STL是提高C++编写效率的一个利器。

  1. #include <vector>

    vector 是变长数组(基于倍增),支持随机访问,不支持在任意位置。

    为了保证效率,元素的增删一般应该在末尾进行。

    1.1 声明

    #include <vector>   // 头文件
    vector<int> a;      // 相当于一个长度动态变化的int数组
    vector<int> b[233]; // 相当于第一维长233,第二位长度动态变化的int数组
    struct rec{…};
    vector<rec> c;      // 自定义的结构体类型也可以保存在vector中
    
    vector<int> a({1, 2, 3}); // 初始化
    

    1.2 size/empty

    size 函数返回 vector 的实际长度(包含的元素个数)

    empty 函数返回一个 bool 类型,表明 vector 是否为空。二者的时间复杂度都是 O(1)。

    所有的STL容器都支持这两个方法,含义也相同,之后我们就不再重复给出。

    1.3 clear

    clear 函数把 vector 清空。

    1.4 迭代器

    迭代器就像STL容器的“指针”,可以用星号 * 操作符解除引用。

    一个保存 intvector 的迭代器声明方法为:

    vector<int>::iterator it;
    

    vector 的迭代器是“随机访问迭代器”,可以把 vector 的迭代器与一个整数相加减,其行为和指针的移动类似。可以把 vector 的两个迭代器相减,其结果也和指针相减类似,得到两个迭代器对应下标之间的距离。

    1.5 begin/end

    begin 函数返回指向 vector 中第一个元素的迭代器。例如 a 是一个非空的 vector,则 *a.begin()a[0] 的作用相同。

    所有的容器都可以视作一个“前闭后开”的结构,end 函数返回 vector 的尾部,即第 n 个元素再往后的“边界”。*a.end()a[n] 都是越界访问,其中 n = a.size()

    下面两份代码都遍历了 vector<int> a ,并输出它的所有元素。

    for (int i = 0; i < a.size(); i ++)
        cout << a[i] << endl;
    
    for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); it ++)
        cout << *it << endl;
    
    for (int x : a) cout << x << ' ';
        cout << endl;
    

    1.6 front/back

    front 函数返回 vector 的第一个元素,等价于 *a.begin()a[0]

    back 函数返回 vector 的最后一个元素,等价于 *--a.end()a[a.size() – 1]

    1.7 push_back()pop_back()

    a.push_back(x) 把元素 x 插入到 vector

    b.pop_back() 删除 vector a 的最后一个元素。


  1. #include <queue>

    头文件 queue 主要包括循环队列 queue 和优先队列 priority_queue 两个容器。

    2.1 声明

    queue<int> q;
    struct rec{…}; queue<rec> q;                        //结构体   rec中必须定义小于号
    priority_queue<int> q;                              // 大根堆
    priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> q;   // 小根堆
    priority_queue<pair<int, int>>q;
    
    struct Rec
    {
    	int a, b;
        bool operator< (const Rec& t) const // 大根堆重载小于号
        {
        	return a < t.a;	
        }
    };
    
    priority_queue<Rec> q;
    
    q.push({1, 2});
    

    2.2 循环队列 queue

    push    // 从队尾插入
    pop     // 从队头弹出
    front   // 返回队头元素
    back    // 返回队尾元素
    

    2.3 优先队列 priority_queue

    push    // 把元素插入堆
    pop     // 删除堆顶元素
    top     // 查询堆顶元素(最大值)
    

    clear() 函数,清空则 q = queue<int>();


  1. #include <stack>

    头文件 stack 包含栈。声明和前面的容器类似。

    push    // 向栈顶插入
    top     // 查询栈顶元素
    pop     // 弹出栈顶元素
    

    clear() 函数,清空则 q = stack<int>();


  1. #include <deque>

    双端队列 deque 是一个支持在两端高效插入或删除元素的连续线性存储空间。它就像是 vectorqueue 的结合。与 vector 相比,deque 在头部增删元素仅需要 O(1)的时间;与 queue 相比, deque 像数组一样支持随机访问。

    但常数大,效率比较低。

    []              // 随机访问
    begin/end       // 返回deque的头/尾迭代器
    front/back      // 队头/队尾元素
    push_back       // 从队尾入队
    push_front      // 从队头入队
    pop_back        // 从队尾出队
    pop_front       // 从队头出队
    clear           // 清空队列
    

  1. #include <set>

    头文件 set 主要包括 setmultiset 两个容器,分别是“有序集合”和“有序多重集合”,即前者的元素不能重复,而后者可以包含若干个相等的元素。setmultiset 的内部实现是一棵红黑树,它们支持的函数基本相同。

