C++ 学习笔记之基础篇

0x00 Preface

这个假期打算入门 C++，为后期刷 leetcode 做准备，此笔记主要整理不同于 C 的地方，补充之前没写到的细节，尤其是面向对象部分，面向有 C 基础人群~

0x01 Main

• 注：C++ 在创建变量时，必须给变量一个初始值，否则会报错

关键字

asm	do	if	return	typedef
auto	double	inline	short	typeid
bool	dynamic_cast	int	signed	typename
break	else	long	sizeof	union
case	enum	mutable	static	unsigned
catch	explicit	namespace	static_cast	using
char	export	new	struct	virtual
class	extern	operator	switch	void
const	false	private	template	volatile
const_cast	float	protected	this	wchar_t
continue	for	public	throw	while
default	friend	register	true
delete	goto	reinterpret_cast	try

• 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入到存储单元。

转义字符

转义字符	含义	ASCII 码值（十进制）
\a	警报	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
\v	垂直制表(VT)	011
*\\*	代表一个反斜线字符	092
'	代表一个单引号字符	039
"	代表一个双引号字符	034
?	代表一个问号	063
\0	数字 0	000
\ddd	8进制转义字符，d 范围 0~7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，h 范围 09，af，A~F	3位16进制

• 字符串型 string 变量名 = "字符串值"

注：需加入 #include <string>

输入：cin >> 变量名
输出：cout << 变量名

• 只有整型变量可以进行取模运算

• switch 语句中表达式类型只能是整型或者字符型

• 值传递时，形参是修饰不了实参的；地址/指针传递可改变

• 在头文件中写函数声明，在源文件中写函数定义

指针

• 空指针：指针变量指向内存中编号为 0 的空间（内存编号 0 ~255 为系统占用内存，不允许用户访问）

• 野指针：指针变量指向非法的内存空间

• const 修饰指针 — 常量指针 //指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
  const 修饰常量 — 指针常量 //指针指向不可以改，指针指向的值可以更改

看 const 右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量

内存分区模型

C++ 程序在执行时，内存分为：

• 程序运行前：
  • 代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的，特点是共享和只读
  • 全局区：存放全局变量、静态变量、常量
    • 常量区：存放全局常量、字符串常量
• 程序运行后：
  • 栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量、局部常量

    注：不要返回局部变量的地址

  • 堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收

利用 new 在堆区开辟内存，new 创建的数据，会返回该数据类型的指针；利用 delete 释放

int* a = new int(10);
delete a;

int* arr = new int[10];
delete[] arr;

引用

数据类型 &别名 = 原名

• 引用必须初始化，且初始化后，不可以改变

• 函数传参时，可以利用引用让形参修饰实参，简化指针修改实参

//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

• 如果函数做左值，那么必须返回引用

//返回静态变量引用
int& test() {
	static int a = 20;
	return a;
}

test() = 1000;

• 引用的本质在 C++ 内部实现是一个指针常量
  int& ref = a; = int* const ref = &a

• 常量引用用来修饰形参，防止形参改变实参
  void showValue(const int& v)

//int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间，因此这行错误
//加入const就可以了，编译器优化代码，int temp = 10; const int& ref = temp;
const int& ref = 10;

函数提高

//如果某个位置参数有默认值，那么从这个位置往后，从左向右，必须都要有默认值
int func(int a, int b = 10, int c = 10) {
	return a + b + c;
}

//如果函数声明有默认值，函数实现的时候就不能有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);
int func2(int a, int b) {
	return a + b;
}

//函数占位参数，调用函数时必须填补
void func(int a, int) {}

函数重载满足条件：

• 同一个作用域下
• 函数名称相同
• 函数参数类型不同 或 个数不同 或 顺序不同

函数的返回值不可以作为函数重载的条件
引用可以作为重载条件
函数重载碰到函数默认参数，产生歧义，需要避免

类和对象

C++ 面向对象的三大特性：封装、继承、多态

对象上有其属性和行为，具有相同性质的对象，可以抽象称为类

封装

1. 类在设计时，属性和行为写在一起，表现事物
   class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

2. 类在设计时，可以把属性和行为放在不同权限下加以控制

访问权限：

• public 公共权限

• protected 保护权限

• private 私有权限

• struct 默认权限为公共

• class 默认权限为私有

对象的初始化和清理

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

• 构造函数：创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用
• 析构函数：对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作

构造函数语法：类名(){}

析构函数语法：~类名(){}

1. 构造 / 析构函数，没有返回值也不写 void
2. 函数名称与类名相同
3. 构造 / 析构函数可以 / 不可以有参数，因此可以 / 不可以发生重载
4. 程序在 调用对象时 / 对象销毁前 会自动调用构造 / 析构，无须手动调用，而且只会调用一次

​按参数分为：有参 / 无参构造（默认构造函数）
​按类型分为：普通 / 拷贝构造

调用方式：括号法 Person p1(10);、​显示法 Person p2 = Person(10); 、​隐式转换法 Person p3 = 10;

注：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
Person(10) 单独写就是匿名对象，当前行结束之后，马上析构
Person p4(p3); 不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象，编译器认为是对象声明

//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
	age = p.age;
}

拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：

1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

   void test01() {
   	Person man(100); //p对象已经创建完毕
   	Person newman(man); //调用拷贝构造函数
   	Person newman2 = man; //拷贝构造
   }

2. 值传递的方式给函数参数传值

   //相当于 Person p1 = p;
   void doWork(Person p1) {}
   void test02() {
   	Person p; //无参构造函数
   	doWork(p);
   }

3. 以值方式返回局部对象

   Person doWork2() {
   	Person p1;
   	cout << (int *)&p1 << endl;
   	return p1;
   }
   
   void test03() {
   	Person p = doWork2();
   	cout << (int *)&p << endl;
   }

   默认情况下，C++ 编译器至少给一个类添加 3 个函数

4. 默认构造函数(无参，函数体为空)

5. 默认析构函数(无参，函数体为空)

6. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下：

• 如果用户定义有参构造函数，C++ 不再提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
• 如果用户定义拷贝构造函数，C++ 不再提供其他构造函数

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

• 浅拷贝：简单的赋值拷贝操作
• 深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

Person(const Person& p) {
	m_height = new int(*p.m_height);
}

如果不利用深拷贝在堆区创建新内存，会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

C++ 提供了初始化列表语法，用来初始化属性

构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}

//传统方式初始化
Person(int a, int b, int c) {
	m_A = a;
	m_B = b;
	m_C = c;
}

//初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}

• 类对象作为类成员
  类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为 对象成员
  先调用对象成员的构造，再调用本类构造，析构顺序与构造相反

• 静态成员变量
  所有对象共享同一份数据
  在编译阶段分配内存
  类内声明，类外初始化

  • 静态成员变量两种访问方式

    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.m_A = 100;
    cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //链式编程
    
    //2、通过类名
    cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;

• 静态成员函数
  所有对象共享同一个函数
  静态成员函数只能访问静态成员变量

  • 静态成员变量两种访问方式

    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.func();
    
    //2、通过类名
    Person::func();

• 类内的成员变量和成员函数分开存储，只有非静态成员变量才属于类的对象上，静态成员变量/函数不占对象空间，函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例

this 指针指向被调用的成员函数所属的对象，是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针，不需要定义，直接使用即可

用途：

• 当形参和成员变量同名时，可用 this 指针来区分

  Person(int age) {
  	this->age = age;
  }

• 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用 return *this

• 空指针，可以调用成员函数，但如果成员函数中用到了 this 指针，就不可以了

  void test() {
  	Person * p = NULL;
  	p->ShowClassName();
  }

  const 修饰成员函数

  常函数：

• 成员函数后加 const 后我们称为这个函数为常函数

• 常函数内不可以修改成员属性

• 成员属性声明时加关键字 mutable 后，在常函数中依然可以修改

  //this 指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
  //如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
  void ShowPerson() const {
  	//const Type* const pointer;
  	//this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
  
  	//const 修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了 mutable 修饰的变量
  	this->m_B = 100;
  }
  
  mutable int m_B;

  常对象：

• 声明对象前加 const 称该对象为常对象

• 常对象只能调用常函数

  const Person person;
  cout << person.m_A << endl;
  //person.mA = 100; //常对象不能修改成员变量的值，但是可以访问
  person.m_B = 100; //但是常对象可以修改 mutable 修饰成员变量

  友元

  让一个函数或类访问另一个类中私有成员，关键字 friend

友元的三种实现：

• 全局函数做友元

  class Building {
  	//告诉编译器 goodGay 全局函数 是 Building 类的好朋友，可以访问类中的私有内容
  	friend void goodGay(Building * building);
  }

• 类做友元

  class Building {
  	//告诉编译器 goodGay 类是 Building 类的好朋友，可以访问到 Building 类中私有内容
  	friend class goodGay;
  }

• 成员函数做友元

  class Building {
  	//告诉编译器 goodGay 类中的 visit 成员函数是 Building 好朋友，可以访问私有内容
  	friend void goodGay::visit();
  }

  运算符重载

  对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

• 加号运算符重载
  作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

//全局函数实现 + 号运算符重载
Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
	Person temp(0, 0);
	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
	return temp;
}

//运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val) {
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

Person p3 = p2 + 10; //相当于 operator+(p2,10)

