end(), bind2nd(greater <int>(), 42));?
這句話就是找coll中第一個大于42的元素。?
greater <int>()，其實就是">"號，是一個2元函數(shù)?
bind2nd的兩個參數(shù)，要求一個是2元函數(shù)，一個是數(shù)值，結(jié)果是一個1元函數(shù)。
bind2nd就是個函數(shù)適配器。
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6、空間配置器
STL的內(nèi)存配置器在我們的實際應(yīng)用中幾乎不用涉及，但它卻在STL的各種容器背后默默做了大量的工作，STL內(nèi)存配置器為容器分配并管理內(nèi)存。統(tǒng)一的內(nèi)存管理使得STL庫的可用性、可移植行、以及效率都有了很大的提升。
SGI-STL的空間配置器有2種，一種僅僅對c語言的malloc和free進行了簡單的封裝，而另一個設(shè)計到小塊內(nèi)存的管理等，運用了內(nèi)存池技術(shù)等。在SGI-STL中默認的空間配置器是第二級的配置器。
SGI使用時std::alloc作為默認的配置器。
A）．alloc把內(nèi)存配置和對象構(gòu)造的操作分開，分別由alloc::allocate()和::construct()負責，同樣內(nèi)存釋放和對象析夠操作也被分開分別由alloc::deallocate()和::destroy()負責。這樣可以保證高效，因為對于內(nèi)存分配釋放和構(gòu)造析夠可以根據(jù)具體類型(type traits)進行優(yōu)化。比如一些類型可以直接使用高效的memset來初始化或者忽略一些析構(gòu)函數(shù)。對于內(nèi)存分配alloc也提供了2級分配器來應(yīng)對不同情況的內(nèi)存分配。
B）．第一級配置器直接使用malloc()和free()來分配和釋放內(nèi)存。第二級視情況采用不同的策略：當需求內(nèi)存超過128bytes的時候，視為足夠大，便調(diào)用第一級配置器；當需求內(nèi)存小于等于128bytes的時候便采用比較復(fù)雜的memeory pool的方式管理內(nèi)存。
C）．無論allocal被定義為第一級配置器還是第二級，SGI還為它包裝一個接口，使得配置的接口能夠符合標準即把配置單位從bytes轉(zhuǎn)到了元素的大小：
???????? ?????????template<class?T,?class?Alloc>
class?simple_alloc
{
public:
?????static?T*?allocate(size_t?n)
???? {
?????????return?0 ==?n?? 0 : (T*)Alloc::allocate(n?*?sizeof(T));
???? }
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?????static?T*?allocate(void)
???? {
?????????return?(T*)?Alloc::allocate(sizeof(T));
???? }
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?????static?void?deallocate(T*?p,?size_t?n)
???? {
?????????if?(0 !=?n)?Alloc::deallocate(p,?n?*?sizeof(T));
???? }
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?????static?void?deallocate(T*?p)
???? {
?????????Alloc::deallocate(p,?sizeof(T));
???? }
}???
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d）．內(nèi)存的基本處理工具，它們均具有commt or rollback能力。
template<class?InputIterator,?class?ForwardIterator>
ForwardIterator
uninitialized_copy(InputIterator?first,?InputIterator?last,?ForwardIterator?result);
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template<class?ForwardIterator,?class?T>
void?uninitialized_fill(ForwardIterator?first,?ForwardIterator?last,?const?T&?x);
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template<class?ForwardIterator,?class?Size,?class?T>
ForwardIterator
uninitialized_fill_n(ForwardIterator?first,?ForwardIterator?last,?const?T&?x)
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三、具體容器、算法
1、所有容器都提供了一個默認的構(gòu)造函數(shù)，一個拷貝構(gòu)造函數(shù)。
例如：
list<int> l;
....
vector<int> ivector(l.begin(),l.end());
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int array[]={1,2,3,4};
....
set<int> iset(array,array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
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2、與大小相關(guān)的函數(shù)
size(),empty(),max_size()
3、返回迭代器的函數(shù)
begin(),end(),rbegin(),rend()
4、比較操作
==,!=,<,>,>=....
