STL——配接器、经常使用算法使用

时间 2019-11-09

标签 stl 经常使用算法繁體版

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学习STL，必然会用到它里面的适配器和一些经常使用的算法。它们都是STL中的重要组成部分。ios

适配器

在STL里能够用一些容器适配获得适配器。例如其中的stack和queue就是由双端队列deque容器适配而来。其实适配器也是一种设计模式，该种模式是将一个类的接口转换成用户但愿的另一个接口。简单的说：就是须要的东西就在眼前，但却不能用或者使用不是很方便，而短期又没法改造它，那咱们就经过已存在的东西去适配它。算法

STL中的适配器一共有三种：编程

①应用于容器的即容器适配器；好比stack和queue就是对deque的接口进行了转调 ②应用于迭代器的即迭代器适配器；好比反向迭代器就是对迭代器的接口进行了转调 ③应用于仿函数的即函数适配器

不过咱们日常用容器适配器用得比较多，因此咱们着重容器适配器的使用，其它适配器可参考《STL源码剖析》。设计模式

（1）stack/queue数据结构

咱们都知道stack和queue都是一种特殊的线性数据结构，要求在其固定端进行数据的插入和删除操
做。而在STL的容器当中，deque是双开口的结构，所以STL就将它做为栈和队列的底层结构，而后对deque稍加改装后就实现出来了stack和queue。编程语言

像这种：将某个类的接口进行从新包装而实现出的新结构，称之为适配器函数

如stack原型定义：学习

经常使用接口：spa

queue原型定义相似：设计

注意：因为栈和队列不能遍历，因此stack queue没有提供迭代器。

（2）priority_queue

priority_queue（优先级队列）是一个拥有权值关键的队列，容许用户以任意次序将元素插入容器内，但取出时每次都是取优先级最高(低)的元素，这正是heap所具备该特性，所以priority_queue以vector做为底层存储元素空间，将heap算法进行包装，实现出了优先级队列。

定义原型：

注：它的头文件包含在#include <queue>中

关于它的使用：

1.由于仅需取队首和队尾元素的操做，所以 priority_queue 优先队列容器也不提供迭代器，对其余任意位置处的元素进行直接访问操做。

2.调用top成员函数取队头元素时，因为队列内部封装的堆算法，取得的元素是权值最大的元素。

3.调用pop删除顶部的元素时，删除的元素是具备最高权值的元素。而且一般pop前会调用成员top进行检索。

pop成员函数有效地调用pop_heap算法来保留priority_queues的heap属性，而后调用基础容器对象的成员函数pop_back来删除该元素。

4.它一样支持定制比较的仿函数进行自定义顺序比较。

结合这些操做，咱们能够来实现一个小功能。

案例：根据出现次数，统计前k项编程语言

 /************************************************************************
   > File Name: 1.cc
   > Author: tp
   > Mail: 
   > Created Time: Sun 20 May 2018 10:51:06 PM CST
  ************************************************************************/
 #include <iostream>
 #include <vector>
 #include <queue>
 #include <unordered_map>
 using namespace std;
 
 typedef unordered_map<string, int>::iterator UmapIte;
 struct CountCompare
 {
     bool operator( )(UmapIte lhs, UmapIte rhs )
     {
         return lhs->second > rhs->second;
     }
 };
 vector<string> GetTopKLanguage( const vector<string>& v, int k)
 {
     unordered_map<string, int> umap;
     //将每种语言次数对应统计起来
     for(  int i=0; i< v.size(  ) ; ++i)
     {
         umap[ v[ i] ] ++;
     }
     UmapIte it1 = umap.begin(  ) ;
     while(  it1 != umap.end(  ) )
     {
         cout<<it1->first<<"  :" <<it1->second<<endl;
         ++it1;
     }
     //用priority_queue对pair<string, int>按权值排序
     priority_queue<string, vector<UmapIte>, CountCompare> pq;
     UmapIte it = umap.begin(  ) ;
     int m = k;
     while(  it != umap.end(  ) )
     {
         if( m > 0 && m--)
             pq.push( it) ;
         else
         {
             //取到当前队列中权值最大（值最小）的元素来pop，
             //至关于逐渐把出现次数较少的语言弹出，将出现次数较多的留下。
             UmapIte top = pq.top(  ) ;
             if(  it->second > top->second)
             {
                 pq.pop( ) ;
                 pq.push( it) ;
             }
         }
         ++it;
     }
     cout<<endl;
     while( !pq.empty(  )  )
     {
         cout<<pq.top(  ) ->first<<"  :" <<pq.top(  ) ->second<<endl;
         pq.pop(  ) ;
     }
     //  vector<string> ret;
     //  for(  int i=0; i<k; ++i) 
     //  {  
     //      ret.push_back( pq.top( ) ->first) ;
     //      pq.pop( ) ;
     //  } 
     //  return ret;
 }
 
