C++ STL 容器

容器是一个存储特定类型对象集合的对象。例如，如果我们想存储名字列表，我们可以使用vector。

C++ STL 根据我们的需求提供不同类型的容器。

C++ 中 STL 容器的类型

在 C++ 中，通常有 3 种 STL 容器

• 顺序容器
• 关联容器
• 无序关联容器

1. C++ 中的顺序容器

在 C++ 中，顺序容器允许我们存储可以按顺序访问的元素。

在内部，顺序容器实现为数组或链表数据结构。

顺序容器的类型

• 数组
• Vector
• 双端队列
• List
• Forward List

示例：C++ 顺序容器（vector）

在本例中，我们将使用vector类来演示顺序容器的工作原理。

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

int main() {

  // initialize a vector of int type
  vector<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

  // print the vector
  cout << "Numbers are: ";
  for(auto &num: numbers) {
    cout << num << ", ";
  }

  return 0;
}

输出

Numbers are: 1, 100, 10, 70, 100,

在上面的示例中，我们使用vector类创建了顺序容器numbers。

vector<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

在这里，我们使用范围 for 循环来打印容器的每个元素。

在输出中，我们可以看到数字按照初始化的顺序显示。

// output numbers
1, 100, 10, 70, 100,

2. C++ 中的关联容器

在 C++ 中，关联容器允许我们将元素按排序顺序存储。顺序不取决于元素的插入时间。

在内部，它们实现为二叉树数据结构。

关联容器的类型

• 集合
• Map
• Multiset
• Multimap

示例：C++ 关联容器（set）

在本例中，我们将使用set类来演示关联容器的工作原理。

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

int main() {

  // initialize a set of int type
  set<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

  // print the set
  cout << "Numbers are: ";
  for(auto &num: numbers) {
    cout << num << ", ";
  }

  return 0;
}

输出

Numbers are: 1, 10, 70, 100,

在上面的示例中，我们使用set类创建了一个关联容器。

我们用无序整数以及重复值100初始化了一个名为numbers的 set。

set<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

然后我们使用范围 for 循环打印 set 的内容。

在输出中，我们看到数字按升序排序，并删除了重复数字。最初，100重复了两次，但 set 删除了重复的数字100。

// output numbers
1, 10, 70, 100

3. C++ 中的无序关联容器

在 C++ 中，STL 无序关联容器提供了关联容器的无序版本。

在内部，无序关联容器实现为哈希表数据结构。

无序关联容器的类型

• Unordered Set
• Unordered Map
• Unordered Multiset
• Unordered Multimap

示例：C++ 无序关联容器（unordered_set）

在本例中，我们将使用unordered_set类来演示无序关联容器的工作原理。

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

int main() {

  // initialize an unordered_set of int type
  unordered_set<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

  // print the set
  cout << "Numbers are: ";
  for(auto &num: numbers) {
    cout << num << ", ";
  }

  return 0;
}

输出

Numbers are: 70, 10, 100, 1,

在上面的示例中，我们使用unordered_set类创建了一个关联容器。

我们用无序整数以及重复值100初始化了无序 set numbers。

unordered_set<int> numbers = {1, 100, 10, 70, 100};

然后我们使用基于范围的 for 循环打印 set 的内容。

在输出中，我们看到重复的数字100被删除，但它没有按升序排序。

// output numbers
70, 10, 100, 1,

C++ 中的容器适配器

在 C++ 中，容器适配器会接受现有的 STL 容器，并提供受限的接口，使其表现不同。例如，

栈是容器适配器，它使用顺序容器deque并提供受限的接口，仅支持push()和pop()操作。

容器适配器的类型

• 栈
• 队列
• 优先队列

示例：C++ 容器适配器（stack）

在本例中，我们将使用stack类来演示容器适配器的工作原理。

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

int main() {

  // create a stack of ints
  stack<int> numbers;

  // push into stack
  numbers.push(1);
  numbers.push(100);
  numbers.push(10);

  cout << "Numbers are: ";

  // we can access the element by getting the top and popping
  // until the stack is empty
  while(!numbers.empty()) {
    // print top element
    cout << numbers.top() << ", ";

    // pop top element from stack
    numbers.pop();
  }

  return 0;
}

输出

Numbers are: 10, 100, 1,

在上面的示例中，我们使用stack类创建了一个容器适配器。

stack <int> numbers;

与其他容器不同，我们不能直接向此容器初始化值。这是因为容器适配器限制直接向容器赋值。

这就是为什么我们使用push()操作将元素插入栈。

同样，我们不允许直接迭代这个容器。所以，我们使用了一个迭代直到栈为空的循环。

while (!numbers.empty()) {
  cout << numbers.top() << ", ";
  numbers.pop();
}

这里，

• numbers.empty() - 检查stack是否为空
• numbers.top() - 返回stack顶部的元素
• numbers.pop() - 删除stack的顶部元素