一、迭代器（Iterator）

背景：指針可以用來(lái)遍歷存儲(chǔ)空間連續(xù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于存儲(chǔ)空間費(fèi)連續(xù)的，就需要尋找一個(gè)行為類似指針的類，來(lái)對(duì)非數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行遍歷。
定義：迭代器是一種檢查容器內(nèi)元素并遍歷元素的數(shù)據(jù)類型。
迭代器提供對(duì)一個(gè)容器中的對(duì)象的訪問(wèn)方法，并且定義了容器中對(duì)象的范圍。
迭代器（Iterator）是指針（pointer）的泛化，它允許程序員用相同的方式處理不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（容器）。
（1）迭代器類似于C語(yǔ)言里面的指針類型，它提供了對(duì)對(duì)象的間接訪問(wèn)。
（2）指針是C語(yǔ)言中的知識(shí)點(diǎn)，迭代器是C++中的知識(shí)點(diǎn)。指針較靈活，迭代器功能較豐富。
（3）迭代器提供一個(gè)對(duì)容器對(duì)象或者string對(duì)象的訪問(wèn)方法，并定義了容器范圍。

迭代器和指針的區(qū)別：
容器和string有迭代器類型同時(shí)擁有返回迭代器的成員。如：容器有成員begin和end,其中begin成員復(fù)制返回指向第一個(gè)元素的迭代器，而end成員返回指向容器尾元素的下一個(gè)位置的迭代器，也就是說(shuō)end指示的是第一個(gè)不合法地址，所以end返回的是尾后迭代器。

容器迭代器的使用
每種容器類型都定義了自己的迭代器類型，如vector：vector< int>:: iterator iter;//定義一個(gè)名為iter的變量，數(shù)據(jù)類型是由vector< int>定義的iterator 類型。簡(jiǎn)單說(shuō)就是容器類定義了自己的iterator類型，用于訪問(wèn)容器內(nèi)的元素。每個(gè)容器定義了一種名為iterator的類型，這種類型支持迭代器的各種行為。
我么們先講一下各種迭代器的類型，在講容器所用的迭代器類型，就可以明白怎么操作。
常見(jiàn)迭代器類型如下:

所有迭代器操作

p++	后置自增迭代器
++p	前置自增迭代器
輸入迭代器	操作介紹
*p	復(fù)引用迭代器，作為右值
p=p1	將一個(gè)迭代器賦給另一個(gè)迭代器（迭代器指向地址值）
p==p1	比較迭代器的相等性（比較地址）
p!=p1	比較迭代器的不等性
輸出迭代器	操作
*p	復(fù)引用迭代器，作為左值
p=p1	將一個(gè)迭代器賦給另一個(gè)迭代器
正向迭代器	提供輸入輸出迭代器的所有功能
雙向迭代器	操作
–p	前置自減迭代器
p–	后置自減迭代器
隨機(jī)迭代器
p+=i	將迭代器遞增i位
p-=i	將迭代器遞減i位
p+i	在p位加i位后的迭代器
p-i	在p位減i位后的迭代器
p[i]	返回p位元素偏離i位的元素引用
p<p1	如果迭代器p的位置在p1前，返回true，否則返回false
p<=p1	p的位置在p1的前面或同一位置時(shí)返回true，否則返回false
p>p1	如果迭代器p的位置在p1后，返回true，否則返回false
p>=p1	p的位置在p1的后面或同一位置時(shí)返回true，否則返回false

只有順序容器和關(guān)聯(lián)容器支持迭代器遍歷，各容器支持的迭代器的類別如下：

容器支持的迭代器類別說(shuō)明

vector	隨機(jī)訪問(wèn)	一種隨機(jī)訪問(wèn)的數(shù)組類型，提供了對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行快速隨機(jī)訪問(wèn)以及在序列尾部進(jìn)行快速的插入和刪除操作的功能。可以再需要的時(shí)候修改其自身的大小
deque	隨機(jī)訪問(wèn)	一種隨機(jī)訪問(wèn)的數(shù)組類型，提供了序列兩端快速進(jìn)行插入和刪除操作的功能。可以再需要的時(shí)候修改其自身的大小
list	雙向	一種不支持隨機(jī)訪問(wèn)的數(shù)組類型，插入和刪除所花費(fèi)的時(shí)間是固定的，與位置無(wú)關(guān)。
set	雙向	一種隨機(jī)存取的容器，其關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)元素是同一個(gè)值。所有元素都必須具有惟一值。
multiset	雙向	一種隨機(jī)存取的容器，其關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)元素是同一個(gè)值。可以包含重復(fù)的元素。
map	雙向	一種包含成對(duì)數(shù)值的容器，一個(gè)值是實(shí)際數(shù)據(jù)值，另一個(gè)是用來(lái)尋找數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字。一個(gè)特定的關(guān)鍵字只能與一個(gè)元素關(guān)聯(lián)。
multimap	雙向	一種包含成對(duì)數(shù)值的容器，一個(gè)值是實(shí)際數(shù)據(jù)值，另一個(gè)是用來(lái)尋找數(shù)據(jù)的關(guān)鍵字。一個(gè)關(guān)鍵字可以與多個(gè)數(shù)據(jù)元素關(guān)聯(lián)。
stack	不支持	適配器容器類型，用vector，deque或list對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)先進(jìn)后出容器
queue	不支持	適配器容器類型，用deque或list對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)先進(jìn)先出容器
priority_queue	不支持	適配器容器類型，用vector或deque對(duì)象創(chuàng)建了一個(gè)排序隊(duì)列

