1、第十章 C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù),,C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),2,主要內(nèi)容,泛型程序設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)有關(guān)的概念和術(shù)語(yǔ)C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)中的容器迭代器標(biāo)準(zhǔn)C++庫(kù)中的算法函數(shù)對(duì)象,3,泛型程序設(shè)計(jì),將程序?qū)懙帽M可能通用 將算法從特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中抽象出來，成為通用的C++的模板為泛型程序設(shè)計(jì)奠定了關(guān)鍵的基礎(chǔ) STL是泛型程序設(shè)計(jì)的一個(gè)范例 容器(container)迭代器(iterator)算法（algorithms）函數(shù)對(duì)象（fu

2、nction object）,4,命名空間（Namespace）,一個(gè)命名空間將不同的標(biāo)識(shí)符集合在一個(gè)命名作用域（named scope）內(nèi)為了解決命名沖突例如，聲明一個(gè)命名空間NS：namspace NS {class File;void Fun ();} 則引用標(biāo)識(shí)符的方式如下，NS:: File obj;NS:: Fun ();沒有聲明命名空間的標(biāo)識(shí)符都處于無名的命名空間中,概念和術(shù)語(yǔ),5,命名空間（Na

3、mespace）,可以用using來指定命名空間例如，經(jīng)過以下聲明：using NS::File;在當(dāng)前作用域中就可以直接引用Fileusing namespace std;命名空間std中所有標(biāo)識(shí)符都可直接引用在新的C++標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)中，所有標(biāo)識(shí)符都聲明在命名空間std中，頭文件都不使用擴(kuò)展名,概念和術(shù)語(yǔ),6,容器,容器類是容納、包含一組元素或元素集合的對(duì)象。異類容器類與同類容器類順序容器與關(guān)聯(lián)容器七種基本容器：向量

4、（vector）、雙端隊(duì)列（deque）、列表（list）、集合（set）、多重集合（multiset）、映射（map）和多重映射（multimap）,概念和術(shù)語(yǔ),7,容器的接口,通用容器運(yùn)算符==，!=，>，>=，<，<=，=方法（函數(shù)）迭代方法begin()，end()，rbegin()，rend()訪問方法size()，max_size()，swap()，empty(),8,適配器,適配器是一種

5、接口類為已有的類提供新的接口。目的是簡(jiǎn)化、約束、使之安全、隱藏或者改變被修改類提供的服務(wù)集合。三種類型的適配器：容器適配器用來擴(kuò)展7種基本容器，它們和順序容器相結(jié)合構(gòu)成棧、隊(duì)列和優(yōu)先隊(duì)列容器迭代器適配器函數(shù)對(duì)象適配器。,概念和術(shù)語(yǔ),9,迭代器,迭代器是面向?qū)ο蟀姹镜闹羔?，它們提供了訪問容器、序列中每個(gè)元素的方法。,概念和術(shù)語(yǔ),10,算法,C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)中包括70多個(gè)算法其中包括查找算法，排序算法，消除算法，記數(shù)算法，比

6、較算法，變換算法，置換算法和容器管理等等。這些算法的一個(gè)最重要的特性就是它們的統(tǒng)一性，并且可以廣泛用于不同的對(duì)象和內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型。,概念和術(shù)語(yǔ),11,順序容器,順序容器的接口插入方法push_front()，push_back()，insert()，運(yùn)算符“=”刪除方法pop() ，erase()，clear()迭代訪問方法使用迭代器其它順序容器訪問方法（不修改訪問方法）front()，back()，下標(biāo)[]運(yùn)算符,容

7、 器,12,順序容器——向量,向量屬于順序容器，用于容納不定長(zhǎng)線性序列（即線性群體），提供對(duì)序列的快速隨機(jī)訪問（也稱直接訪問）向量是動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，它的大小不固定，可以在程序運(yùn)行時(shí)增加或減少。例10-1求范圍2~N中的質(zhì)數(shù)，N在程序運(yùn)行時(shí)由鍵盤輸入。,容 器,13,//10_1.cpp#include #include #include //包含向量容器頭文件using namespace std ;int main

8、(){ vector A(10); int n; int primecount = 0, i, j; cout=2 as upper limit: "; cin >> n; A[primecount++] = 2;,14,for(i = 3; i i/2) A[primecount++] = i; } for (i = 0; i<primecount; i++

9、)//輸出質(zhì)數(shù) { cout<<setw(5)<<A[i]; if ((i+1) % 10 == 0) //每輸出10個(gè)數(shù)換行一次 cout << endl; } cout<<endl;},15,順序容器——雙端隊(duì)列,雙端隊(duì)列是一種放松了訪問權(quán)限的隊(duì)列。元素可以從隊(duì)列的兩端入隊(duì)和出隊(duì)，也支持通過下標(biāo)操作符“[]”進(jìn)行直接訪問。例10-2使用雙端隊(duì)列

