? ? ? 學習過C++的朋友們應該對STL和泛型編程這兩個名詞不會陌生。兩者之間的關系不言而喻，泛型編程的思想促使了STL的誕生，而STL則很好地體現了泛型編程這種思想。這次想簡單說一下STL在ACM中的一些應用。我們知道，在ACM競賽中，經常需要用到數組、字符串、隊列、堆棧、鏈表等數據結構和排序、搜索等算法，以提高程序的時間、空間運行效率。然而如果這些數據結構總是需要手工來編寫，那無疑會是一件很麻煩的工作，而STL的出現很好地解決了這個問題。

? ? ? 我們簡單來了解一下STL。STL提供了三種類型的組件：容器、迭代器和算法。容器主要有兩類：順序容器和關聯容器。順序容器（vector、list、deque和string等）是一系列元素的有序集合。關聯容器（set、multiset、map和multimap）包括查找元素的鍵值。迭代器的作用是遍歷容器。STL算法庫包含四類算法：排序算法、不可變序算法、變序性算法和數值算法。下面就簡單介紹一下STL里常用的容器。

? ? ? 1. vector向量容器

? ? ? vector向量容器不但像數組一樣對元素進行隨機訪問，還能在尾部插入元素，是一種簡單、高效的容器，完全可以替代數組。由于vector具有內存自動管理的功能，對于元素的插入和刪除，可動態調整所占的內存空間，因此使用時不需要考慮釋放空間的問題。使用vector向量容器時，需要包含頭文件“vector”。(即#include <vector>)對于vector容器的容量定義，可以事先定義一個固定大小，事后可以隨時調整其大小；（例如vector<int> v(10); //定義一個用來存儲10個int類型元素的向量容器）也可以事先不用定義其大小，使用push_back()方法從尾部擴張元素，也可以使用insert()在某個元素位置前插入新元素。

? ? ? vector容器有兩個重要的方法，begin()和end()。begin()返回的是首元素位置的迭代器；end()返回的是最后一個元素的下一個元素位置的迭代器。通常在遍歷vector所有元素時會用到這兩個方法。例如：

vector<int> v(3); vector<int>::iterator it; for(it=v.begin(); it!=v.end(); it++){...}

　　至于vector元素的刪除，調用erase()方法可以刪除vector中迭代器所指的一個元素或一段區間中的所有元素，clear()方法則可以刪除vector中所有元素。

? ? ? 通過使用size()方法可以返回向量的大小，即元素個數，調用empty()方法返回向量是否為空。

? ? ? 再簡單看一下在vector中常用到的算法。使用reverse()反向排列算法，需要定義頭文件“#include <algorithm>”，reverse()算法可將向量中某段迭代器區間元素反向排列；使用sort算法可以對向量排序，默認情況下對元素進行升序排列，也可以自己設計排序比較函數，具體使用細節就不贅述了。

? ? ? 2. string基本字符系列容器

? ? ? C語言中對于字符串只能使用字符數組來處理，顯得十分不方便。C++ STL提供了string基本字符序列容器來處理字符串，可以把string理解為字符串類，它提供了添加、刪除、替換、查找和比較等豐富方法。使用string容器需要包含頭文件聲明“#include <string>”。

? ? ? 3. set集合容器

? ? ? set集合容器實現了紅黑樹的平衡二叉檢索樹的數據結構，在插入元素時，它會自動調整二叉樹的排列，把該元素放到適當的位置，以確保每個子樹根節點的鍵值大于左子樹所有節點的鍵值，而小于右子樹所有節點的鍵值；另外，還得確保根節點左子樹的高度與右子樹的高度相等，因為二叉樹高度最小，檢索速度最快。這里要注意的是，set容器不會插入相同鍵值的元素。

? ? ? 平衡二叉檢索樹的檢索使用中序遍歷算法，檢索效率高于vector、deque和list等容器。另外，采用中序遍歷算法可將鍵值由小到大遍歷出來，所以，可以理解為平衡二叉檢索樹在插入元素時，就會自動將元素按鍵值由小到大的順序排列。由于構造set集合的主要目的就是為了快速檢索，對于set容器中的鍵值，不可直接去修改。multiset、map和multimap的內部結構也是平衡二叉檢索樹。

? ? ? 4. multiset多重集合容器

? ? ? multiset與set一樣，也是使用紅黑樹來組織元素數據的，唯一不同的是，multiset允許重復的元素鍵值插入，而set則不允許。multiset也需要聲明頭文件包含“#include <set>”，由于它包含重復元素，所以在插入元素、刪除元素、查找元素上較set有差別。

? ? ? 5. map映照容器

? ? ? map映照容器的元素數據是由一個鍵值和一個映照數據組成的，鍵值與映照數據之間具有一一映照的關系。map映照容器的數據結構也是采用紅黑樹來實現的，插入元素的鍵值不允許重復，比較函數只對元素的鍵值進行比較，元素的各項數據可通過鍵值檢索出來。由于map與set采用的都是紅黑樹的數據結構，所以它們的用法基本類似。使用map容器需要頭文件包含語句“#include <map>”。

? ? ? 6. multiset多重映照容器

? ? ? multiset與map基本相同，唯獨不同的是，mulitiset允許插入重復鍵值的元素。由于允許重復鍵值存在，所以multiset的元素插入、刪除、查找都與map不相同。

? ? ? 7. deque雙端隊列容器

? ? ? deque雙端隊列容器與vector一樣，采用線性表順序存儲結構。但與vector唯一不同的是，deque采用分塊的線性存儲結構來存儲數據，每塊的大小一般為512字節，稱為一個deque塊，所有的deque塊使用一個Map塊進行管理，每個Map數據項紀錄每個deque塊的首地址。這樣，deque塊在頭部和尾部都可插入和刪除元素，而不需移動其他元素。一般來說，當考慮到容器元素的內存分配策略和操作的性能時，deque相對于vector會更有優勢。使用deque需要聲明頭文件包含“#include <deque>”。

? ? ? 8. list雙向鏈表容器

? ? ? list容器實現了雙向鏈表的數據結構，數據元素是通過鏈表指針串連成邏輯意義上的線性表，這樣，對鏈表的任一位置的元素進行插入、刪除和查找都是極快速的。由于list對象的節點并不要求在一段連續的內存中，所以對于迭代器，只能通過“++”或“--”的操作將迭代器移動到后繼/前驅節點元素處。而不能對迭代器進行+n或-n的操作，這點是與vector等不同的地方。使用list需要聲明頭文件包含“#include <list>”。

? ? ?9. stack堆棧容器

? ? ?stack堆棧是一個后進先出的線性表，插入和刪除元素都只能在表的一端進行。插入元素的一端稱為棧頂，另一端稱為棧底。插入元素叫入棧，元素的刪除稱為出棧。要使用stack必須聲明頭文件包含語句“#include <stack>”。

? ? ?10. queue隊列容器

? ? ?queue隊列容器是一個先進先出的線性存儲表，元素的插入只能在隊尾，元素的刪除只能在隊首。使用queue需要聲明頭文件包含語句“#include <queue>” 。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ STL泛型编程——在ACM中的运用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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