二、容器

所有容器都支持自定義數(shù)據(jù)類型，就是結(jié)構(gòu)體。

(一) vector

使用此容器需在程序前加上頭文件#include< vector >。
vector可理解為變長(zhǎng)數(shù)組，基于倍增思想。當(dāng)以已申請(qǐng)vector長(zhǎng)度為m時(shí)，若實(shí)際長(zhǎng)度n=m,則申請(qǐng)長(zhǎng)度為2m的數(shù)組，將內(nèi)容轉(zhuǎn)移至新地址上，并釋放舊空間；刪除元素時(shí)，若n<=m/4,則釋放一半空間。
vector容器能像數(shù)組一樣隨機(jī)訪問(wèn)第i個(gè)數(shù)a[i]，但不支持隨機(jī)插入.

#include<vector> //頭文件 vector<int> a; 定義了一個(gè)int類型的vector容器a vector<int> b[100];定義了一個(gè)int類型的vector容器b組 struct rec{···}; vector<rec> c; /定義了一個(gè)rec類型的vector容器c vector<int>::iterator it; //vector的迭代器，與指針類似

具體操作如下：

a.size() //返回實(shí)際長(zhǎng)度（元素個(gè)數(shù)），O(1)復(fù)雜度a.empty() //容器為空返回1，否則返回0，O(1)復(fù)雜度a.clear() //把vector清空a.begin() //返回指向第一個(gè)元素的迭代器，*a.begin()與a[0]作用相同a.end() //越界訪問(wèn)，指向vector尾部，指向第n個(gè)元素再往后的邊界a.front() //返回第一個(gè)元素的值，等價(jià)于*a.begin和a[0]a.back() //返回最后一個(gè)元素的值，等價(jià)于*--a.end()和a[size()-1]a.push_back(x) //把元素x插入vector尾部a.pop_back() //刪除vector中最后一個(gè)元素

迭代器使用與指針類似,可如下遍歷整個(gè)容器

for ( vector<int>::iterator it=a.begin() ; it!=a.end() ; it++ )

queue
循環(huán)隊(duì)列queue需使用頭文件< queue >

queue<int> q; //定義了一個(gè)int類型的隊(duì)列容器q struct rec{···};queue<rec> q; //定義了一個(gè)rec類型的隊(duì)列容器q q.push(x); //從隊(duì)尾使元素x入隊(duì)，O(1) q.pop(x); //使隊(duì)首元素出隊(duì)，O(1) int x=q.front(); //詢問(wèn)隊(duì)首元素的值，O(1) int y=q.back(); //詢問(wèn)隊(duì)尾元素的值，O(1)

priority_queue
優(yōu)先隊(duì)列priority_queue可理解為一個(gè)大根二叉堆，必須定義“小于號(hào)”，而int，string本身就能比較。同樣需要頭文件< queue >。
其定義方式與queue相似。

priority_queue<int> q; 由大到小 priority_queue<pair<int,int>> q; //pair是一個(gè)數(shù)對(duì)，由first和scond兩個(gè)元素構(gòu)成，按照第一個(gè)排序 priority_queue<int, vector<int>, greater<int> >qi2; //由小到大，小根堆，vector<int>是適配器，不用知道很詳細(xì)，記住就行 struct rec //舉個(gè)栗子 {int a,b,c;bool operator<(const rec&w){if(a==w.a) return b==w.b?c<w.c:b<w.b;return a<w.a;} }; priority_queue<rec> q; 如果不寫重載函數(shù)，會(huì)出錯(cuò)，他不知道怎么排序 q.push(x); //插入 O(log n) q.pop(); //刪除堆頂元素 O(log n) q.top(); //查詢堆頂元素 O(1)