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Vector詳解：
capacity(),返回vector能夠容納的元素個數(shù)。
size(),返回vector內(nèi)現(xiàn)有元素的個數(shù)。
賦值操作：
c1=c2; 把c2的全部元素指派給c1
c.assign(n,elem);復(fù)制n個elem，指派給c
c.assign(beg,end);將區(qū)間beg，end內(nèi)的元素指派給c
c1.swap(c2);將c1,c2元素互換
swap(c1,c2);同上
元素存取
c.at(index);
c[index];
c.front();返回第一個元素
c.back();
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插入和刪除：
c.insert(pos.elem);
c.insert(pos,n.elem); 插入n個elem
c.insert(pos,beg,end); 在pos出插入beg，end區(qū)間內(nèi)的所有元素。
c.push_back(elem);
c.pop_back();
c.erase(pos); 刪除pos上的元素，返回下一個元素
c.erase(beg,end);
c.resize(num);將元素數(shù)量改為num，如果size變大了，多出來的新元素都要一default方式構(gòu)建。
c.resize(num,elem);將元素數(shù)量改為num，如果size變大了，多出來的新元素是elem的副本。
c.clear();刪除所有。
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vector的reserve和resize
reserve只分配空間，而不創(chuàng)建對象，size()不變。而resize分配空間而且用空對象填充.
reserve是容器預(yù)留空間，但并不真正創(chuàng)建元素對象，在創(chuàng)建對象之前，不能引用容器內(nèi)的元素，因此當加入新的元素時，需要用push_back()/insert()函數(shù)。
resize是改變?nèi)萜鞯拇笮?#xff0c;并且創(chuàng)建對象，因此，調(diào)用這個函數(shù)之后，就可以引用容器內(nèi)的對象了，因此當加入新的元素時，用operator[]操作符，或者用迭代器來引用元素對象。
再者，兩個函數(shù)的形式是有區(qū)別的，reserve函數(shù)之后一個參數(shù)，即需要預(yù)留的容器的空間；resize函數(shù)可以有兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是容器新的大小，第二個參數(shù)是要加入容器中的新元素，如果這個參數(shù)被省略，那么就調(diào)用元素對象的默認構(gòu)造函數(shù)。
vector有而deque無的：capacity(), reserve();
deque有而vector無的：push_front(elem), pop_front(); push_back(elem), pop_back();
STL提供的另兩種容器queue、stack，其實都只不過是一種adaptor，它們簡單地修飾deque的界面而成為另外的容器類型
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List詳解：
for_each??(.begin(), .end(), “函數(shù)”);
count (.begin(), .end(), 100, jishuqi);
返回對象等于100的個數(shù)jishuqi值。
count_if() 帶一個函數(shù)對象的參數(shù)(上面“100”的這個參數(shù))。函數(shù)對象是一個至少帶有一個operator()方法的類。這個類可以更復(fù)雜。
find(*.begin().*end(),“要找的東西”)；
如果沒有找到指出的對象，就會返回*.end()的值，要是找到了就返回一個指著找到的對象的iterator
fine_if()；與count_if()類似，是find的更強大版本。
STL通用算法search()用來搜索一個容器，但是是搜索一個元素串，不象find()和find_if() 只搜索單個的元素。
search算法在一個序列中找另一個序列的第一次出現(xiàn)的位置。