总结：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的，不要滥用运算符重载

• 左移运算符重载
  作用：重载左移运算符配合友元可以输出自定义数据类型

//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}

• 递增运算符重载
  作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

MyInteger() {
	m_Num = 0;
}

//前置++
MyInteger& operator++() {
	//先++
	m_Num++;
	//再返回
	return *this; //前置递增返回引用
}

//后置++
MyInteger operator++(int) {
	//先返回
	MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加 1，但是返回的是以前的值，达到先返回后 ++
	m_Num++;
	return temp; //后置递增返回值
}

• 赋值运算符重载
  C++ 编译器至少给一个类添加 4 个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
4. 赋值运算符 operator=，对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

//重载赋值运算符
Person& operator=(Person &p) {
	if (m_Age != NULL) {
		delete m_Age;
		m_Age = NULL;
	}
	//编译器提供的代码是浅拷贝
	//m_Age = p.m_Age;

	//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
	m_Age = new int(*p.m_Age);

	//返回自身
	return *this;
}

• 关系运算符重载
  作用：可以让两个自定义类型对象进行对比操作

bool operator==(Person & p) {
	if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
		return true;
	}
	else {
		return false;
	}
}

bool operator!=(Person & p) {
	if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
		return false;
	}
	else {
		return true;
	}
}

• 函数调用 () 运算符重载
  • 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
  • 仿函数没有固定写法，非常灵活

class MyAdd {
public:
	int operator()(int v1, int v2) {
		return v1 + v2;
	}
};

void test02() {
	MyAdd add;
	int ret = add(10, 10);
	cout << "ret = " << ret << endl;

	//匿名对象调用
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

继承

class 子类 : 继承方式 父类 可以减少重复的代码

class A : public B;

A 类称为子类 / 派生类

B 类称为父类 / 基类

• 从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

class Base {
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去，只是由编译器给隐藏后访问不到
};

//公共继承
class Son :public Base {
public:
	int m_D;
};

void test01() {
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}

int main() {
	test01();
	return 0;
}

• 继承中构造和析构顺序
  继承中先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

• 继承同名成员处理方式
  访问子类同名成员 直接访问即可
  访问父类同名成员 需要加作用域

同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象 和 通过类名）

• 多继承语法
  C++ 允许一个类继承多个类，但实际开发中不建议用多继承

语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2...

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

菱形 (钻石) 继承

​两个派生类继承同一个基类，又有某个类同时继承者两个派生类

菱形继承问题：

1. 羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。
2. 草泥马继承自动物的数据继承了两份，而这份数据我们只需要一份。

class Animal {
public:
	int m_Age;
};

//继承前加 virtual 关键字后，变为虚继承
//此时公共的父类 Animal 称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo   : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};

多态

• 静态多态：函数重载、运算符重载，复用函数名
• 动态多态：派生类和虚函数实现运行时多态

区别：

• 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
• 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

class Animal {
public:
	//函数前加上 virtual 关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了
	virtual void speak() {}
};

//我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编

多态满足条件：

1. 有继承关系
2. 子类重写父类中的虚函数
   重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

多态使用：父类指针或引用指向子类对象

多态的优点：代码组织结构清晰，可读性强，利于前期和后期的扩展以及维护

纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容，因此将虚函数改为纯虚函数

纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 (参数列表) = 0;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

抽象类特点：

• 无法实例化对象
• 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

class Base {
public:
	virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base {
public:
	virtual void func()  {
		cout << "func调用" << endl;
	};
};

void test01() {
	Base * base = NULL;
	//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
	base = new Son;
	base->func();
	delete base;
}

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏

解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

共性：

• 可以解决父类指针释放子类对象
• 都需要有具体的函数实现

区别：

• 如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

虚析构语法：

virtual ~类名(){}

纯虚析构语法：

virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}

总结：

​1. 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象

​2. 如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构

​3. 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

文件操作

头文件 <fstream>

操作文件的三大类：

• ofstream：写操作
• ifstream：读操作
• fstream ：读写操作

文件类型分为：文本文件（ASCII码）、二进制文件

打开方式	解释
ios::in	为读文件而打开文件
ios::out	为写文件而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	追加方式写文件
ios::trunc	如果文件存在先删除，再创建
ios::binary	二进制方式

注：文件打开方式可以配合使用，利用 | 操作符

写文件

1. 创建流对象
   ofstream ofs;

2. 打开文件
   ofs.open("文件路径",打开方式);

3. 写数据
   ofs << "写入的数据";

4. 关闭文件
   ofs.close();

读文件

读文件与写文件步骤相似，但读取方式比较多

1. 创建流对象
   ifstream ifs;

2. 打开文件并判断文件是否打开成功
   ifs.open("文件路径",打开方式);

3. 读数据（四种方式）

4. 关闭文件
   ifs.close();

//利用 is_open 函数可以判断文件是否打开成功
if (!ifs.is_open()) {
	cout << "文件打开失败" << endl;
	return;
}

//第一种方式
char buf[1024] = { 0 };
while (ifs >> buf) {
	cout << buf << endl;
}

//第二种
char buf[1024] = { 0 };
while (ifs.getline(buf, sizeof(buf))) {
	cout << buf << endl;
}

//第三种
string buf;
while (getline(ifs, buf)) {
	cout << buf << endl;
}

char c;
	while ((c = ifs.get()) != EOF) {
		cout << c;
	}

	ifs.close();

二进制文件

打开方式要指定为 ios::binary

写文件

主要利用流对象调用成员函数 write

函数原型：ostream& write(const char * buffer, int len);

参数解释：字符指针 buffer 指向内存中一段存储空间，len 是读写的字节数

读文件

主要利用流对象调用成员函数 read

函数原型：istream& read(char *buffer, int len);

C++ advanced

模板

模板不可以直接使用，它只是一个框架；编程思想：泛型编程；提供两种机制：函数模板和类模板

作用：
建立一个通用函数（类），函数返回值类型和形参类型（类中的成员数据类型）可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表，将类型参数化

语法：

template<typename T> t //关键字 template 声明创建模板；typename 可用 class 代替；T 通用的数据类型，通常为大写字母
函数声明/定义（类）

函数模板

示例：

//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b) {
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;

	//swapInt(a, b);

	//利用模板实现交换
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);

	//2、显示指定类型
	mySwap<int>(a, b);

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型

注意事项：

自动类型推导，必须推导出一致的数据类型 T,才可以使用

模板必须要确定出 T 的数据类型，才可以使用

示例：

//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}


// 1、自动类型推导，必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	mySwap(a, b); // 正确，可以推导出一致的T
	//mySwap(a, c); // 错误，推导不出一致的T类型
}


// 2、模板必须要确定出T的数据类型，才可以使用
template<class T>
void func()
{
	cout << "func 调用" << endl;
}

void test02()
{
	//func(); //错误，模板不能独立使用，必须确定出T的类型
	func<int>(); //利用显示指定类型的方式，给T一个类型，才可以使用该模板
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

普通函数与函数模板区别：

普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换

//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
	return a + b;
}

//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{
	return a + b;
}

//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c';

	cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型  'c' 对应 ASCII码 99

	//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换

	myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：建议使用显示指定类型的方式，调用函数模板，因为可以自己确定通用类型T

普通函数与函数模板的调用规则
调用规则如下：

如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
函数模板也可以发生重载
如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{
	cout << "调用重载的模板" << endl;
}

void test01()
{
	//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
	// 注意 如果告诉编译器  普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到
	int a = 10;
	int b = 20;
	myPrint(a, b); //调用普通函数

	//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b); //调用函数模板

	//3、函数模板也可以发生重载
	int c = 30;
	myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板

	//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
	char c1 = 'a';
	char c2 = 'b';
	myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：既然提供了函数模板，最好就不要提供普通函数，否则容易出现二义性

模板的局限性

template<class T>
void f(T a, T b)
{
   	a = b;
   }

在上述代码中提供的赋值操作，如果传入的a和b是一个数组，就无法实现了

template<class T>
void f(T a, T b)
{
   	if(a > b) { ... }
   }

在上述代码中，如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型，也无法正常运行

因此C++为了解决这种问题，提供模板的重载，可以为这些特定的类型提供具体化的模板

#include<iostream>
using namespace std;

#include <string>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
	if (a == b)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}


//具体化，显示具体化的原型和定意思以template<>开头，并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
	if ( p1.m_Name  == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

void test01()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
	bool ret = myCompare(a, b);
	if (ret)
	{
		cout << "a == b " << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a != b " << endl;
	}
}

void test02()
{
	Person p1("Tom", 10);
	Person p2("Tom", 10);
	//自定义数据类型，不会调用普通的函数模板
	//可以创建具体化的Person数据类型的模板，用于特殊处理这个类型
	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret)
	{
		cout << "p1 == p2 " << endl;
	}
	else
	{
		cout << "p1 != p2 " << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

利用具体化的模板，可以解决自定义类型的通用化
学习模板并不是为了写模板，而是在STL能够运用系统提供的模板

函数模板案例
案例描述：

利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
排序规则从大到小，排序算法为选择排序
分别利用char数组和int数组进行测试

