C++中常用到的容器

这里主要讲C++中经常用到的一些保存数据的容器，其中也会介绍string。

在C++11中提到了很多容器，这里主要介绍：vector、list、map。还有一些其他的容器就不做介绍了。

1.String

  这是我们用得最多的用来表示字符串的类型了 ，下面介绍一下String的一些知识：

  初始化：

  string s1;//这里默认初始化，s1是一个空字符串

string s2 = s1;//s2是s1的副本，此时s2和s1是里面保存的是一样的内容

string s3 = "hiya";//s3是该字符串字面值的副本

string s3("hiya");//等价于上面的s3

string s4(10, 'c');//s4的内容是cccccccccc。（10个c）

  string对象上的操作

  os<<s;                  将s写到输出流os当中，返回os

is>>s;                   从is中读取字符串赋给s，字符串以空白分隔，返回is

getline(is, s)         从is中读取一行赋给s，返回is

s.empty();            s为空返回true，否则返回false

s.size();                返回s中字符的个数

s[n];                     返回s中第n个字符的引用，位置从0计起

s1 + s2;                返回s1和s2连接后的结果

s1 = s2;                用s2的副本代替s1中原来的字符；

s1 == s2；           如果s1和s2中所含字符完全一样，，则它们相等；string对象的相等性判断对字母的大小写敏感

s1 != s2;

<,<=,>,>=           利用字符在字典中的顺序进行比较，且对字母的大小写敏感

这里对于string类型的数据，我们可以像访问数组元素一样访问string中的对应字符。

注：还可以使用迭代器来对字符串类型做一些操作，如

string s("some things");

if (s.begin() != s.end())

{

auto it = s.begin;       //it表示s的第一个字符

*it = touper(*it);       //将当前字符改为大写形式

}

2.vector

vector类型得到标准定义为：vector<T> v1;其中T为类型，这里可以是内置类型，如int等，也可以是结构体或者类类型。

 初始化

   vector<T> v1;    //v1是一个空的vector，它潜在的元素是T类型，执行默认初始化

vector<T> v2(v1);  //v2中包含有v1的所有元素的副本

vector<T> v2 = v1; //等价于v2（v1),v2中包含有v1所有元素的副本

vector<T> v3(n, val); //v3包含了n个重复的元素，每个元素的值都是val

vector<T> v4(n); //v4中包含了n个重复执行了值初始化的对象

vector<T> v5{a,b,c,......}; //v5包含了初始值个数的元素，每个元素被赋予了相应的初始值

vector<T> v5 = {a,b,c,.......}; //等价于上面的v5

  这里要区分是列表初始化还是值初始化

  vector<int> v1(10);          //v1有10个元素，每个元素的值都是0

vector<int> v2{10};         //v2有1个元素，该元素的值为10

vector<int> v3(10,1);      //v3有10个元素，每个元素的值都是1

vector<int> v4{10,1};     //v4有2个元素，值分别为10和1

  其他操作

  v.empty()                 如果v不返回任何元素，返回真，否则返回假

v.size()                     返回v中元素的个数

v.push_back(t)         向v的尾端添加一个值为t的元素

v[n]                          返回v中第n个位置上的元素的引用，从0开始计起

v1 = v2;                    用v2中的元素的拷贝替换v1中的元素

v1 = {a,b,c,......}       用列表中的元素来拷贝替换v1中的元素

v1 == v2                   v1和v2相等当且仅当它们的元素数量相同且对应位置的元素值都相同

v1 != v2

<,<=,>,>=                以字典的书序进行比较

上述介绍的string和vector我们都可以使用基于范围的for语句来进行范文，如：

string str("hello");

for(auto c : str)

cout << c << endl;

这里将依次输出str中的每一个字符，且每一个字符占一行

vector<string> vec{"hello"， “world"};

for(auto c : vec)

cout << c << endl;

这里会输出hello和world，且每个单词占一行

对于vector我们还可以通过基于范围的for语句来改变当中的没一个元素的值

vector<int> v{1,2,3,4,5,6,7,8,9};

for(auto &i : v) //对于v中的每一个元素（注意：i是一个引用）

i *= i;        //求每个元素的平方值

for(auto i : v)

cout << i << " ";

cout << endl;

输出结果为：1 4 9 16 25 36 49 64 81

注：不能使用下标的形式往vector对象中添加元素

3.list

  这里list和vector基本操作相同，这里就说说它们之间的区别，便于我们选择用哪一种容器更好，区别如下：

（1）  vector是顺序表，表示的是一块连续的内存，元素被顺序存储；list是双向连接表，在内存中不一定连续。

（2）当数值内存不够时，vector会重新申请一块足够大的连续内存，把原来的数据拷贝到新的内存里面；list因为不用考虑内存的连续，因此新增开销比vector小。

（3）list只能通过指针访问元素，随机访问元素的效率特别低，在需要频繁随机存取元素时，使用vector更加合适。

（4）当向vector插入或者删除一个元素时，需要复制移动待插入元素右边的所有元素；因此在有频繁插入删除操作时，使用list更加合适。

下面介绍一个list和vector中的插入。

vector中可以使用push_back()向容易的尾端插入指定的数据，但是不能使用push_front，该函数是向容器的首端插入指定的元素，这里我们就可以使用insert（）函数来实现插入操作，insert包括两个参数，一个参数是迭代器，用于指出插入元素的位置，这里即使是尾端迭代器也可以，所以insert完成的是向该迭代器所指位置的前一个位置插入指定的元素，如：

vector<string> vec;

list<string> lst;

lst.insert(lst.begin(), "Hello"); //向list类型容器的lst的首端插入”Hello“

vec.insert(vec.begin(), "Hello"); //同上

insert除了上述接收两个参数的形式外，还可以接收三个参数，如：

vec.insert(vec.begin(), 10, "Hello");  //添加10个Hello字符串到vec的首端

vector<string> v = {"quasi", "simba", "frollo", "scar"};

vec.insert(vec.begin(), v.end()-2, v.end()); //将v的最后两个插入vec的首端

lst.insert(lst.end(), {"shese", "words", "will", "go”, "at", "the", "end"}); //将后面的列表中的字符串插入lst的尾部

注：迭代器表示要拷贝的范围，不能指向与目的位置相同的容器，如：

lst.insert(lst.begin(), lst.begin(), lst.end());// 这里要插入的迭代器容器是lst，但是要拷贝的范围也是lst，所以运行时会出现错误。

4.map

   map是属于关联容器这一类的，包括两个参数，第一个参数是关键字，第二个参数的该关键字对应的值。

   对map的一个经典例子是单词计数器程序：

   map<string, size_t> word_count; //string 到size_t的空map

string word;

while(cin >> word)

++word_count[word];   //提取word的计数器并将其加1

for(const auto &w : word_count)   //使用基于范围的for语句依次访问map中的数据

cout << w.first << "occurs" << w.second << ((w.second > 1) ? "times" : "time") << endl;

一般很多时候，我们会将map和set连起来一起用，如下面的例子是改进的上面的单词计数器的例子，本例子中只统计不在exclude中的单词

map<string, size_t> word_count;

set<string> exclude = {"the", "But", "And", "At", "A", "An"};

string word;

while(cin >> word)

if (exclude.find(word) == exclude.end())

++word_count[word];