可通過(guò)插入元素的相反數(shù)取出時(shí)再取反，或重載“小于號(hào)”的方式實(shí)現(xiàn)小根堆，通過(guò)懶惰刪除法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)刪除操作。

deque
雙端隊(duì)列，是一個(gè)支持在兩端高效插入或刪除元素的連續(xù)線性存儲(chǔ)空間，可像數(shù)組一樣隨機(jī)訪問(wèn)，使用前加頭文件< deque >。

q.begin()/q.end() //頭/尾迭代器，與vector類似 q.front()/q.back() //頭/尾元素，與queue類似 q.push_back(x)/q.push_front(x) //從隊(duì)尾/隊(duì)頭入隊(duì) q.pop_back(x)/q.pop_front(x) //從隊(duì)尾/隊(duì)頭出隊(duì) q.clear() //清空隊(duì)列

定義方式

deque<類型> 名稱

ps:clear復(fù)雜度為O(n),其余為O(1)。

set/multiset
兩容器相似，但set為有序集合，元素不能重復(fù)，multiset為有序多重集合，可包含若干相等的元素，內(nèi)部通過(guò)紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)，支持的函數(shù)基本相同，同樣必須定義“小于號(hào)”運(yùn)算符，頭文件為< set >。
其迭代器不支持隨機(jī)訪問(wèn)，支持星號(hào)(*)結(jié)束引用，僅支持 ++ 、-- 兩個(gè)與算術(shù)有關(guān)的操作。迭代器it++,則指向從小到大排序的結(jié)果中排在it下一名的元素，兩操作時(shí)間復(fù)雜度均為O(log n)。

q.size() //返回容器內(nèi)元素個(gè)數(shù) q.empty() //判斷容器是否為空 q.clear() //清空容器 q.begin()/q.end() //作用與上文幾種容器類似 q.insert(x) //將元素x插入集合中，O(log n) q.find(x) //查找等于x的元素，返回其迭代器，無(wú)則返回q.end()，O(log n) q.lower_bound(x) //查找>=x的元素中最小的一個(gè)，返回指向該元素的迭代器 q.upper_bound(x) //查找>x的元素中最小的一個(gè)，返回指向該元素的迭代器 q.erase(it) //刪除迭代器it指向的元素，O(log n) q.erase(x) //刪除所有等于x的元素，復(fù)雜度為O(k+log n),k為被刪除的元素個(gè)數(shù) q.count(x) //返回等于x的元素個(gè)數(shù)，O(k+log n)，k為元素x的個(gè)數(shù)

定義方式

set<int> demo 定義一個(gè)類型為int的set容器 struct rec {int a,b,c;bool operator<(const rec&w){if(a==w.a) return b==w.b?c<w.c:b<w.b;return a<w.a;} };set<rec> ob; 一樣所有排序的容器不重載就出錯(cuò)

map/multimap
map/multimap映射容器的元素?cái)?shù)據(jù)是由一個(gè)Key和一個(gè)Value成的，key與映照value之間具有一一映照的關(guān)系。

map/multimap容器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也采用紅黑樹(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，map插入元素的鍵值不允許重復(fù)，類似multiset，multimap的key可以重復(fù)。比較函數(shù)只對(duì)元素的key進(jìn)行比較，元素的各項(xiàng)數(shù)據(jù)只能通過(guò)key檢索出來(lái)。雖然map與set采用的都是紅黑樹(shù)的結(jié)構(gòu)，但跟set的區(qū)別主要是set的一個(gè)鍵值和一個(gè)映射數(shù)據(jù)相等，Key=Value。

map<first,second> a; //map，會(huì)按照f(shuō)irst（鍵值）排序（查找也是）；

map/multimap用法
頭文件

#include< map >

map成員函數(shù)

begin() //返回指向 map 頭部的迭代器 clear(） // 刪除所有元素 count() //返回指定元素出現(xiàn)的次數(shù) empty() // 如果 map 為空則返回 true end() //返回指向 map 末尾的迭代器 erase() // 刪除一個(gè)元素 find() // 查找一個(gè)元素 insert() //插入元素 key_comp() //返回比較元素 key 的函數(shù) lower_bound() //返回鍵值>=給定元素的第一個(gè)位置 max_size() //返回可以容納的最大元素個(gè)數(shù) rbegin() //返回一個(gè)指向 map 尾部的逆向迭代器 rend() //返回一個(gè)指向 map 頭部的逆向迭代器 size() //返回 map 中元素的個(gè)數(shù) swap() //交換兩個(gè) map

創(chuàng)建map對(duì)象

#include<iostream> #include<map> using namespace std; map<int,char>mp;//定義map容器

創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體map對(duì)象

struct student{ int birth; string name; }; int id; typedef map<int,student> Student;// 這里相當(dāng)于給map<int,student> 起了個(gè)別名Student，后續(xù)代碼均可以用student代替map<int,student> 使用。