//交换的函数模板
template<typename T>
void mySwap(T &a, T&b)
{
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}


template<class T> // 也可以替换成typename
//利用选择排序，进行对数组从大到小的排序
void mySort(T arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		int max = i; //最大数的下标
		for (int j = i + 1; j < len; j++)
		{
			if (arr[max] < arr[j])
			{
				max = j;
			}
		}
		if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者
		{
			mySwap(arr[max], arr[i]);
		}
	}
}
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {

	for (int i = 0; i < len; i++) {
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	//测试char数组
	char charArr[] = "bdcfeagh";
	int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
	mySort(charArr, num);
	printArray(charArr, num);
}

void test02()
{
	//测试int数组
	int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
	int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
	mySort(intArr, num);
	printArray(intArr, num);
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

类模板

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

void test01()
{
	// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型
	Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
	P1.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

类模板与函数模板区别主要有两点：

类模板没有自动类型推导的使用方式
类模板在模板参数列表中可以有默认参数

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
	// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导
	Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板
	p.showPerson();
}

//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
	Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
	p.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：

普通类中的成员函数一开始就可以创建
类模板中的成员函数在调用时才创建

class Person1
{
public:
	void showPerson1()
	{
		cout << "Person1 show" << endl;
	}
};

class Person2
{
public:
	void showPerson2()
	{
		cout << "Person2 show" << endl;
	}
};

template<class T>
class MyClass
{
public:
	T obj;

	//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成

	void fun1() { obj.showPerson1(); }
	void fun2() { obj.showPerson2(); }

};

void test01()
{
	MyClass<Person1> m;

	m.fun1();

	//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

类模板对象做函数参数
学习目标：

类模板实例化出的对象，向函数传参的方式
一共有三种传入方式：

指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递

#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
	Person(NameType name, AgeType age)
	{
		this->mName = name;
		this->mAge = age;
	}
	void showPerson()
	{
		cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
	}
public:
	NameType mName;
	AgeType mAge;
};

//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p)
{
	p.showPerson();
}
void test01()
{
	Person <string, int >p("孙悟空", 100);
	printPerson1(p);
}

//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{
	p.showPerson();
	cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;
	cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
	Person <string, int >p("猪八戒", 90);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
	cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;
	p.showPerson();

}
void test03()
{
	Person <string, int >p("唐僧", 30);
	printPerson3(p);
}

int main() {

	test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

通过类模板创建的对象，可以有三种方式向函数中进行传参
使用比较广泛是第一种：指定传入的类型

当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：

当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中T的类型
如果不指定，编译器无法给子类分配内存
如果想灵活指定出父类中T的类型，子类也需变为类模板

template<class T>
class Base
{
	T m;
};

//class Son:public Base  //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{
	Son c;
}

//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
	Son2()
	{
		cout << typeid(T1).name() << endl;
		cout << typeid(T2).name() << endl;
	}
};

void test02()
{
	Son2<int, char> child1;
}


int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

类模板成员函数类外实现
学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现

#include <string>

//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	//成员函数类内声明
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();

public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 20);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表

类模板分文件编写
学习目标：

掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式
问题：

类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到
解决：

解决方式1：直接包含.cpp源文件
解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制

person.hpp中代码：

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

template<class T1, class T2>
class Person {
public:
	Person(T1 name, T2 age);
	void showPerson();
public:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
	cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}

类模板分文件编写.cpp中代码

#include<iostream>
using namespace std;

//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件

//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{
	Person<string, int> p("Tom", 10);
	p.showPerson();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp

类模板与友元
学习目标：

掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现
全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可

全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在

#include <string>

//2、全局函数配合友元  类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;

//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p);

template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{
	cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}

template<class T1, class T2>
class Person
{
	//1、全局函数配合友元   类内实现
	friend void printPerson(Person<T1, T2> & p)
	{
		cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
	}


	//全局函数配合友元  类外实现
	friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);

public:

	Person(T1 name, T2 age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}


private:
	T1 m_Name;
	T2 m_Age;

};

//1、全局函数在类内实现
void test01()
{
	Person <string, int >p("Tom", 20);
	printPerson(p);
}


//2、全局函数在类外实现
void test02()
{
	Person <string, int >p("Jerry", 30);
	printPerson2(p);
}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别

类模板案例
案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：

可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
将数组中的数据存储到堆区
构造函数中可以传入数组的容量
提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
可以通过下标的方式访问数组中的元素
可以获取数组中当前元素个数和数组的容量

myArray.hpp中代码

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

template<class T>
class MyArray
{
public:

	//构造函数
	MyArray(int capacity)
	{
		this->m_Capacity = capacity;
		this->m_Size = 0;
		pAddress = new T[this->m_Capacity];
	}

	//拷贝构造
	MyArray(const MyArray & arr)
	{
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
		{
			//如果T为对象，而且还包含指针，必须需要重载 = 操作符，因为这个等号不是 构造 而是赋值，
			// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
	}

	//重载= 操作符  防止浅拷贝问题
	MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {

		if (this->pAddress != NULL) {
			delete[] this->pAddress;
			this->m_Capacity = 0;
			this->m_Size = 0;
		}

		this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;
		this->m_Size = myarray.m_Size;
		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
			this->pAddress[i] = myarray[i];
		}
		return *this;
	}

	//重载[] 操作符  arr[0]
	T& operator [](int index)
	{
		return this->pAddress[index]; //不考虑越界，用户自己去处理
	}

	//尾插法
	void Push_back(const T & val)
	{
		if (this->m_Capacity == this->m_Size)
		{
			return;
		}
		this->pAddress[this->m_Size] = val;
		this->m_Size++;
	}

	//尾删法
	void Pop_back()
	{
		if (this->m_Size == 0)
		{
			return;
		}
		this->m_Size--;
	}

	//获取数组容量
	int getCapacity()
	{
		return this->m_Capacity;
	}

	//获取数组大小
	int	getSize()
	{
		return this->m_Size;
	}


	//析构
	~MyArray()
	{
		if (this->pAddress != NULL)
		{
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
			this->m_Capacity = 0;
			this->m_Size = 0;
		}
	}

private:
	T * pAddress;  //指向一个堆空间，这个空间存储真正的数据
	int m_Capacity; //容量
	int m_Size;   // 大小
};

类模板案例—数组类封装.cpp中

#include "myArray.hpp"
#include <string>

void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

//测试内置数据类型
void test01()
{
	MyArray<int> array1(10);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		array1.Push_back(i);
	}
	cout << "array1打印输出：" << endl;
	printIntArray(array1);
	cout << "array1的大小：" << array1.getSize() << endl;
	cout << "array1的容量：" << array1.getCapacity() << endl;

	cout << "--------------------------" << endl;

	MyArray<int> array2(array1);
	array2.Pop_back();
	cout << "array2打印输出：" << endl;
	printIntArray(array2);
	cout << "array2的大小：" << array2.getSize() << endl;
	cout << "array2的容量：" << array2.getCapacity() << endl;
}

//测试自定义数据类型
class Person {
public:
	Person() {}
		Person(string name, int age) {
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr)
{
	for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {
		cout << "姓名：" << personArr[i].m_Name << " 年龄： " << personArr[i].m_Age << endl;
	}

}

void test02()
{
	//创建数组
	MyArray<Person> pArray(10);
	Person p1("孙悟空", 30);
	Person p2("韩信", 20);
	Person p3("妲己", 18);
	Person p4("王昭君", 15);
	Person p5("赵云", 24);

	//插入数据
	pArray.Push_back(p1);
	pArray.Push_back(p2);
	pArray.Push_back(p3);
	pArray.Push_back(p4);
	pArray.Push_back(p5);

	printPersonArray(pArray);

	cout << "pArray的大小：" << pArray.getSize() << endl;
	cout << "pArray的容量：" << pArray.getCapacity() << endl;

}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：能够利用所学知识点实现通用的数组

STL(Standard Template Library, 标准模板库)

C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升
为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL

STL基本概念
STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

STL六大组件
STL大体分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
空间配置器：负责空间的配置与管理。

STL中容器、算法、迭代器
容器：

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来

常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表等

这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:

​序列式容器：强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系

算法：

有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法

算法分为:质变算法和非质变算法

质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等

非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等

迭代器：容器和算法之间粘合剂

提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。

每个容器都有自己专属的迭代器

迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针

迭代器种类：
|种类 |功能 |支持运算 |
|————–|——————————————————–|—————————————|
|输入迭代器 |对数据的只读访问 |只读，支持++、==、！= |
|输出迭代器 |对数据的只写访问 |只写，支持++ |
|前向迭代器 |读写操作，并能向前推进迭代器 |读写，支持++、==、！= |
|双向迭代器 |读写操作，并能向前和向后操作 |读写，支持++、–， |
|随机访问迭代器|读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器|读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=|

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

容器算法迭代器初识
了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力

STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

vector存放内置数据类型
容器：vector

算法：for_each

迭代器：vector<int>::iterator

#include <vector>
#include <algorithm>

void MyPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01() {

	//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
	vector<int> v;
	//向容器中放数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
	//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据
	//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
	//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型

	vector<int>::iterator pBegin = v.begin();
	vector<int>::iterator pEnd = v.end();

	//第一种遍历方式：
	while (pBegin != pEnd) {
		cout << *pBegin << endl;
		pBegin++;
	}


	//第二种遍历方式：
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
	cout << endl;

