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c++ STL 容器基础(一)

一些基础概念的定义

模板(Template)——类(以及结构等各种数据类型和函数)的宏(macro)。有时叫做甜饼切割机(cookie cutter),正规的名称应叫做范型(generic)——一个类的模板叫做范型类(generic class),而一个函数的模板也自然而然地被叫做范型函数(generic function)。
STL——标准模板库,一些聪明人写的一些模板,现在已成为每个人所使用的标准C++语言中的一部分。
容器(Container)——可容纳一些数据的模板类。STL中有vector,set,map,multimap和deque等容器。
向量(Vector)——基本数组模板,这是一个容器。
游标(Iterator)——这是一个奇特的东西,它是一个指针,用来指向STL容器中的元素,也可以指向其它的元素。

Hello World程序

我愿意在我的黄金时间在这里写下我的程序:一个hello world程序。这个程序将一个字符串传送到一个字符向量中,然后每次显示向量中的一个字符。向量就像是盛放变长数组的花园,大约所有STL容器中有一半是基于向量的,如果你掌握了这个程序,你便差不多掌握了整个STL的一半了。


//程序:vector演示一
//目的:理解STL中的向量

// #include "stdafx.h" -如果你使用预编译的头文件就包含这个头文件
#include <vector>  // STL向量的头文件。这里没有".h"。
#include <iostream>  // 包含cout对象的头文件。
using namespace std;  //保证在程序中可以使用std命名空间中的成员。

char* szHW = "Hello World"; 
//这是一个字符数组,以”\0”结束。

int main(int argc, char* argv[])
{
  vector <char> vec;  //声明一个字符向量vector (STL中的数组)

  //为字符数组定义一个游标iterator。
  vector <char>::iterator vi;

  //初始化字符向量,对整个字符串进行循环,
  //用来把数据填放到字符向量中,直到遇到”\0”时结束。
  char* cptr = szHW;  // 将一个指针指向“Hello World”字符串
  while (*cptr != '\0')
  {  vec.push_back(*cptr);  cptr++;  }
  // push_back函数将数据放在向量的尾部。

  // 将向量中的字符一个个地显示在控制台
  for (vi=vec.begin(); vi!=vec.end(); vi++) 
  // 这是STL循环的规范化的开始——通常是 "!=" , 而不是 "<"
  // 因为"<" 在一些容器中没有定义。
  // begin()返回向量起始元素的游标(iterator),end()返回向量末尾元素的游标(iterator)。
  {  cout << *vi;  }  // 使用运算符 “*” 将数据从游标指针中提取出来。
  cout << endl;  // 换行

  return 0;
}

push_back是将数据放入vector(向量)或deque(双端队列)的标准函数。Insert是一个与之类似的函数,然而它在所有容器中都可以使用,但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一(取容器中末尾的前一个元素),以便让循环正确运行——它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。就像普通循环中的数组,比如for (i=0; i<6; i++) {ar[i] = i;} ——ar[6]是不存在的,在循环中不会达到这个元素,所以在循环中不会出现问题。

STL的烦恼之一——初始化

STL令人烦恼的地方是在它初始化的时候。STL中容器的初始化比C/C++数组初始化要麻烦的多。你只能一个元素一个元素地来,或者先初始化一个普通数组再通过转化填放到容器中。我认为人们通常可以这样做:


//程序:初始化演示
//目的:为了说明STL中的向量是怎样初始化的。

#include <cstring>  // <cstring>和<string.h>相同
#include <vector>
using namespace std;

int ar[10] = {  12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55  };
char* str = "Hello World";

int main(int argc, char* argv[])
{
  vector <int> vec1(ar, ar+10);
  vector <char> vec2(str, str+strlen(str));
  return 0;
}

在编程中,有很多种方法来完成同样的工作。另一种填充向量的方法是用更加熟悉的方括号,比如下面的程序:

//程序:vector演示二
//目的:理解带有数组下标和方括号的STL向量

#include <cstring>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

char* szHW = "Hello World";
int main(int argc, char* argv[])
{
  vector <char> vec(strlen(sHW)); //为向量分配内存空间
  int i, k = 0;
  char* cptr = szHW;
  while (*cptr != '\0')
  {  vec[k] = *cptr;  cptr++;  k++;  }
  for (i=0; i<vec.size(); i++)
  {  cout << vec[i];  }
  cout << endl;
  return 0;
}

这个例子更加清晰,但是对游标(iterator)的操作少了,并且定义了额外的整形数作为下标,而且,你必须清楚地在程序中说明为向量分配多少内存空间。

命名空间(Namespace)

与STL相关的概念是命名空间(namespace)。STL定义在std命名空间中。有3种方法声明使用的命名空间:

1.用using关键字使用这个命名空间,在文件的顶部,但在声明的头文件下面加入:
using namespace std;
这对单个工程来说是最简单也是最好的方法,这个方法可以把你的代码限定在std命名空间中。

2.使用每一个模板前对每一个要使用的对象进行声明(就像原形化):
using std::cout;
using std::endl;
using std::flush;
using std::set;
using std::inserter;
尽管这样写有些冗长,但可以对记忆使用的函数比较有利,并且你可以容易地声明并使用其他命名空间中的成员。

3.在每一次使用std命名空间中的模版时,使用std域标识符。比如:
typedef std::vector
VEC_STR;
这种方法虽然写起来比较冗长,但是是在混合使用多个命名空间时的最好方法。一些STL的狂热者一直使用这种方法,并且把不使用这种方法的人视为异类。一些人会通过这种方法建立一些宏来简化问题。

除此之外,你可以把using namespace std加入到任何域中,比如可以加入到函数的头部或一个控制循环体中。

一些建议

为了避免在调试模式(debug mode)出现恼人的警告,使用下面的编译器命令:

#pragma warning(disable: 4786)

另一条需要注意的是,你必须确保在两个尖括号之间或尖括号和名字之间用空格隔开,因为是为了避免同“>>”移位运算符混淆。比如
vector <list<int>> veclis;
这样写会报错,而这样写:
vector <list <int> > veclis;
就可以避免错误。

posted on 2007-12-11 14:00 阅读(5578) 评论(2)  编辑 收藏 引用 所属分类: c++开发具体技术

评论

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开始关注C++,学习入门
2008-07-08 18:12 | 路人小刀

# re: c++ STL 容器基础(一)  回复  更多评论   

很好~~明白而清楚。。。
谢谢。
2008-12-17 12:08 | 唐雯靖

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