10、容器保存雙精度數(shù)值序列,容 器,16,順序容器——列表,列表主要用于存放雙向鏈表，可以從任意一端開始遍歷。列表還提供了拼接（splicing）操作，將一個(gè)序列中的元素從插入到另一個(gè)序列中。例10-3 改寫例9-7從鍵盤輸入10個(gè)整數(shù)，用這些整數(shù)值作為結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成一個(gè)鏈表，按順序輸出鏈表中結(jié)點(diǎn)的數(shù)值。然后從鍵盤輸入一個(gè)待查找整數(shù)，在鏈表中查找該整數(shù)，若找到則刪除該整數(shù)所在的結(jié)點(diǎn)（如果出現(xiàn)多次，全部刪除），然后輸出刪除結(jié)點(diǎn)以后的鏈

11、表。在程序結(jié)束之前清空鏈表。,容 器,17,//10_3.cpp#include #include using namespace std ;int main(){ list Link;//構(gòu)造一個(gè)列表用于存放整數(shù)鏈表 int i, key, item; for(i=0;i >item; Link.push_front(item); } cout<<"List: &qu

12、ot;; // 輸出鏈表,18,list::iterator p=Link.begin(); while(p!=Link.end())//輸出各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，直到鏈表尾 { cout > key; Link.remove(key); cout << "List: "; // 輸出鏈表 p=Link.begin();// 使P重新指向表頭 while(p!=Link.end())

13、 { cout <<*p << " "; p++; // 使P指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn) } cout << endl;},19,容器適配器,容器適配器是用來擴(kuò)展7種基本容器的棧容器使用適配器與一種基礎(chǔ)容器相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)例10-4：應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的deque順序容器生成一個(gè)整數(shù)棧stack。隊(duì)列容器使用適配器與一種基礎(chǔ)容器相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)先出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例10-5：應(yīng)用標(biāo)

14、準(zhǔn)庫(kù)中的deque順序容器生成一個(gè)整數(shù)標(biāo)準(zhǔn)隊(duì)列Queue。,容 器,20,什么是迭代器,迭代器是面向?qū)ο蟀姹镜闹羔樦羔樋梢灾赶騼?nèi)存中的一個(gè)地址迭代器可以指向容器中的一個(gè)位置STL的每一個(gè)容器類模版中，都定義了一組對(duì)應(yīng)的迭代器類。使用迭代器，算法函數(shù)可以訪問容器中指定位置的元素，而無需關(guān)心元素的具體類型。,迭代器,21,迭代器的類型,輸入迭代器可以用來從序列中讀取數(shù)據(jù)輸出迭代器允許向序列中寫入數(shù)據(jù)前向迭代器既是輸入迭代

15、器又是輸出迭代器，并且可以對(duì)序列進(jìn)行單向的遍歷雙向迭代器與前向迭代器相似，但是在兩個(gè)方向上都可以對(duì)數(shù)據(jù)遍歷隨機(jī)訪問迭代器也是雙向迭代器，但能夠在序列中的任意兩個(gè)位置之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。,迭代器,22,迭代器適配器,迭代器適配器是用來擴(kuò)展（或調(diào)整）迭代器功能的類。它本身也被稱為迭代器，只是這種迭代器是通過改變另一個(gè)迭代器而得到的逆向迭代器通過重新定義遞增運(yùn)算和遞減運(yùn)算，使其行為正好倒置插入型迭代器將賦值操作轉(zhuǎn)換為插入操作。通過這

16、種迭代器，算法可以執(zhí)行插入行為而不是覆蓋行為例10-6應(yīng)用逆向迭代器和后插迭代器來操作向量容器中的元素,迭代器,23,迭代器相關(guān)的輔助函數(shù),advance()函數(shù)將迭代器的位置增加，增加的幅度由參數(shù)決定Distance()函數(shù)返回迭代器之間的距離函數(shù)iter_swap()交換兩個(gè)迭代器所指向的元素值例10-7用三個(gè)迭代器輔助函數(shù)來操作列表容器中的元素。,迭代器,24,標(biāo)準(zhǔn)C++庫(kù)中的算法,算法本身是一種函數(shù)模板不可變

17、序列算法（Non-mutating algorithms）不直接修改所操作的容器內(nèi)容的算法可變序列算法（Mutating algorithms）可以修改它們所操作的容器的元素。排序相關(guān)算法數(shù)值算法,算 法,25,算法應(yīng)用舉例,例10-9應(yīng)用不可變序列算法對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分析例10-10以可變序列算法對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行復(fù)制，生成，刪除，替換，倒序，旋轉(zhuǎn)等可變性操作。例10-11 應(yīng)用排序相關(guān)算法對(duì)序列進(jìn)行各項(xiàng)操作例10-