	//第三种遍历方式：
	//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithm
	for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

Vector存放自定义数据类型
学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

#include <vector>
#include <string>

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		mName = name;
		mAge = age;
	}
public:
	string mName;
	int mAge;
};
//存放对象
void test01() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;

	}
}


//放对象指针
void test02() {

	vector<Person*> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		Person * p = (*it);
		cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
	}
}


int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

Vector容器嵌套容器
学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

#include <vector>

//容器嵌套容器
void test01() {

	vector< vector<int> >  v;

	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	vector<int> v3;
	vector<int> v4;

	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}

	//将容器元素插入到vector v中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);


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

		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

STL- 常用容器
string容器
string基本概念
本质：
string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string 和 char * 区别：
char * 是一个指针
string 是一个类，类内部封装了 char*，管理这个字符串，是一个 char* 型的容器。

特点：

string 类内部封装了很多成员方法

例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert

string 管理 char* 所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

string构造函数
构造函数原型：

string(); //创建一个空的字符串 例如: string str; string(const char* s); //使用字符串s初始化
string(const string& str); //使用一个 string 对象初始化另一个 string 对象
string(int n, char c); //使用 n 个字符 c 初始化

示例：

#include <string>
//string构造
void test01()
{
	string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数
	cout << "str1 = " << s1 << endl;

	const char* str = "hello world";
	string s2(str); //把c_string转换成了string

	cout << "str2 = " << s2 << endl;

	string s3(s2); //调用拷贝构造函数
	cout << "str3 = " << s3 << endl;

	string s4(10, 'a');
	cout << "str3 = " << s3 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

string赋值操作
功能描述：

给string字符串进行赋值
赋值的函数原型：

string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串
string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串
string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串
string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串
string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

//赋值
void test01()
{
	string str1;
	str1 = "hello world";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	string str4;
	str4.assign("hello c++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("hello c++",5);
	cout << "str5 = " << str5 << endl;


	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(5, 'x');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

string字符串拼接
功能描述：

实现在字符串末尾拼接字符串
函数原型：

string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str)
string& append(const string &s, int pos, int n);//字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

//字符串拼接
void test01()
{
	string str1 = "我";

	str1 += "爱玩游戏";

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	str1 += ':';

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2 = "LOL DNF";

	str1 += str2;

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str3 = "I";
	str3.append(" love ");
	str3.append("game abcde", 4);
	//str3.append(str2);
	str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾
	cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

string查找和替换
功能描述：

查找：查找指定字符串是否存在
替换：在指定的位置替换字符串
函数原型：

int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

//查找和替换
void test01()
{
	//查找
	string str1 = "abcdefgde";

	int pos = str1.find("de");

	if (pos == -1)
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "pos = " << pos << endl;
	}


	pos = str1.rfind("de");

	cout << "pos = " << pos << endl;

}

void test02()
{
	//替换
	string str1 = "abcdefgde";
	str1.replace(1, 3, "1111");

	cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main() {

	//test01();
	//test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
find查找是从左往后，rfind从右往左
find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

string字符串比较
功能描述：

字符串之间的比较
比较方式：

字符串比较是按字符的ASCII码进行对比
= 返回 0

返回 1

< 返回 -1

函数原型：

int compare(const string &s) const; //与字符串s比较
int compare(const char *s) const; //与字符串s比较

//字符串比较
void test01()
{

	string s1 = "hello";
	string s2 = "aello";

	int ret = s1.compare(s2);

	if (ret == 0) {
		cout << "s1 等于 s2" << endl;
	}
	else if (ret > 0)
	{
		cout << "s1 大于 s2" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1 小于 s2" << endl;
	}

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

string字符存取
string中单个字符存取方式有两种

char& operator[](int n); //通过[]方式取字符
char& at(int n); //通过at方法获取字符

void test01()
{
	string str = "hello world";

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;


	//字符修改
	str[0] = 'x';
	str.at(1) = 'x';
	cout << str << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

string插入和删除
功能描述：

对string字符串进行插入和删除字符操作
函数原型：

string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

//字符串插入和删除
void test01()
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "111");
	cout << str << endl;

	str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
	cout << str << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：插入和删除的起始下标都是从0开始

string子串
功能描述：

从字符串中获取想要的子串
函数原型：

string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

//子串
void test01()
{

	string str = "abcdefg";
	string subStr = str.substr(1, 3);
	cout << "subStr = " << subStr << endl;

	string email = "hello@sina.com";
	int pos = email.find("@");
	string username = email.substr(0, pos);
	cout << "username: " << username << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

vector容器
vector基本概念
功能：

vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
vector与普通数组区别：

不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展
动态扩展：

并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

vector构造函数
功能描述：

创建vector容器
函数原型：

vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

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

void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);

	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

vector赋值操作
功能描述：

给vector容器进行赋值
函数原型：

vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

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

//赋值操作
void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

vector容量和大小
功能描述：

对vector容器的容量和大小操作
函数原型：

empty(); //判断容器是否为空

capacity(); //容器的容量

size(); //返回容器中元素的个数

resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

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

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	if (v1.empty())
	{
		cout << "v1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "v1不为空" << endl;
		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
		cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
	}

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
	v1.resize(15,10);
	printVector(v1);

	//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
	v1.resize(5);
	printVector(v1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
判断是否为空 — empty
返回元素个数 — size
返回容器容量 — capacity
重新指定大小 — resize

vector插入和删除
功能描述：

对vector容器进行插入、删除操作
函数原型：

push_back(ele); //尾部插入元素ele
pop_back(); //删除最后一个元素
insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
clear(); //删除容器中所有元素

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

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

//插入和删除
void test01()
{
	vector<int> v1;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	printVector(v1);
	//尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);
	//插入
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
	printVector(v1);

	//删除
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);

	//清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());
	v1.clear();
	printVector(v1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
尾插 — push_back
尾删 — pop_back
插入 — insert (位置迭代器)
删除 — erase （位置迭代器）
清空 — clear

vector数据存取
功能描述：

对vector中的数据的存取操作
函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
	cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
front返回容器第一个元素
back返回容器最后一个元素

vector互换容器
功能描述：

实现两个容器内元素进行互换
函数原型：

swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

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

void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	//互换容器
	cout << "互换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	v.resize(3);

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

	//收缩内存
	vector<int>(v).swap(v); //匿名对象

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

vector 预留空间
功能描述：

减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
函数原型：

reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;

	//预留空间
	v.reserve(100000);

	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0]) {
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}

	cout << "num:" << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

deque容器
deque容器基本概念
功能：

双端数组，可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别：

vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低
deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快
vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关

clip_2.jpg

deque内部工作原理:

deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据

中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间

clip_3.jpg

deque容器的迭代器也是支持随机访问的
deque构造函数
功能描述：

deque容器构造
函数原型：

deque<T> deqT; //默认构造形式
deque(beg, end); //构造函数将 [beg, end) 区间中的元素拷贝给本身。
deque(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
deque(const deque &deq); //拷贝构造函数

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//deque构造
void test01() {

	deque<int> d1; //无参构造函数
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);
	deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
	printDeque(d2);

	deque<int>d3(10,100);
	printDeque(d3);

	deque<int>d4 = d3;
	printDeque(d4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：deque容器和vector容器的构造方式几乎一致，灵活使用即可

deque赋值操作
功能描述：

给deque容器进行赋值
函数原型：

deque& operator=(const deque &deq); //重载等号操作符

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。

assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	deque<int>d2;
	d2 = d1;
	printDeque(d2);

	deque<int>d3;
	d3.assign(d1.begin(), d1.end());
	printDeque(d3);

	deque<int>d4;
	d4.assign(10, 100);
	printDeque(d4);

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：deque赋值操作也与vector相同，需熟练掌握

deque大小操作
功能描述：

对deque容器的大小进行操作
函数原型：

deque.empty(); //判断容器是否为空

deque.size(); //返回容器中元素的个数

deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置。

​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置。

​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
	deque<int> d1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		d1.push_back(i);
	}
	printDeque(d1);

	//判断容器是否为空
	if (d1.empty()) {
		cout << "d1为空!" << endl;
	}
	else {
		cout << "d1不为空!" << endl;
		//统计大小
		cout << "d1的大小为：" << d1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	d1.resize(15, 1);
	printDeque(d1);

	d1.resize(5);
	printDeque(d1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
deque没有容量的概念
判断是否为空 — empty
返回元素个数 — size
重新指定个数 — resize

deque 插入和删除
功能描述：

向deque容器中插入和删除数据
函数原型：

两端插入操作：

push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据
push_front(elem); //在容器头部插入一个数据
pop_back(); //删除容器最后一个数据
pop_front(); //删除容器第一个数据

指定位置操作：

insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。

clear(); //清空容器的所有数据

erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}
//两端操作
void test01()
{
	deque<int> d;
	//尾插
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	//头插
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d);

	//尾删
	d.pop_back();
	//头删
	d.pop_front();
	printDeque(d);
}

//插入
void test02()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d);

	d.insert(d.begin(), 1000);
	printDeque(d);

	d.insert(d.begin(), 2,10000);
	printDeque(d);

	deque<int>d2;
	d2.push_back(1);
	d2.push_back(2);
	d2.push_back(3);

	d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
	printDeque(d);

