# C++ 数据结构 集合 等 数据容器 汇总！
*C++ 技术栏*
在这里我们描述了在 C++ 中常见的数据容器，您可以在这里获取到他们的特性以及使用方式！
## 目录
[TOC]
# Vector
## 迭代器访问
Vector的迭代器其实就是数组中的元素指针，不过更方便我们使用，访问元素的步骤为：先获取到起始与结束位置的迭代器，然后不断移动起始迭代器的位置，直到其实迭代器的位置与结束迭代器的位置相同的时候，则代表迭代结束。
值得注意的是 在这里的终止指针其实就是一个哨兵！！！因此it2 的前一个才是元素！
### begin end 指针 - 手动操作指针
下面是一个基础的语法演示
```
// 获取到起始位置
auto vb = vector1.begin();
// 获取到终止位置
auto ve = vector1.end();
// 判断是否为同一个位置
vb == ve
```
根据上面的语法，我们可以像下面这样使用它！
```
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> vector{2, 4, 6, 8, 10, 1024, 1000};
// 获取到起始和终止指针
auto it1 = vector.begin(), it2 = vector.end();
// 循环移动指针 直到 it1 到达 it2 的位置
while (it1 != it2) {
// 在这里使用 ++ 让 it1 自增！就相当于是在向后移动了
std::cout << *it1++ << std::endl;
}
}
```
### begin end 指针 - foreach + fun对象 自动操作指针
下面的操作将会自动的帮助我们迭代指针，更加的简洁！
```
// 导入STL函数库
#include "algorithm"
// 直接迭代
std::for_each(起始指针, 终止指针, 操作函数(函数的形参类型是被迭代的元素类型));
```
在下面就是一个举例！
```
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
void fun(int number){
std::cout << number << std::endl;
}
int main() {
std::vector<int> vector{2, 4, 6, 8, 10, 1024, 1000};
// 获取到起始和终止指针
auto it1 = vector.begin(), it2 = vector.end();
// 循环移动指针 并将每个元素传递给 fun 函数
std::for_each(it1, it2, fun);
}
```
## 泛型支持
下面的演示中，我们可以通过修改尖括号来实现自定义数据容器中的类型！
```
std::vector<泛型类型> myVector1;
```
### 准备一个自定义类型
```
#include <vector>
#include <iostream>
class User {
std::string name;
int age;
public:
User(std::string name, int age) : name(std::move(name)), age(age) {}
std::string getName() {
return this->name;
}
int getAge() const {
return this->age;
}
};
// 使用这个函数来封装打印逻辑
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream, User &user) {
return ostream << user.getName() << ' ' << user.getAge();
}
```
### 准备一个自定义类型的容器并使用
```
#include <vector>
#include <iostream>
class User {
std::string name;
int age;
public:
User(std::string name, int age) : name(std::move(name)), age(age) {}
std::string getName() {
return this->name;
}
int getAge() const {
return this->age;
}
};
// 使用这个函数来封装打印逻辑
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream, User &user) {
return ostream << user.getName() << ' ' << user.getAge();
}
// TODO 从这里开始就是自定义类型的代码了
#include <utility>
#include <algorithm>
void fun(User user) {
std::cout << user << std::endl;
}
int main() {
std::vector<User> vector{
User{"zhao", 21},
User{"yang", 20}
};
// 获取到起始和终止指针
auto it1 = vector.begin(), it2 = vector.end();
// 循环移动指针 并将每个元素传递给 fun 函数
std::for_each(it1, it2, fun);
}
```
## 构造与创建
```
// 创建一些向量 具有固定数值的
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4};
// 指针拷贝构造 通常用来进行复制元素操作
vector<int> vector2{vector1.begin(), vector1.end()};
// n 个数值填充构造 快捷的指定元素和长度
vector<int> vector3(4, 7);
// 拷贝构造函数 （深拷贝）
vector<int> vector4(vector1);
```
## 修改与赋值
### 修改 - 修改一个容器中指定部分的元素为某个新元素
```
#include <vector>
#include <iostream>
// 这个函数是用来将 vector 快速迭代的一个函数
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream, std::vector<int> v) {
auto it1 = v.begin(), it2 = v.end();
while (it1 != it2)
ostream << *it1++ << ' ';
return ostream;
}
int main() {