search(A.begin(), A.end(), B.begin(), B.end());
在A中找B這個序列的第一次出現(xiàn)。
要排序一個list，我們要用list的成員函數(shù)sort()，而不是通用算法sort()。
list容器有它自己的sort算法，這是因為通用算法僅能為那些提供隨機存取里面元素 的容器排序。
list的成員函數(shù)push_front()和push_back()分別把元素加入到list的前面和后面。你可以使用insert() 把對象插入到list中的任何地方。
insert()可以加入一個對象，一個對象的若干份拷貝，或者一個范圍以內(nèi)的對象。
list成員函數(shù)pop_front()刪掉list中的第一個元素，pop_back()刪掉最后一個元素。函數(shù)erase()刪掉由一個iterator指出的元素。還有另一個erase()函數(shù)可以刪掉一個范圍的元素。
list的成員函數(shù)remove()用來從list中刪除元素。
*.remove("要刪除的對象");
通用算法remove()使用和list的成員函數(shù)不同的方式工作。一般情況下不改變?nèi)萜鞯拇笮 ?/p>
remove(*.begin(),*.end(),"要刪除的對象");
使用STL通用算法stable_partition()和list成員函數(shù)splice()來劃分一個list。
stable_partition()是一個有趣的函數(shù)。它重新排列元素，使得滿足指定條件的元素排在不滿足條件的元素前面。它維持著兩組元素的順序關(guān)系。
splice 把另一個list中的元素結(jié)合到一個list中。它從源list中刪除元素。
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Set Map詳解：
STL map和set的使用雖不復(fù)雜，但也有一些不易理解的地方，如：
為何map和set的插入刪除效率比用其他序列容器高？
為何每次insert之后，以前保存的iterator不會失效？
為何map和set不能像vector一樣有個reserve函數(shù)來預(yù)分配數(shù)據(jù)？
當數(shù)據(jù)元素增多時（10000到20000個比較），map和set的插入和搜索速度變化如何？
C++ STL中標準關(guān)聯(lián)容器set, multiset, map, multimap內(nèi)部采用的就是一種非常高效的平衡檢索二叉樹：紅黑樹，也成為RB樹(Red-Black Tree)。RB樹的統(tǒng)計性能要好于一般的平衡二叉樹(AVL-樹).
為何map和set的插入刪除效率比用其他序列容器高？
大部分人說，很簡單，因為對于關(guān)聯(lián)容器來說，不需要做內(nèi)存拷貝和內(nèi)存移動。說對了，確實如此。map和set容器內(nèi)所有元素都是以節(jié)點的方式來存儲，其節(jié)點結(jié)構(gòu)和鏈表差不多，指向父節(jié)點和子節(jié)點。這里的一切操作就是指針換來換去，和內(nèi)存移動沒有關(guān)系。
為何每次insert之后，以前保存的iterator不會失效？(同解)
為何map和set不能像vector一樣有個reserve函數(shù)來預(yù)分配數(shù)據(jù)？
究其原理來說時，引起它的原因在于在map和set內(nèi)部存儲的已經(jīng)不是元素本身了，而是包含元素的節(jié)點。
其實你就記住一點，在map和set內(nèi)面的分配器已經(jīng)發(fā)生了變化，reserve方法你就不要奢望了。
當數(shù)據(jù)元素增多時（10000和20000個比較），map和set的插入和搜索速度變化如何？
如果你知道log2的關(guān)系你應(yīng)該就徹底了解這個答案。在map和set中查找是使用二分查找，也就是說，如果有16個元素，最多需要比較4次就能找到結(jié)果，有32個元素，最多比較5次。那么有10000個呢？最多比較的次數(shù)為log10000，最多為14次，如果是20000個元素呢？最多不過15次。
?
泛型算法：
所有算法的前兩個參數(shù)都是一對iterators：[first，last)，用來指出容器內(nèi)一個范圍內(nèi)的元素。
每個算法的聲明中，都表現(xiàn)出它所需要的最低層次的iterator類型。
?