    5.1 声明

    set<int> s;
    multiset<double> s;
    
    struct Rec
    {
    		int x, y;
    		bool operator< (const Rec& t) const
    		{
    			return x < t.x;	
     	}
    };
    
    set<rec> s;  // 结构体rec中必须定义小于号
    

    5.2 size/empty/clear

    vector 类似

    5.3 迭代器

    setmultiset 的迭代器称为“双向访问迭代器”,不支持“随机访问”,支持星号 *解除引用,仅支持++-- 两个与算术相关的操作。

    it 是一个迭代器,例如 set<int>::iterator it ;

    若把 it ++ ,则 it 会指向“下一个”元素。这里的“下一个”元素是指在元素从小到大排序的结果中,排在 it 下一名的元素。同理,若把 it -- ,则it将会指向排在“上一个”的元素。

    5.4 begin/end

    返回集合的首、尾迭代器,时间复杂度均为 O(1)。

    s.begin() 是指向集合中最小元素的迭代器。

    s.end() 是指向集合中最大元素的下一个位置的迭代器。换言之,就像 vector 一样,是一个“前闭后开”的形式。因此 -- s.end() 是指向集合中最大元素的迭代器。

    5.5 insert

    s.insert(x) 把一个元素 x 插入到集合 s 中,时间复杂度为 O(logn)。

    set 中,若元素已存在,则不会重复插入该元素,对集合的状态无影响。

    5.6 find

    s.find(x) 在集合s中查找等于 x 的元素,并返回指向该元素的迭代器。若不存在,则返回 s.end() 。时间复杂度为 O(logn)。

    if (a.find(x) == a.end()) // 判断 x 在 a 中是否存在

    5.7 lower_bound/upper_bound 二分

    这两个函数的用法与 find 类似,但查找的条件略有不同,时间复杂度为 O(logn)。

    s.lower_bound(x) 查找大于等于 x 的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。

    s.upper_bound(x) 查找大于 x 的元素中最小的一个,并返回指向该元素的迭代器。

    5.8 erase

    it 是一个迭代器,s.erase(it)s 中删除迭代器 it 指向的元素,时间复杂度为 O(logn)。

    x 是一个元素,s.erase(x)s 中删除所有等于 x 的元素,时间复杂度为 O(k+logn),其中 k是被删除的元素个数。

    5.9 count

    s.count(x) 返回集合 s 中等于 x 的元素个数,时间复杂度为 O(k+logn),其中 k为元素 x 的个数。


  1. #include <map> O(logn)

    map 容器是一个键值对 key-value 的映射,其内部实现是一棵以 key 为关键码的红黑树。Mapkeyvalue 可以是任意类型,其中 key 必须定义小于号运算符。

    6.1 声明

    map<key_type, value_type> name;
    
    //例如:
    map<long long, bool> vis;
    map<string, int> hash;
    map<pair<int, int>, vector<int>> test;
    
    map<int, int> a;
    a[10000] = 1;
    
    cout << a[10000] << endl;
    

    6.2 size/empty/clear/begin/end

    均与 set 类似。

    6.3 insert/erase

    set 类似,但其参数均是 pair<key_type, value_type>

    6.4 find

    h.find(x) 在变量名为h的 map 中查找 keyx 的二元组。

    6.5 [] 操作符

    h[key] 返回 key 映射的 value 的引用,时间复杂度为 O(logn)。

    [] 操作符是 map 最吸引人的地方。我们可以很方便地通过 h[key] 来得到 key 对应的 value ,还可以对 h[key] 进行赋值操作,改变 key 对应的 value


  1. #include <unordered_set>

    unordered_set<int> S; // 底层实现哈希表

    set 一样的功能,只是没有 lower_bound/upper_bound

    unordered_multiset<int> a; // 可以存储重复元素


  1. #include <unordered_map> 效率更高O(1)

    unordered_multimap<int, int> a; // 不常用


  1. #include <bitset> 位运算

    定义一个很长的二进制串,默认为0,支持 []

    bitset<1000> a, b;
    a[0] = 1;
    
    cout << a[0] << endl;
    
    count()              // 返回元素1的个数
    set(i)                 // 把第 i 位置为 1 
    reset(i)              // 把第 i 位置为 0
    

  1. pair<int, string> a; 二元组
a = {3, "wlc"};
cout << a.first << ' ' << a.second << endl;

支持双关键字字典序比较,> < >= <= == !=

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