}

//删除
void test03()
{
	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);
	printDeque(d);

	d.erase(d.begin());
	printDeque(d);

	d.erase(d.begin(), d.end());
	d.clear();
	printDeque(d);
}

int main() {

	//test01();

	//test02();

    test03();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
插入和删除提供的位置是迭代器！
尾插 — push_back
尾删 — pop_back
头插 — push_front
头删 — pop_front

deque 数据存取
功能描述：

对deque 中的数据的存取操作
函数原型：

at(int idx); //返回索引idx所指的数据
operator[]; //返回索引idx所指的数据
front(); //返回容器中第一个数据元素
back(); //返回容器中最后一个数据元素

#include <deque>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

//数据存取
void test01()
{

	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d[i] << " ";
	}
	cout << endl;


	for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
		cout << d.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << "front:" << d.front() << endl;

	cout << "back:" << d.back() << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
除了用迭代器获取deque容器中元素，[ ]和at也可以
front返回容器第一个元素
back返回容器最后一个元素

deque 排序
功能描述：

利用算法实现对deque容器进行排序
算法：

sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序

#include <deque>
#include <algorithm>

void printDeque(const deque<int>& d)
{
	for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
		cout << *it << " ";

	}
	cout << endl;
}

void test01()
{

	deque<int> d;
	d.push_back(10);
	d.push_back(20);
	d.push_front(100);
	d.push_front(200);

	printDeque(d);
	sort(d.begin(), d.end());
	printDeque(d);

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：sort算法非常实用，使用时包含头文件 algorithm 即可

案例-评委打分
案例描述
有5名选手：选手ABCDE，10个评委分别对每一名选手打分，去除最高分，去除评委中最低分，取平均分。

实现步骤
创建五名选手，放到vector中
遍历vector容器，取出来每一个选手，执行for循环，可以把10个评分打分存到deque容器中
sort算法对deque容器中分数排序，去除最高和最低分
deque容器遍历一遍，累加总分
获取平均分

//选手类
class Person
{
public:
	Person(string name, int score)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Score = score;
	}

	string m_Name; //姓名
	int m_Score;  //平均分
};

void createPerson(vector<Person>&v)
{
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		string name = "选手";
		name += nameSeed[i];

		int score = 0;

		Person p(name, score);

		//将创建的person对象 放入到容器中
		v.push_back(p);
	}
}

//打分
void setScore(vector<Person>&v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//将评委的分数 放入到deque容器中
		deque<int>d;
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			int score = rand() % 41 + 60;  // 60 ~ 100
			d.push_back(score);
		}

		//cout << "选手： " << it->m_Name << " 打分： " << endl;
		//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		//{
		//	cout << *dit << " ";
		//}
		//cout << endl;

		//排序
		sort(d.begin(), d.end());

		//去除最高和最低分
		d.pop_back();
		d.pop_front();

		//取平均分
		int sum = 0;
		for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
		{
			sum += *dit; //累加每个评委的分数
		}

		int avg = sum / d.size();

		//将平均分 赋值给选手身上
		it->m_Score = avg;
	}

}

void showScore(vector<Person>&v)
{
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 平均分： " << it->m_Score << endl;
	}
}

int main() {

	//随机数种子
	srand((unsigned int)time(NULL));

	//1、创建5名选手
	vector<Person>v;  //存放选手容器
	createPerson(v);

	//测试
	//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	//{
	//	cout << "姓名： " << (*it).m_Name << " 分数： " << (*it).m_Score << endl;
	//}

	//2、给5名选手打分
	setScore(v);

	//3、显示最后得分
	showScore(v);

	system("pause");

	return 0;
}

总结：选取不同的容器操作数据，可以提升代码的效率

stack容器
stack 基本概念
概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

clip_4.jpg

栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

stack 常用接口
功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

stack stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
stack(const stack &stk); //拷贝构造函数
赋值操作：

stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符
数据存取：

push(elem); //向栈顶添加元素
pop(); //从栈顶移除第一个元素
top(); //返回栈顶元素
大小操作：

empty(); //判断堆栈是否为空
size(); //返回栈的大小

#include <stack>

//栈容器常用接口
void test01()
{
	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;

	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);

	while (!s.empty()) {
		//输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		//弹出栈顶元素
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
返回栈顶 — top
判断栈是否为空 — empty
返回栈大小 — size

queue 容器
queue 基本概念
概念：Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

clip_5.jpg

队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 — 入队 push

队列中出数据称为 — 出队 pop

queue 常用接口
功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

queue que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
queue(const queue &que); //拷贝构造函数
赋值操作：

queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符
数据存取：

push(elem); //往队尾添加元素
pop(); //从队头移除第一个元素
back(); //返回最后一个元素
front(); //返回第一个元素
大小操作：

empty(); //判断堆栈是否为空
size(); //返回栈的大小

#include <queue>
#include <string>
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01() {

	//创建队列
	queue<Person> q;

	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	//向队列中添加元素  入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问
	while (!q.empty()) {
		//输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name
              << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;

		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name
              << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;

		cout << endl;
		//弹出队头元素
		q.pop();
	}

	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：
入队 — push
出队 — pop
返回队头元素 — front
返回队尾元素 — back
判断队是否为空 — empty
返回队列大小 — size

list容器
list基本概念
功能：将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

clip_6.jpg

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素
list的缺点：

链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大
List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中List和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

list构造函数
功能描述：

创建list容器
函数原型：

list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
list(const list &lst); //拷贝构造函数。

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
	printList(L2);

	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：list 构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

list 赋值和交换
功能描述：

给list容器进行赋值，以及交换list容器
函数原型：

assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//赋值和交换
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1);

	//赋值
	list<int>L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);

	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);

}

//交换
void test02()
{

	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);

	cout << "交换前： " << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

	cout << endl;

	L1.swap(L2);

	cout << "交换后： " << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

3.7.4 list 大小操作
功能描述：

对list容器的大小进行操作
函数原型：

size(); //返回容器中元素的个数

empty(); //判断容器是否为空

resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

            ​                        //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

判断是否为空 — empty
返回元素个数 — size
重新指定个数 — resize
3.7.5 list 插入和删除
功能描述：

对list容器进行数据的插入和删除
函数原型：

push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
pop_back();//删除容器中最后一个元素
push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
pop_front();//从容器开头移除第一个元素
insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
clear();//移除容器的所有数据
erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	list<int> L;
	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	printList(L);

	//尾删
	L.pop_back();
	printList(L);

	//头删
	L.pop_front();
	printList(L);

	//插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	printList(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	printList(L);

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);
	printList(L);

    //清空
	L.clear();
	printList(L);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

尾插 — push_back
尾删 — pop_back
头插 — push_front
头删 — pop_front
插入 — insert
删除 — erase
移除 — remove
清空 — clear
3.7.6 list 数据存取
功能描述：

对list容器中数据进行存取
函数原型：

front(); //返回第一个元素。
back(); //返回最后一个元素。

#include <list>

//数据存取
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);


	//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
	//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;

	//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
返回第一个元素 — front
返回最后一个元素 — back
3.7.7 list 反转和排序
功能描述：

将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序
函数原型：

reverse(); //反转链表
sort(); //链表排序

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

bool myCompare(int val1 , int val2)
{
	return val1 > val2;
}

//反转和排序
void test01()
{
	list<int> L;
	L.push_back(90);
	L.push_back(30);
	L.push_back(20);
	L.push_back(70);
	printList(L);

	//反转容器的元素
	L.reverse();
	printList(L);

	//排序
	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
	printList(L);

	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
	printList(L);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

反转 — reverse
排序 — sort （成员函数）
3.7.8 排序案例
案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
	Person(string name, int age , int height) {
		m_Name = name;
		m_Age = age;
		m_Height = height;
	}

public:
	string m_Name;  //姓名
	int m_Age;      //年龄
	int m_Height;   //身高
};


bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {

	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
		return p1.m_Height  > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return  p1.m_Age < p2.m_Age;
	}

}

void test01() {

	list<Person> L;

	Person p1("刘备", 35 , 175);
	Person p2("曹操", 45 , 180);
	Person p3("孙权", 40 , 170);
	Person p4("赵云", 25 , 190);
	Person p5("张飞", 35 , 160);
	Person p6("关羽", 35 , 200);

	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age
              << " 身高： " << it->m_Height << endl;
	}

	cout << "---------------------------------" << endl;
	L.sort(ComparePerson); //排序

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age
              << " 身高： " << it->m_Height << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序

高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

3.8 set/ multiset 容器
3.8.1 set基本概念
简介：

所有元素都会在插入时自动被排序
本质：

set/multiset属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。
set和multiset区别：

set不允许容器中有重复的元素
multiset允许容器中有重复的元素
3.8.2 set构造和赋值
功能描述：创建set容器以及赋值

构造：

set st; //默认构造函数：
set(const set &st); //拷贝构造函数
赋值：

set& operator=(const set &st); //重载等号操作符

#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//构造和赋值
void test01()
{
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	//拷贝构造
	set<int>s2(s1);
	printSet(s2);

	//赋值
	set<int>s3;
	s3 = s2;
	printSet(s3);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

set容器插入数据时用insert
set容器插入数据的数据会自动排序
3.8.3 set大小和交换
功能描述：

统计set容器大小以及交换set容器
函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//大小
void test01()
{