常用算法：
accumulate() 元素累加
adjacent_difference() 相鄰元素的差額
adjacent_find() 搜尋相鄰的重復(fù)元素
binary_search() 二元搜尋
copy() 復(fù)制
copy_backward() 逆向復(fù)制
count() 計數(shù)
count_if() 在特定條件下計數(shù)
equal() 判斷相等與否
equal_range() 判斷相等與否（傳回一個上下限區(qū)間范圍）
fill() 改填元素值
fill_n() 改填元素值，n 次
find() 搜尋
find_if() 在特定條件下搜尋
find_end() 搜尋某個子序列的最后一次出現(xiàn)地點
find_first_of() 搜尋某些元素的首次出現(xiàn)地點
for_each() 對范圍內(nèi)的每一個元素施行某動作
generate() 以指定動作的運算結(jié)果充填特定范圍內(nèi)的元素
generate_n() 以指定動作的運算結(jié)果充填 n 個元素內(nèi)容
includes() 涵蓋於
inner_product() 內(nèi)積
inplace_merge() 合并并取代（覆寫）
iter_swap() 元素互換
lexicographical_compare() 以字典排列方式做比較
lower_bound() 下限
max() 最大值
max_element() 最大值所在位置
min() 最小值
min_element() 最小值所在位置
merge() 合并兩個序列
mismatch() 找出不吻合點
next_permutation() 獲得下一個排列組合
泛型演算法（Generic Algorithms）與 Function Obje4 cts
nth_element() 重新安排序列中第n個元素的左右兩端
partial_sort() 局部排序
partial_sort_copy() 局部排序并復(fù)制到它處
partial_sum() 局部總和
partition() 切割
prev_permutation() 獲得前一個排列組合
random_shuffle() 隨機重排
remove() 移除某種元素（但不刪除）
remove_copy() 移除某種元素并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
remove_if() 有條件地移除某種元素
remove_copy_if() 有條件地移除某種元素并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
replace() 取代某種元素
replace_copy() 取代某種元素，并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
replace_if() 有條件地取代
replace_copy_if() 有條件地取代，并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
reverse() 顛倒元素次序
reverse_copy() 顛倒元素次序并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
rotate() 旋轉(zhuǎn)
rotate_copy() 旋轉(zhuǎn)，并將結(jié)果復(fù)制到另一個 container
search() 搜尋某個子序列
search_n() 搜尋「連續(xù)發(fā)生 n 次」的子序列
set_difference() 差集
set_intersection() 交集
set_symmetric_difference() 對稱差集
set_union() 聯(lián)集
sort() 排序
stable_partition() 切割并保持元素相對次序
stable_sort() 排序并保持等值元素的相對次序
swap() 置換（對調(diào)）
swap_range() 置換（指定范圍）
transform() 以兩個序列為基礎(chǔ)，交互作用產(chǎn)生第三個序列
unique() 將重復(fù)的元素摺疊縮編，使成唯一
unique_copy() 將重復(fù)的元素摺疊縮編，使成唯一，并復(fù)制到他處
upper_bound() 上限
?
?
四、注意細節(jié)：
1、auto_ptr?不能用new[]所生成的array作為初值，因為釋放內(nèi)存時用的是delete，而不是delete[]
2、就搜尋速度而言，hash table通常比二叉樹還要快5~10倍。hash table不是C++標準程序庫的一員。
3、迭代器使用過程中優(yōu)先選用前置式遞增操作符（++iter）而不是選擇后置式遞增操作符（iter++）。
3、迭代器三個輔助函數(shù)：advance(),distance(),iter_swap()。
???????advance()可令迭代器前進
???????distance()可處理迭代器之間的距離。
???????iter_swap()可交換兩個迭代器所指內(nèi)容。
4、hasp函數(shù)?makeheap()、push_heap()、pop_heap()、sort_heap()
