第十三课 标准模板库（STL）
标准模板库STL是C++的核心优势之一，它提供了丰富的容器和算法，让我们可以高效地完成常见编程任务。
一、vector（动态数组）
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
// 创建vector
vector<int> v; // 空vector
vector<int> v2(5); // 5个元素，默认0
vector<int> v3(5, 100); // 5个元素，都是100
vector<int> v4 = {1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化列表
// 添加元素
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
// 访问元素
cout << v[0] << endl; // 1
cout << v.at(1) << endl; // 2（带边界检查）
// 大小
cout << v.size() << endl; // 3
// 遍历
for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
cout << v[i] << " ";
}
cout << endl;
// 范围for遍历（C++11）
for (int x : v) {
cout << x << " ";
}
cout << endl;
// 删除元素
v.pop_back(); // 删除最后一个
v.clear(); // 清空所有
// 常用方法
v.empty(); // 是否为空
v.front(); // 第一个元素
v.back(); // 最后一个元素
return 0;
}vector常用操作
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
// 排序
sort(v.begin(), v.end()); // 1 2 3 5 8 9
// 逆序
reverse(v.begin(), v.end()); // 9 8 5 3 2 1
// 查找
auto it = find(v.begin(), v.end(), 5);
if (it != v.end()) {
cout << "找到5" << endl;
}
// 最大最小
cout << *max_element(v.begin(), v.end()) << endl; // 9
cout << *min_element(v.begin(), v.end()) << endl; // 1
// 累加
int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
cout << sum << endl; // 1+2+3+5+8+9=28
// 交换
vector<int> v2 = {10, 20};
swap(v[0], v[1]);
return 0;
}vector二维数组
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
// 二维vector
vector<vector<int>> matrix(3, vector<int>(4, 0));
// 3行4列的矩阵
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 4; j++) {
matrix[i][j] = i * 4 + j + 1;
}
}
// 输出
for (int i = 0; i < matrix.size(); i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].size(); j++) {
cout << matrix[i][j] << "\t";
}
cout << endl;
}
return 0;
}二、string（字符串）
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
string s = "Hello";
// 长度
cout << s.length() << endl; // 5
cout << s.size() << endl; // 5
// 访问
cout << s[0] << endl; // H
cout << s.at(1) << endl; // e
// 拼接
s += " World";
cout << s << endl; // Hello World
// 查找
size_t pos = s.find("World");
cout << pos << endl; // 6
// 子串
cout << s.substr(0, 5) << endl; // Hello
// 替换
s.replace(6, 5, "C++");
cout << s << endl; // Hello C++
return 0;
}三、deque（双端队列）
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main() {
deque<int> d;
// 两端操作
d.push_back(1); // 后端添加
d.push_back(2);
d.push_front(0); // 前端添加
for (int x : d) {
cout << x << " ";
}
cout << endl; // 0 1 2
d.pop_back(); // 删除最后一个
d.pop_front(); // 删除第一个
cout << d.front() << endl; // 1
cout << d.back() << endl; // 1
return 0;
}四、list（双向链表）
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;
int main() {
list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5};
// 链表特点：插入删除高效，随机访问低效
l.push_back(6); // 末尾添加
l.push_front(0); // 开头添加
// 遍历（双向迭代器）
for (int x : l) {
cout << x << " ";
}
cout << endl; // 0 1 2 3 4 5 6
// 在某个位置插入
auto it = l.begin();
++it; // 指向第二个元素
l.insert(it, 100); // 在位置1插入100
for (int x : l) {
cout << x << " ";
}
cout << endl; // 0 100 1 2 3 4 5 6
return 0;
}五、set（集合）
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {
set<int> s = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};
// 自动排序（从小到大），去重
for (int x : s) {
cout << x << " ";
}
cout << endl; // 1 2 3 4 5 6 9
// 插入
s.insert(10);
s.insert(5); // 5已存在，不会重复插入
// 查找
if (s.find(5) != s.end()) {
cout << "找到5" << endl;
}
// 删除
s.erase(3);
// 常用方法
s.size(); // 元素个数
s.empty(); // 是否为空
s.count(x); // 元素x出现的次数（0或1）
return 0;
}六、map（映射）
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
map<string, int> m;
// 插入方式
m["apple"] = 5;
m["banana"] = 3;
m.insert(make_pair("orange", 8));
m.insert({"grape", 6});
// 访问
cout << m["apple"] << endl; // 5
// 查找
if (m.find("banana") != m.end()) {
cout << "banana的值：" << m["banana"] << endl;
}
// 遍历
for (auto &p : m) {
cout << p.first << " : " << p.second << endl;
}
// 常用方法
m.size(); // 元素个数
m.erase("apple"); // 删除
m.empty(); // 是否为空
return 0;
}七、stack（栈）
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main() {
stack<int> s;
s.push(1); // 入栈
s.push(2);
s.push(3);
cout << s.top() << endl; // 3（查看栈顶）
s.pop(); // 出栈（删除栈顶）
cout << s.top() << endl; // 2
cout << s.empty() << endl; // 0（不为空）
cout << s.size() << endl; // 2
return 0;
}八、queue（队列）
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main() {
queue<int> q;
q.push(1); // 入队
q.push(2);
q.push(3);
cout << q.front() << endl; // 1（查看队首）
q.pop(); // 出队（删除队首）
cout << q.front() << endl; // 2
cout << q.back() << endl; // 3（查看队尾）
return 0;
}九、priority_queue（优先队列）
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main() {
priority_queue<int> pq; // 默认大根堆
pq.push(3);
pq.push(1);
pq.push(5);
pq.push(2);
// 每次取最大的
while (!pq.empty()) {
cout << pq.top() << " ";
pq.pop();
}
cout << endl; // 5 3 2 1
// 小根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq2;
pq2.push(3);
pq2.push(1);
pq2.push(5);
while (!pq2.empty()) {
cout << pq2.top() << " ";
pq2.pop();
}
cout << endl; // 1 3 5
return 0;
}十、迭代器使用
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
// 迭代器遍历
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
// C++11简化
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
// 范围for
for (int x : v) {
cout << x << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}