	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	if (s1.empty())
	{
		cout << "s1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "s1不为空" << endl;
		cout << "s1的大小为： " << s1.size() << endl;
	}

}

//交换
void test02()
{
	set<int> s1;

	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	set<int> s2;

	s2.insert(100);
	s2.insert(300);
	s2.insert(200);
	s2.insert(400);

	cout << "交换前" << endl;
	printSet(s1);
	printSet(s2);
	cout << endl;

	cout << "交换后" << endl;
	s1.swap(s2);
	printSet(s1);
	printSet(s2);
}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

统计大小 — size
判断是否为空 — empty
交换容器 — swap
3.8.4 set插入和删除
功能描述：

set容器进行插入数据和删除数据
函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
erase(elem); //删除容器中值为elem的元素。

#include <set>

void printSet(set<int> & s)
{
	for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	set<int> s1;
	//插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);
	printSet(s1);

	//删除
	s1.erase(s1.begin());
	printSet(s1);

	s1.erase(30);
	printSet(s1);

	//清空
	//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
	s1.clear();
	printSet(s1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

插入 — insert
删除 — erase
清空 — clear
3.8.5 set查找和统计
功能描述：

对set容器进行查找数据以及统计数据
函数原型：

find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

#include <set>

//查找和统计
void test01()
{
	set<int> s1;
	//插入
	s1.insert(10);
	s1.insert(30);
	s1.insert(20);
	s1.insert(40);

	//查找
	set<int>::iterator pos = s1.find(30);

	if (pos != s1.end())
	{
		cout << "找到了元素 ： " << *pos << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = s1.count(30);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

查找 — find （返回的是迭代器）
统计 — count （对于set，结果为0或者1）
3.8.6 set和multiset区别
学习目标：

掌握set和multiset的区别
区别：

set不可以插入重复数据，而multiset可以
set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功
multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据

#include <set>

//set和multiset区别
void test01()
{
	set<int> s;
	pair<set<int>::iterator, bool>  ret = s.insert(10);
	if (ret.second) {
		cout << "第一次插入成功!" << endl;
	}
	else {
		cout << "第一次插入失败!" << endl;
	}

	ret = s.insert(10);
	if (ret.second) {
		cout << "第二次插入成功!" << endl;
	}
	else {
		cout << "第二次插入失败!" << endl;
	}

	//multiset
	multiset<int> ms;
	ms.insert(10);
	ms.insert(10);

	for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

如果不允许插入重复数据可以利用set
如果需要插入重复数据利用multiset
3.8.7 pair对组创建
功能描述：

成对出现的数据，利用对组可以返回两个数据
两种创建方式：

pair<type, type> p ( value1, value2 );
pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );

#include <string>

//对组创建
void test01()
{
	pair<string, int> p(string("Tom"), 20);
	cout << "姓名： " <<  p.first << " 年龄： " << p.second << endl;

	pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
	cout << "姓名： " << p2.first << " 年龄： " << p2.second << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

两种方式都可以创建对组，记住一种即可

3.8.8 set容器排序
学习目标：

set容器默认排序规则为从小到大，掌握如何改变排序规则
主要技术点：

利用仿函数，可以改变排序规则
示例一 set存放内置数据类型

#include <set>

class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2;
	}
};
void test01()
{
	set<int> s1;
	s1.insert(10);
	s1.insert(40);
	s1.insert(20);
	s1.insert(30);
	s1.insert(50);

	//默认从小到大
	for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//指定排序规则
	set<int,MyCompare> s2;
	s2.insert(10);
	s2.insert(40);
	s2.insert(20);
	s2.insert(30);
	s2.insert(50);

	for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：利用仿函数可以指定set容器的排序规则

示例二 set存放自定义数据类型

#include <set>
#include <string>

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;

};
class comparePerson
{
public:
	bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
	{
		//按照年龄进行排序  降序
		return p1.m_Age > p2.m_Age;
	}
};

void test01()
{
	set<Person, comparePerson> s;

	Person p1("刘备", 23);
	Person p2("关羽", 27);
	Person p3("张飞", 25);
	Person p4("赵云", 21);

	s.insert(p1);
	s.insert(p2);
	s.insert(p3);
	s.insert(p4);

	for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
	{
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age << endl;
	}
}
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

对于自定义数据类型，set必须指定排序规则才可以插入数据

3.9 map/ multimap容器
3.9.1 map基本概念
简介：

map中所有元素都是pair
pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
所有元素都会根据元素的键值自动排序
本质：

map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现。
优点：

可以根据key值快速找到value值
map和multimap区别：

map不允许容器中有重复key值元素
multimap允许容器中有重复key值元素
3.9.2 map构造和赋值
功能描述：

对map容器进行构造和赋值操作
函数原型：

构造：

map<T1, T2> mp; //map默认构造函数:
map(const map &mp); //拷贝构造函数
赋值：

map& operator=(const map &mp); //重载等号操作符

#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	map<int,int>m; //默认构造
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));
	printMap(m);

	map<int, int>m2(m); //拷贝构造
	printMap(m2);

	map<int, int>m3;
	m3 = m2; //赋值
	printMap(m3);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组

3.9.3 map大小和交换
功能描述：

统计map容器大小以及交换map容器
函数原型：

size(); //返回容器中元素的数目
empty(); //判断容器是否为空
swap(st); //交换两个集合容器

#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	if (m.empty())
	{
		cout << "m为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "m不为空" << endl;
		cout << "m的大小为： " << m.size() << endl;
	}
}


//交换
void test02()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	map<int, int>m2;
	m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
	m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
	m2.insert(pair<int, int>(6, 300));

	cout << "交换前" << endl;
	printMap(m);
	printMap(m2);

	cout << "交换后" << endl;
	m.swap(m2);
	printMap(m);
	printMap(m2);
}

int main() {

	test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

统计大小 — size
判断是否为空 — empty
交换容器 — swap
3.9.4 map插入和删除
功能描述：

map容器进行插入数据和删除数据
函数原型：

insert(elem); //在容器中插入元素。
clear(); //清除所有元素
erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。
erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。
erase(key); //删除容器中值为key的元素。

#include <map>

void printMap(map<int,int>&m)
{
	for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
	{
		cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	//插入
	map<int, int> m;
	//第一种插入方式
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	//第二种插入方式
	m.insert(make_pair(2, 20));
	//第三种插入方式
	m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
	//第四种插入方式
	m[4] = 40;
	printMap(m);

	//删除
	m.erase(m.begin());
	printMap(m);

	m.erase(3);
	printMap(m);

	//清空
	m.erase(m.begin(),m.end());
	m.clear();
	printMap(m);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

map插入方式很多，记住其一即可
插入 — insert
删除 — erase
清空 — clear
3.9.5 map查找和统计
功能描述：

对map容器进行查找数据以及统计数据
函数原型：

find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();
count(key); //统计key的元素个数

#include <map>

//查找和统计
void test01()
{
	map<int, int>m;
	m.insert(pair<int, int>(1, 10));
	m.insert(pair<int, int>(2, 20));
	m.insert(pair<int, int>(3, 30));

	//查找
	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);

	if (pos != m.end())
	{
		cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到元素" << endl;
	}

	//统计
	int num = m.count(3);
	cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

查找 — find （返回的是迭代器）
统计 — count （对于map，结果为0或者1）
3.9.6 map容器排序
学习目标：

map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则
主要技术点:

利用仿函数，可以改变排序规则

#include <map>

class MyCompare {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2;
	}
};

void test01()
{
	//默认从小到大排序
	//利用仿函数实现从大到小排序
	map<int, int, MyCompare> m;

	m.insert(make_pair(1, 10));
	m.insert(make_pair(2, 20));
	m.insert(make_pair(3, 30));
	m.insert(make_pair(4, 40));
	m.insert(make_pair(5, 50));

	for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
		cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
	}
}
int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

利用仿函数可以指定map容器的排序规则
对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器
3.10 案例-员工分组
3.10.1 案例描述
公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
员工信息有: 姓名 工资组成；部门分为：策划、美术、研发
随机给10名员工分配部门和工资
通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
分部门显示员工信息
3.10.2 实现步骤
创建10名员工，放到vector中
遍历vector容器，取出每个员工，进行随机分组
分组后，将员工部门编号作为key，具体员工作为value，放入到multimap容器中
分部门显示员工信息

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>

/*
- 公司今天招聘了10个员工（ABCDEFGHIJ），10名员工进入公司之后，需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名  工资组成；部门分为：策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入  key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
*/

#define CEHUA  0
#define MEISHU 1
#define YANFA  2

class Worker
{
public:
	string m_Name;
	int m_Salary;
};

void createWorker(vector<Worker>&v)
{
	string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Worker worker;
		worker.m_Name = "员工";
		worker.m_Name += nameSeed[i];

		worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
		//将员工放入到容器中
		v.push_back(worker);
	}
}

//员工分组
void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m)
{
	for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		//产生随机部门编号
		int deptId = rand() % 3; // 0 1 2