5、’/0’在string之中并不具有特殊意義，但是在一般C形式的string中卻用來標記字符串結(jié)束。在string中，字符?‘/0’和其他字符的地位完全相同。string中有三個函數(shù)可以將字符串內(nèi)容轉(zhuǎn)換成字符數(shù)組或C形式的string。
data()?????以字符數(shù)組的形式返回字符串內(nèi)容。但末未追加’/0’字符，返回類型并非有效的C形式string。
c_str()????以C形式返回字符串內(nèi)容（在末尾端添加’/0’字符）。
copy()????將字符串內(nèi)容復(fù)制到“調(diào)用者提供的字符數(shù)組”中，不添加’/0’字符。
6、容器中用empty來代替檢查size是否為0；當使用new得到指針的容器時，切記在容器銷毀前delete那些指針；千萬不要把auto_ptr放入容器中。
7、盡量使用vector和string來代替動態(tài)申請的數(shù)組；避免使用vector<bool>，vector<bool>有兩個問題．第一，它不是一個真正STL容器，第二，它并不保存bool類型。
8、迭代器使用過程中，盡量使用iterator代替const_iterator，reverse_iterator和const_reverse_iterator；使用distance和advance把const_iterators轉(zhuǎn)化成iterators。
typedef deque<int> IntDeque;??// 和以前一樣
typedef IntDeque::iterator Iter;
typedef IntDeque::const_iterator ConstIter;
IntDeque??d;
ConstIter ci;
...?????// 讓ci指向d
Iter i(d.begin());????// 初始化i為d.begin()
advance(i, distance(i, ci));??// 調(diào)整i，指向ci位置
9、避免對set和multiset的鍵值進行修改。
10、永遠讓比較函數(shù)對相同元素返回false。
11、排序選擇：
1）如果你需要在vector、string、deque或數(shù)組上進行完全排序，你可以使用sort或stable_sort。
2）如果你有一個vector、string、deque或數(shù)組，你只需要排序前n個元素，應(yīng)該用partial_sort。
3）如果你有一個vector、string、deque或數(shù)組，你需要鑒別出第n個元素或你需要鑒別出最前的n個元素，而不用知道它們的順序，nth_element是你應(yīng)該注意和調(diào)用的。
4）如果你需要把標準序列容器的元素或數(shù)組分隔為滿足和不滿足某個標準，你大概就要找partition或stable_partition。
5）如果你的數(shù)據(jù)是在list中，你可以直接使用partition和stable_partition，你可以使用list的sort來代替sort和stable_sort。如果你需要partial_sort或nth_element提供的效果，你就必須間接完成這個任務(wù)。
12、如果你真的想刪除東西的話就在類似remove的算法后接上erase。remove從一個容器中remove元素不會改變?nèi)萜髦性氐膫€數(shù)，erase是真正刪除東西。
13、提防在指針的容器上使用類似remove的算法，在調(diào)用類似remove的算法前手動刪除和廢棄指針。
14、盡量用成員函數(shù)代替同名的算法，有些容器擁有和STL算法同名的成員函數(shù)。關(guān)聯(lián)容器提供了count、find、lower_bound、upper_bound和equal_range，而list提供了remove、remove_if、unique、sort、merge和reverse。大多數(shù)情況下，你應(yīng)該用成員函數(shù)代替算法。這樣做有兩個理由。首先，成員函數(shù)更快。其次，比起算法來，它們與容器結(jié)合得更好（尤其是關(guān)聯(lián)容器）。那是因為同名的算法和成員函數(shù)通常并不是是一樣的。
15、容器中使用自定義的結(jié)構(gòu)體時，如果用到拷貝與賦值，結(jié)構(gòu)體需要重載operator=符號；比較容器分成相等與不等，相等時重載operator==符號，不等時重載operator<符號。比如set、map、multiset、multimap、priority_queue等容器類要求重載operator<符號。
16、Map/Multimap，Sets/Multisets都不能用push_back,push_front,因為它是自動排序的。
Set內(nèi)的相同數(shù)值的元素只能出現(xiàn)一次，Multisets內(nèi)可包含多個數(shù)值相同的元素。
Map內(nèi)的相同數(shù)值的元素只能出現(xiàn)一次，Multimap內(nèi)可包含多個數(shù)值相同的元素。內(nèi)部由二叉樹實現(xiàn)，便于查找。
17、string 與 數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的方法有很多種，一般使用stringstream來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。比如：
#include??<iostream>
#include??<sstream>??