 int main(  )
 {
     vector<string> v;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " Python" ) ;
     v.push_back( " Python" ) ;
     v.push_back( " Java" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " C/C++" ) ;
     v.push_back( " C/C++" ) ;
     v.push_back( " C/C++" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " Java" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " Go" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " Java" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
     v.push_back( " PHP" ) ;
 
     GetTopKLanguage( v, 3) ;
 
     return 0;
 }

　这里要统计出现次数前3的语言（其中因为优先级队列遍历的特殊性，世上最好的语言最后出现）：

经常使用算法

STL中的算法是将经常使用的算法规范出来，它做用的元素范围是能够经过迭代器或指针访问的任何对象序列；但算法只关心操做的步骤，与数据的结构没有任何的关系（即它不会影响容器的结构如大小或存储分配），并且STL在设计时就有一个目标，就是算法可复用，效率要尽量的高。STL中收录了极具复用价值的70多个算法，包括：排序，查找，排列组合，数据移动，拷贝，删除，比较组合，运算等。

关于它的用法：

首先要包含头文件<algorithm>，里面定义了各类的算法的函数集合。

常见算法：

 查找类算法
 find/find_if/find_first_of/binary_search/count/count_if

 排序和通用算法
sort/stable_sort/partial_sort/partial_sum/partition/merge/reverse

 删除和替换算法
 copy/copy_backward/remove/remove_if/swap/unique

排列组合算法
prev_permutation/next_permutation

 集合操做
set_difference/set_union/set_intersection

简单应用

1.查找

//binary_search
 void test_binary_search( ) { int a[ ] = {11,2,4,5,9,0,3,6}; vector<int> v(a, a+ 8); sort(v.begin( ), v.end( )); cout<<binary_search(v.begin( ), v.end( ), 6); //结果 1
 }

2.排序

//partiton
 bool IsBigerK(int curValue) { return curValue < 3; } void test_partition( ) { vector<int> a; a.push_back(6); a.push_back(5); a.push_back(4); a.push_back(3); a.push_back(2); a.push_back(1); //以3为边界划分  partition(a.begin( ), a.end( ), IsBigerK); for( int i=0; i< a.size(); ++i) cout<<a[ i]<<" "; cout<<endl; //结果：1 2 4 3 5 6
 } //sort //template<class T> //形如这样自定义来比较 //struct Greater //{ // bool operator()(const T& l, const T& r) // { // return l > r; // } //};
 void test_sort( ) { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(0); v.push_back(10); v.push_back(3); sort(v.begin( ), v.end(), greater<int>()); for( int i=0; i< v.size( ); ++i) cout<<v[i]<<" "; cout<<endl; //结果： //10 4 3 3 1 0
 }

3.排列组合问题

 //排列问题 //next_permutation 求得下一个排列
 void test_permutation( ) { string str("abc"); do { cout<<str.c_str( )<<endl; }while(next_permutation(str.begin( ), str.end( ))); //结果： //abc //acb //bac //bca //cab //cba //注意：对于值重复，不形成影响. aab求得的全排列不会用重复
 }

4.集合操做

set_difference

关于使用：

1. 在两个集合中找出不一样的元素，这些不一样的元素所有来自与第一组中，不从第二组中来。

2.它的返回值为一个迭代器it，迭代器指向存储的结果（即找出来的不一样元素）最后一个位置。一般用it-ret.begin()获得不一样元素的个数。

 void test_set_difference( ) { int a[ ] = {1, 4, -1, 5, 2}; int b[ ] = {3, 4, 1, 5, 6}; //+5 注意！ sort(a, a+5); //-1 1 2 4 5 sort(b, b+5); //1 3 4 5 6  vector<int> v(10); vector<int>::iterator it; it =set_difference(a, a+5, b, b+5, v.begin()) ;//it是-1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 的结尾 v.resize(it-v.begin()); //-1 2 it = v.begin( ); while( it != v.end( )) { cout<<*it<<" "; ++it; } //结果：-1 2 }