		//将员工插入到分组中
		//key部门编号，value具体员工
		m.insert(make_pair(deptId, *it));
	}
}

void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m)
{
	// 0  A  B  C   1  D  E   2  F G ...
	cout << "策划部门：" << endl;

	multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
	int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数
	int index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

	cout << "----------------------" << endl;
	cout << "美术部门： " << endl;
	pos = m.find(MEISHU);
	count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数
	index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

	cout << "----------------------" << endl;
	cout << "研发部门： " << endl;
	pos = m.find(YANFA);
	count = m.count(YANFA); // 统计具体人数
	index = 0;
	for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
	{
		cout << "姓名： " << pos->second.m_Name << " 工资： " << pos->second.m_Salary << endl;
	}

}

int main() {

	srand((unsigned int)time(NULL));

	//1、创建员工
	vector<Worker>vWorker;
	createWorker(vWorker);

	//2、员工分组
	multimap<int, Worker>mWorker;
	setGroup(vWorker, mWorker);


	//3、分组显示员工
	showWorkerByGourp(mWorker);

	////测试
	//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
	//{
	//	cout << "姓名： " << it->m_Name << " 工资： " << it->m_Salary << endl;
	//}

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

当数据以键值对形式存在，可以考虑用map 或 multimap
4 STL- 函数对象
4.1 函数对象
4.1.1 函数对象概念
概念：

重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数
本质：

函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

4.1.2 函数对象使用
特点：

函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
函数对象可以作为参数传递

#include <string>

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :
	int operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
	MyPrint()
	{
		count = 0;
	}
	void operator()(string test)
	{
		cout << test << endl;
		count++; //统计使用次数
	}

	int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
	mp(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello C++");
}

int main() {

	//test01();
	//test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递。
4.2 谓词
4.2.1 谓词概念
概念：

返回bool类型的仿函数称为谓词
如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词
4.2.2 一元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>

//1.一元谓词
struct GreaterFive{
	bool operator()(int val) {
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：参数只有一个的谓词，称为一元谓词

4.2.3 二元谓词

#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int num1, int num2)
	{
		return num1 > num2;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	//默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

4.3 内建函数对象
4.3.1 内建函数对象意义
概念：

STL内建了一些函数对象
分类:

算术仿函数

关系仿函数

逻辑仿函数

用法：

这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
使用内建函数对象，需要引入头文件 #include
4.3.2 算术仿函数
功能描述：

实现四则运算
其中negate是一元运算，其他都是二元运算
仿函数原型：

template T plus //加法仿函数
template T minus //减法仿函数
template T multiplies //乘法仿函数
template T divides //除法仿函数
template T modulus //取模仿函数
template T negate //取反仿函数

#include <functional>
//negate
void test01()
{
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;
}

//plus
void test02()
{
	plus<int> p;
	cout << p(10, 20) << endl;
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件 #include

4.3.3 关系仿函数
功能描述：

实现关系对比
仿函数原型：

template bool equal_to //等于
template bool not_equal_to //不等于
template bool greater //大于
template bool greater_equal //大于等于
template bool less //小于
template bool less_equal //小于等于

#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 > v2;
	}
};
void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);

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

	//自己实现仿函数
	//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	//STL内建仿函数  大于仿函数
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

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

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

4.3.4 逻辑仿函数
功能描述：

实现逻辑运算
函数原型：

template bool logical_and //逻辑与
template bool logical_or //逻辑或
template bool logical_not //逻辑非

#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可

5 STL- 常用算法
概述:

算法主要是由头文件 组成。

是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等

体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数

定义了一些模板类,用以声明函数对象。

5.1 常用遍历算法
学习目标：

掌握常用的遍历算法
算法简介：

for_each //遍历容器
transform //搬运容器到另一个容器中
5.1.1 for_each
功能描述：

实现遍历容器
函数原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);

// 遍历算法 遍历容器元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _func 函数或者函数对象

#include <algorithm>
#include <vector>

//普通函数
void print01(int val)
{
	cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02
{
 public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

//for_each算法基本用法
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), print01);
	cout << endl;

	for_each(v.begin(), v.end(), print02());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握

5.1.2 transform
功能描述：

搬运容器到另一个容器中
函数原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
//beg1 源容器开始迭代器

//end1 源容器结束迭代器

//beg2 目标容器开始迭代器

//_func 函数或者函数对象

#include<vector>
#include<algorithm>

//常用遍历算法  搬运 transform

class TransForm
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val;
	}

};

class MyPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器

	vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间

	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());

	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运

5.2 常用查找算法
学习目标：

掌握常用的查找算法
算法简介：

find //查找元素
find_if //按条件查找元素
adjacent_find //查找相邻重复元素
binary_search //二分查找法
count //统计元素个数
count_if //按条件统计元素个数
5.2.1 find
功能描述：

查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()
函数原型：

find(iterator beg, iterator end, value);

// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}
	//查找容器中是否有 5 这个元素
	vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}
}

class Person {
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	//重载==
	bool operator==(const Person& p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		return false;
	}

public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器

5.2.2 find_if
功能描述：

按条件查找元素
函数原型：

find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i + 1);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
	}
}

//自定义数据类型
class Person {
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
public:
	string m_Name;
	int m_Age;
};

class Greater20
{
public:
	bool operator()(Person &p)
	{
		return p.m_Age > 20;
	}

};

void test02() {

	vector<Person> v;

	//创建数据
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
	if (it == v.end())
	{
		cout << "没有找到!" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
	}
}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略

5.2.3 adjacent_find
功能描述：

查找相邻重复元素
函数原型：

adjacent_find(iterator beg, iterator end);

// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(5);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);

	//查找相邻重复元素
	vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (it == v.end()) {
		cout << "找不到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
	}
}

总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法

5.2.4 binary_search
功能描述：

查找指定元素是否存在
函数原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);

// 查找指定的元素，查到 返回true 否则false

// 注意: 在无序序列中不可用

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 查找的元素

#include <algorithm>
#include <vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//二分查找
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列

5.2.5 count
功能描述：

统计元素个数
函数原型：

count(iterator beg, iterator end, value);

// 统计元素出现次数

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 统计的元素

#include <algorithm>
#include <vector>

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count(v.begin(), v.end(), 4);

	cout << "4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	bool operator==(const Person & p)
	{
		if (this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

    Person p("诸葛亮",35);

	int num = count(v.begin(), v.end(), p);
	cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载 operator==

5.2.6 count_if
功能描述：

按条件统计元素个数
函数原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

// 按条件统计元素出现次数

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>

class Greater4
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 4;
	}
};

//内置数据类型
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());

	cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}

//自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

class AgeLess35
{
public:
	bool operator()(const Person &p)
	{
		return p.m_Age < 35;
	}
};
void test02()
{
	vector<Person> v;

	Person p1("刘备", 35);
	Person p2("关羽", 35);
	Person p3("张飞", 35);
	Person p4("赵云", 30);
	Person p5("曹操", 25);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
	cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
}


int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**按值统计用count，按条件统计用count_if

5.3 常用排序算法
学习目标：

掌握常用的排序算法
算法简介：

sort //对容器内元素进行排序
random_shuffle //洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
merge // 容器元素合并，并存储到另一容器中
reverse // 反转指定范围的元素
5.3.1 sort
功能描述：

对容器内元素进行排序
函数原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);

// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _Pred 谓词

#include <algorithm>
#include <vector>

void myPrint(int val)
{
	cout << val << " ";
}

void test01() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	//sort默认从小到大排序
	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

	//从大到小排序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握

5.3.2 random_shuffle
功能描述：

洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
函数原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);

// 指定范围内的元素随机调整次序

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	vector<int> v;
	for(int i = 0 ; i < 10;i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//打乱顺序
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子

5.3.3 merge
功能描述：

两个容器元素合并，并存储到另一容器中
函数原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

// 容器元素合并，并存储到另一容器中

// 注意: 两个容器必须是有序的

// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10 ; i++)
    {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vtarget;
	//目标容器需要提前开辟空间
	vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
	//合并  需要两个有序序列
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
	for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**merge合并的两个容器必须的有序序列

5.3.4 reverse
功能描述：

将容器内元素进行反转
函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end);

// 反转指定范围的元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);

	cout << "反转前： " << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	cout << "反转后： " << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到

5.4 常用拷贝和替换算法
学习目标：

掌握常用的拷贝和替换算法
算法简介：

copy // 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
replace // 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
replace_if // 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
swap // 互换两个容器的元素
5.4.1 copy
功能描述：

容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
函数原型：

copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);

// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// dest 目标起始迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i + 1);
	}
	vector<int> v2;
	v2.resize(v1.size());
	copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间

5.4.2 replace
功能描述：

将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
函数原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);

// 将区间内旧元素 替换成 新元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// oldvalue 旧元素

// newvalue 新元素

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//将容器中的20 替换成 2000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**replace会替换区间内满足条件的元素

5.4.3 replace_if
功能描述:

将区间内满足条件的元素，替换成指定元素
函数原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);

// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// _pred 谓词

// newvalue 替换的新元素

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

class ReplaceGreater30
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val >= 30;
	}

};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);

	cout << "替换前：" << endl;
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;

	//将容器中大于等于的30 替换成 3000
	cout << "替换后：" << endl;
	replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件

5.4.4 swap
功能描述：

互换两个容器的元素
函数原型：

swap(container c1, container c2);