#include??<string>??
using???namespace???std;??
int???main()??
{??
??int???i=0;??
??string???temp;????
??stringstream???s;??
??//string轉(zhuǎn)換為數(shù)字
??temp = “1234”;?
??s<<temp;??
??s>>i;??
??cout<<i<<endl;??
?
?//數(shù)字轉(zhuǎn)換為string
?i=256;
?s<<i;
?temp = s.str();
?cout<<temp<<end;
?
?system("pause");??
?return???0;
}
?
18、對于自定義的結(jié)構(gòu)體，放入容器中，最好不要對容器進行內(nèi)存初始化（不要調(diào)用memset,zeromemory函數(shù)），否則如果結(jié)構(gòu)體中有指針類型的變量時，就會出現(xiàn)問題。
?
19、Vector的函數(shù)泄漏問題
定義了一個
struct temp
{
?????char name[256];
?????int i;
}
Vector<temp> vect;
當對這個vect執(zhí)行pushback一些temp的結(jié)構(gòu)體后，執(zhí)行clear這樣是否會內(nèi)存泄露？可以釋放掉temp結(jié)構(gòu)體中的name內(nèi)存嗎？
解決方法：
不行，clear只是把那些元素全部刪除掉，并不是釋放內(nèi)存。再者，你這樣的定義容器是不需要釋放內(nèi)存的，如果你這樣定義，std::vector <temp> *pVec。就需要了。先pVec->clear()再?pVec->swap( (std::vector <temp>)(*pVec) )。就能實現(xiàn)內(nèi)存的釋放。??
?
20、stl之map erase方法的正確使用
STL的map表里有一個erase方法用來從一個map中刪除掉指令的一個節(jié)點，不存在任何問題。
如果刪除多一個節(jié)點時，需要使用正確的調(diào)用方法。比如下面的方法是有問題：
for(ITER iter=mapTest.begin();iter!=mapTest.end();++iter)
{
cout<<iter->first<<":"<<iter->second<<endl;
mapTest.erase(iter);
}
這是一種錯誤的寫法,會導(dǎo)致程序行為不可知.究其原因是map 是關(guān)聯(lián)容器,對于關(guān)聯(lián)容器來說，如果某一個元素已經(jīng)被刪除，那么其對應(yīng)的迭代器就失效了，不應(yīng)該再被使用；否則會導(dǎo)致程序無定義的行為。
正確的使用方法：
1).使用刪除之前的迭代器定位下一個元素。STL建議的使用方式
for(ITER iter=mapTest.begin();iter!=mapTest.end();)
{
cout<<iter->first<<":"<<iter->second<<endl;
mapTest.erase(iter++);
}
或者
for(ITER iter=mapTest.begin();iter!=mapTest.end();)
{
ITER iterTmp = iter;
iter++;
cout<<iterTmp->first<<":"<<iterTmp->second<<endl;
mapTest.erase(iterTmp);
}
2). erase() 成員函數(shù)返回下一個元素的迭代器
for(ITER iter=mapTest.begin();iter!=mapTest.end();)
{
cout<<iter->first<<":"<<iter->second<<endl;
iter=mapTest.erase(iter);
}
?21、boost::bind總結(jié)?
bind 是一組重載的函數(shù)模板.用來向一個函數(shù)(或函數(shù)對象)綁定某些參數(shù). bind的返回值是一個函數(shù)對象.?