插入結(jié)構(gòu)體對(duì)象
接上文代碼

Stduent a； cin>>id>>student.birth>>student.name; a.insert(make_pair(id,student）);

棧（stack)
1.定義：
棧是一種只能在某一端插入和刪除數(shù)據(jù)的特殊線性表。他按照先進(jìn)先出的原則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)的數(shù)據(jù)被壓入棧底，最后進(jìn)入的數(shù)據(jù)在棧頂，需要讀數(shù)據(jù)的時(shí)候從棧頂開(kāi)始彈出數(shù)據(jù)(最后被壓入棧的，最先彈出）。因此棧也稱先進(jìn)后出表。
允許進(jìn)行插入刪除操作的一端稱為棧頂，另一端稱為棧底。棧底固定，棧頂浮動(dòng)。插入元素稱為進(jìn)棧，刪除一個(gè)元素稱為進(jìn)棧，棧內(nèi)元素為零稱為空棧。
2.stack成員函數(shù)

bool empty ( ) ————>棧為空返回true，否則返回false； void pop （ ) ————>刪除棧頂元素，出棧； void push（const TYPE&value）————> 插入新元素value，放置在棧頂進(jìn)棧；TYPE：類型int，char…； size_type size ( ) ————> 返回堆棧中元素個(gè)數(shù)；（注意注意！！！！切不可賦值給int ，很容易超過(guò)int的范圍 TYPE&top（）————> 查看當(dāng)前棧頂元素；

List
定義：List類表示可通過(guò)索引訪問(wèn)的對(duì)象的強(qiáng)類型列表，提供用于對(duì)列表進(jìn)行搜索、排序和操作的方法。
作用：
泛型最常見(jiàn)的用途是泛型集合
我們?cè)趧?chuàng)建列表類時(shí)，列表項(xiàng)的數(shù)據(jù)類型可能是int,string或其它類型，如果對(duì)列表類的處理方法相同，
就沒(méi)有必要事先指定數(shù)據(jù)類型，留待列表類實(shí)例化時(shí)再指定。相當(dāng)于把數(shù)據(jù)類型當(dāng)成參數(shù)，這樣可以最
大限度地重用代碼，保護(hù)類型的安全以及提高性能。
定義 list<類型> 名稱
成員函數(shù)

l.begin() 將迭代器返回到開(kāi)頭(Return iterator to beginning) l.end() 將迭代器返回到最后(Return iterator to end) l.rbegin() Return reverse iterator to reverse beginning l.rend() Return reverse iterator to reverse end l.l.empty() 檢查容器是否為空 l.size() 返回當(dāng)前容器內(nèi)元素個(gè)數(shù) l.max_size() 返回當(dāng)前容器能容納的最大元素?cái)?shù)量 l.front() 訪問(wèn)第一個(gè)元素 l.back() 訪問(wèn)最后一個(gè)元素 l.push_front() 將元素插入到開(kāi)頭 l.pop_front() 刪除第一個(gè)元素 l.push_back() 將元素插入到最后 l.pop_back() 刪除最后一個(gè)元素 l.insert() 插入元素 l.erase() 刪除元素 l.swap() 交換兩個(gè) list 內(nèi)容 l.resize ()改變?nèi)萜鞔笮?l.clear() 刪除容器所有內(nèi)容

bitset
bitset可看作一個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)，每8位占用1個(gè)字節(jié)，相當(dāng)于采用了狀態(tài)壓縮的二進(jìn)制數(shù)組，并支持基本的位運(yùn)算。一般以32位整數(shù)的運(yùn)算次數(shù)為基準(zhǔn)估算運(yùn)行時(shí)間，n位bitset執(zhí)行一次的位運(yùn)算復(fù)雜度可視為n/32，效率較高。頭文件< bitset >。
同樣具有~,&,|,^,<<,>>操作符，==，!=可比較二進(jìn)制數(shù)是否相等

bitset<10000> q; //聲明一個(gè)10000位的二進(jìn)制數(shù) q[k] //表示q的第k位，可取值，賦值，最低位為q[0] q.count() //返回有多少位1 q.none() //所有位都為0則返回true,至少1位為1則返回false q.any() //所有位都為0則返回false,至少1位為1則返回true,與函數(shù)none相反 q.set() //把所有位變?yōu)? q.set(k,v) //把第k位變?yōu)関，即q[k]=v q.reset() //把所有位變?yōu)? q.reset(k) //把第k位變?yōu)?，即q[k]=0 q.flip() //把所有位取反，即s=~s q.flip(k) //把第k位取反，即q[k]^=1

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的疯子的算法总结(三） STL Ⅱ迭代器（iterator） + 容器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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