// 互换两个容器的元素

// c1容器1

// c2容器2

#include <algorithm>
#include <vector>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+100);
	}

	cout << "交换前： " << endl;
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;

	cout << "交换后： " << endl;
	swap(v1, v2);
	for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
	cout << endl;
	for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型

5.5 常用算术生成算法
学习目标：

掌握常用的算术生成算法
注意：

算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为 #include
算法简介：

accumulate // 计算容器元素累计总和

fill // 向容器中添加元素

​

5.5.1 accumulate
功能描述：

计算区间内 容器元素累计总和
函数原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value);

// 计算容器元素累计总和

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 起始值

#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i <= 100; i++) {
		v.push_back(i);
	}

	int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);

	cout << "total = " << total << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**accumulate使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用

5.5.2 fill
功能描述：

向容器中填充指定的元素
函数原型：

fill(iterator beg, iterator end, value);

// 向容器中填充元素

// beg 开始迭代器

// end 结束迭代器

// value 填充的值

#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{

	vector<int> v;
	v.resize(10);
	//填充
	fill(v.begin(), v.end(), 100);

	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：**利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值

5.6 常用集合算法
学习目标：

掌握常用的集合算法
算法简介：

set_intersection // 求两个容器的交集

set_union // 求两个容器的并集

set_difference // 求两个容器的差集

​

5.6.1 set_intersection
功能描述：

求两个容器的交集
函数原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

// 求两个集合的交集

// 注意:两个集合必须是有序序列

// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd =
        set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

求交集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置
5.6.2 set_union
功能描述：

求两个集合的并集
函数原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

// 求两个集合的并集

// 注意:两个集合必须是有序序列

// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个容器的和给目标容器开辟空间
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	vector<int>::iterator itEnd =
        set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());

	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

求并集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要两个容器相加
set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置
5.6.3 set_difference
功能描述：

求两个集合的差集
函数原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);

// 求两个集合的差集

// 注意:两个集合必须是有序序列

// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器

#include <vector>
#include <algorithm>

class myPrint
{
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i+5);
	}

	vector<int> vTarget;
	//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
	vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));

	//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
	cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
	vector<int>::iterator itEnd =
        set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;


	cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
	itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：

求差集的两个集合必须的有序序列
目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置

匈牙利命名法

1. 宏、枚举、常量，用大写字母命名，复合词用下划线隔开。
2. 类、类型定义和枚举型名的第一个字母大写。
3. 函数名是复合词的，第一个词采用全部小写，随后每个单词第一个字母大写。
4. 循环变量可采用 i, j, k 等。
5. 类的成员变量词头为 m_。
6. 全局变量词头为 g_ 。
7. 临时变量词头为 tmp_ 。
8. 对结构体内的变量命名，遵循变量的具体含义命名原则。
9. 用小写字母的前缀表示变量的类型，前缀的下一个字母用大写。 
10. 有些词头可以和其它词头组合。 

#define ARRAY_SIZE 24
int g_iFlag; 
classMyClass {
};
void someFunc( ) {
int nArray[ARRAY_SIZE];
unsigned char uchByte;
char szName[ ];
char *pszName = szName;
}

• 词头类型

  ch	char	l	long
  i	integer	u	unsigned
  b	boolean	p	pointer
  d	double	s	string
  st	structure	sz	ASCII string
  by	byte	n	short int
  H	handle	x,y	坐标
  dw	DWORD	fn	function

• 词头变量名

  sig	signal	msg	message
  sb	binary semaphores	wd	watchdog
  sm	mutual exclusion semaphores	tm	timer
  sc	counting semaphores

程序注释

分为文件、函数、功能注释。

• 注释行的数量占到整个源程序的 1/3-1/2。

• 文件注释位于整个源程序的最开始部分，注释后空两行开始程序正文。它包括：

  • 程序标题
  • 目的、功能说明
  • 文件作者、当前版本、修改信息（最后修改日期等说明）
    • eg: 修改信息： 2000.06.05 John, Initial Version 2000.07.05 Tom, Bug xxxx fixed

• 函数注释通常置于每函数或过程的开头部分，它应当给出函数或过程的整体说明对于理解程序本身具有引导作用。

  • 模块标题
  • 目的、功能说明
  • 调用格式
  • 接口说明：包括输入、输出、返回值、异常
  • 算法。如果模块中采用了一些复杂的算法

注释开头应和上一函数空两行
格式：
int assignmentComplete(int iCellId, char *pszMSGData) throw(exception1, exception2)
输入：
int iCellId: MS 所在的小区识别
iCellId 取值：0x00-——0xff
输出：
char *pszMSGData：指配完成消息数据
返回值: 0x00 正常
异常：exception1 异常情况1, exception2 异常情况2
注释后直接开始程序正文，不空行。

其他

建议不要使用 *=，^=, /= 等运算符。
一个函数不要超过 200 行。一个文件应避免超过 2000 行。
避免采用多赋值语句。
不鼓励采用 ?: 操作符。

简单变量引用

简单变量引用可以为同一变量取不同的名字

int Rat;
int & Mouse=Rat;
这样定义之后，Rat 就是 Mouse，这两个名字指向同一内存单元，如:
Mouse=Mickey; //Rat=Mickey
一种更浅显的理解是把引用看成伪装的指针，如 Mouse 可能被编译器解释成 *(& Rat)，这种理解可能是正确的。
由于引用严格来说不是对象，在使用时应注意：
① 引用在声明时必须进行初始化；
② 不能声明引用的引用；
③ 不能声明引用数组成指向引用的指针(但可以声明对指针的引用)；
④ 为引用提供的初始值必须是一个变量。

C专家编程

访问控制

public 在类的外部可见，一般原则是不要把类的数据做成 public，只有类本身才能改变自己的数据，外部函数只能调用类的成员函数，保证了类的数据只会以合乎规则的方式被更新
protected 只能由该类本身的函数以及从该类所派生的类的函数使用
private 只能被该类的成员函数使用，该声明在类外部是可见的（名字是已知的），但不能访问
以下关键字每次只能用于一条声明，后面不跟冒号
friend 可以是一个函数/类，属于它的函数不属于类的成员函数，但可以像成员函数一样访问类的 private 和 protected 成员
virtual

类中的每个函数声明都需要一个实现，通常在类外部实现，则前面必须附加前缀 ::（全局范围分解符），好处是可以通过使用头文件，使源代码的组织形式更为清晰。类内部实现会使编译后的代码变长，通常用于非常简短的函数，它的代码在编译时在声明处自动展开，在运行时就不必付出函数调用的代价。

构造函数的名字总是和类的名字一样

当类的一个对象被创建时，构造函数会被自动调用，不应该显式调用构造函数。至于全局和静态对象，它们的构造函数会在程序开始时被自动调用，而当程序终止时，它们的析构函数会被自动调用。

继承

继承在两个类之间（而不是两个函数之间）进行

重载

复用一个现存的（函数或操作符）名字，操作一个不同的类型。总是在编译时进行解析

重载后的操作符的优先级和操作数（编译器行话中的”arity”）与原先操作符相同

多态

多态是指一个函数或操作符只有一个名字
在（基类）成员函数前加上 virtual 即多态
函数的原型必须相同，由运行时系统进行解析调用哪一个函数

C 与 C++

C++ 对 C 的改进

• 像 char b[3]=“Bob" 这样的表达式在 C 中合法，C++ 中被认为是一个错误。

• 类型转换既可写成更顺眼的 float(i) 形式，也可写成 (float)i 这样的 C 风格

• C++ 允许一个常量整数来定义数组的大小，但在 C 中错误。
  const int size = 128;
char a[size];

• 声明可以穿插于语句之间。在 C 中，一个语句块中所有的声明都必须放在所有语句的前面。C++ 去掉了这个限制。

C++ 中存在，但在 C 中却不存在的限制

• C++ 中，用户代码不能调用 main() 函数，但在 C 中却允许（这种情况极为罕见）

• 完整的函数原型声明在 C++ 中是必须的，但在 C 中没这么严格

• C++ 中，由 typedef 定义的名字不能与已有的结构标签冲突，但在 C 中却允许（它们分属不同的名字空间）

• 当 void* 指针赋值给另一个类型的指针时，C++ 规定必须进行强制类型转换，但在 C 中却无必要

在 C++ 和 C 中含义不一样的特性

• C++ 至少增加了十几个关键字。这些关键字在 C 中可以作为标识符使用，但如果这样做了，用 C++ 编译器时会报错。

• C++ 中声明可以出现在语句可以出现的任何地方。在 C 的代码块中，所有的声明必须出现在所有语句的前面。

• C++ 中一个内层范围的结构名将会隐藏外层空间中相同的对象名。在 C 中则非如此。

• C++ 中字符常量的类型是 char，但在 C 中，它们的类型是 int。即在 C++ 中，sizeof('a') 的结果是 1，而在 C 中值要大一些。

• C++ 增加了 // 注释符，有时会在两种语言中产生微妙而怪异的差别

尽量使用的C++特性：
类
构造函数和析构函数，但只限于函数体非常简单的例子
重载，包括操作符重载和 I/O
单重继承和多态

避免使用的C++特性：
模板
异常
虚基类
多重继承

0x0 References

C++ 匠心之作
《C专家编程》
《C++ Primer》

0x0 Postscript