性質(zhì)：
不是函數(shù)，是一個class，是一個多元仿函數(shù)
模板參數(shù)：
帶模板參數(shù)，但不需要，會自動推導(dǎo)！
構(gòu)造函數(shù)參數(shù)：
格式：_需要綁定類型，_參數(shù)1，_參數(shù)2，_參數(shù)3，_參數(shù)4…
_需要綁定類型：可以是普通函數(shù)，類成員函數(shù)，成員變量
_參數(shù)N：可以是一個占位符，或者實際參數(shù)。
如果綁定的類型是一個類成員函數(shù)或變量，那么第一個參數(shù)必須是對象或者對象指針。
仿函數(shù)參數(shù)：
任意
仿函數(shù)返回值
?????? 如果綁定的是函數(shù)，返回綁定函數(shù)的返回值。
?????? 如果綁定是成員變量，返回成員變量值
占位符：
_1,_2,_3,_4….._9
占位符的數(shù)字表示仿函數(shù)時對應(yīng)參數(shù)的位置。
一個bind里可以嵌入多個bind,但占位符是相對于這一塊的bind是共享。
注意事項
a)如果綁定的是類函數(shù)，傳入對象時，最好使用對象指針，如果使用對象實例會產(chǎn)生多次對象復(fù)制。如果非要傳對象而不想多次被復(fù)制傳在在使用ref或cref(ref的const版)
b)?跟lambda混用時一定要特別小心
第一、?? 會與lambda的占位符有沖突
第二、?? lambda庫里有跟同樣名字的bind,功能類似，但沒有此功能強大
總結(jié)
無模板參數(shù)，構(gòu)函數(shù)對綁定函數(shù)負責，仿函數(shù)是任意的。
?
舉例說明
例一：
void nine_arguments(
?????????????????????? int i1,int i2,int i3,int i4,
?????????????????????? int i5,int i6,int i7,int i8, int i9) {
??????????????????????????? std::cout << i1 << i2 << i3 << i4 << i5
???????????????????????????????? << i6 << i7 << i8 << i9 << '/n';
}
?
int main() {
???? int i1=1,i2=2,i3=3,i4=4,i5=5,i6=6,i7=7,i8=8,i9=9;
???? (boost::bind(&nine_arguments,_9,_2,_1,_6,_3,_8,_4,_5,_7))
???????? (i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9);
}
輸出結(jié)果921638457
?
推薦書籍：
《C++標準程序庫》本書將焦點放在標準模板庫（Standard Template Library）身上，檢驗其中的容器（containers）、迭代器（iterators）、仿函數(shù)（functors）和算法（algorithms）。你還可以找到特殊容器、字符串（strings）、數(shù)值類別、國際化議題、IOStream。每一個組件都有深刻的呈現(xiàn)，包括其介紹、設(shè)計、運用實例、細部解說、陷阱、意想不到的危險，以及相關(guān)類別和函數(shù)的確切標記（signature）和定義。一份見解深刻的基礎(chǔ)概念介紹和一個程序庫綜合鳥瞰，會對新手帶來快速的提升。
《泛型編程與STL》闡述了泛型程序設(shè)計的中心觀念:concepts,modeling, refinement,并為你展示這些觀念如何導(dǎo)出?STL?的基礎(chǔ)概念:iterators, containers, function objects.循此路線,你可以把?STL?想象為一個由?concepts(而非明確之?functions?或classes)組成的?library.你將學習其正式結(jié)構(gòu)并因此獲得其潛在威力之完整優(yōu)勢.
《Effective STL》闡述了如何有效地使用STL（Standard Template Library,?標準模板庫）進行編程。書中講述了如何將STL組件組合在一起，從而利用庫的設(shè)計。這些內(nèi)容會幫助你針對簡單的問題開發(fā)出簡單、直接的解決方案，并且針對復(fù)雜的問題開發(fā)出精致的解決方案。書中還描述了常見的STL使用錯誤，并告訴你如何避免這些錯誤。
《STL源碼剖析》了解源碼，看到vector的實現(xiàn)、list的實現(xiàn)、heap的實現(xiàn)、deque的實現(xiàn)、RB-tree的實現(xiàn)、hash-table的實現(xiàn)、set/map?的實現(xiàn)；你將看到各種算法（排序、搜尋、排列組合、數(shù)據(jù)移動與復(fù)制…）的實現(xiàn)；你甚至將看到底層的memory pool?和高階抽象的traits?機制的實現(xiàn)。
STL China?網(wǎng)站：http://www.stlchina.org/
總結(jié)
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