std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
// 通过索引修改元素
v[2] = 1024;
// 直接打印 vector 的所有元素
std::cout << v << std::endl;
}
```
### 赋值 - 修改一个容器中所有的元素为某个容器的元素
在下面是一个基础的使用示例
```
std::vector<int> v1{1, 2, 3, 4, };
std::vector<int> v2{10, 20, 300, 4, 5};
// 将 v1 中的元素 替换为 v2 中的元素
// 不论 v1 中的元素长度如何，在这里都会进行替换
// 最终长度和 v2 一致 数据和 v2 一致 这就是覆盖！
v1.assign(v2.begin(), v2.end());
```
我们可以像下面一样使用它！
```
#include <vector>
#include <iostream>
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream, std::vector<int> v) {
auto it1 = v.begin(), it2 = v.end();
while (it1 != it2)
ostream << *it1++ << ' ';
return ostream;
}
int main() {
std::vector<int> v1{1, 2, 3, 4, };
std::vector<int> v2{10, 20, 300, 4, 5};
// 将 v1 中的元素 替换为 v2 中的元素
// 不论 v1 中的元素长度如何，在这里都会进行替换
// 最终长度和 v2 一致 数据和 v2 一致 这就是覆盖！
v1.assign(v2.begin(), v2.end());
// 打印结果
std::cout << v1 << std::endl;
}
```
## 容量和大小
### 判断是否为空 - empty
```
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> v1{};
// 判断容器是否为空 这打印出来的是 1 代表 true
std::cout << v1.empty() << std::endl;
// 添加一个元素之后再次判断容器是否为空 这里打印出来的是 0 代表 false
v1.push_back(1024);
std::cout << v1.empty() << std::endl;
}
```
### 获取到容器的容量 - capacity
capacity 能够有效的将一个容器的实际长度获取到，容器的容量一般都是会有些冗余的，在这可以看到实际占用多少个元素的空间！
> 值得注意的是，每次追加元素都可能导致容器容量发生变化，因为他们需要进行扩充！
```
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> v1{};
// 这个时候 元素里面是空的，容量也是 0
std::cout << v1.capacity() << std::endl;
// 添加一些元素之后再次判断容器容器的长度 这个时候是 4 容器被扩充了
v1.push_back(1024);
v1.push_back(1024);
v1.push_back(1024);
std::cout << v1.capacity() << std::endl;
}
```
### 获取到容器中元素的个数 - size
与 capacity 不同的是，size 只返回元素的长度，对于实际长度并不关心，一般情况下，size 可能会更加常用。
```
#include <vector>
#include <iostream>
int main() {
std::vector<int> v1{};
// 判断容器元素数量 这里是 0 没有元素！
std::cout << v1.size() << std::endl;
// 添加一些元素之后再次判断容器元素数量 这里是 3
v1.push_back(1024);
v1.push_back(1024);
v1.push_back(1024);
std::cout << v1.size() << std::endl;
}
```
### 重新设定容器中元素的个数 - resize
#### 不设置填充数值
```
#include <vector>
#include <iostream>
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream1, std::vector<int> &v) {
for (const auto &item: v) {
ostream1 << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
std::vector<int> v1{1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 将容器的长度重新设置为 10
// 这个时候会比原先多出来 3 个元素，我们这里没有指定填充的数值 C++ 会默认填充 0
v1.resize(10);
// 打印出来看下
std::cout << v1 << std::endl;
// 如果缩小，则超出部分将会删除 优先删除右边的数据！
v1.resize(4);
// 打印出来看下
std::cout << v1 << std::endl;
}
```
#### 设置填充数值
```
#include <vector>
#include <iostream>
std::ostream &operator<<(std::ostream &ostream1, std::vector<int> &v) {
for (const auto &item: v) {
ostream1 << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
std::vector<int> v1{1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 将容器的长度重新设置为 10
// 这个时候会比原先多出来 3 个元素，我们这里没有指定填充的数值 C++ 会默认填充 0
v1.resize(10, 1024);
// 打印出来看下
std::cout << v1 << std::endl;
// 如果缩小，则超出部分将会删除 优先删除右边的数据！
v1.resize(4, 1024);
// 打印出来看下
std::cout << v1 << std::endl;
}
```
## 插入和删除
### 在容器的尾部插入 - push_back
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4};
cout << vector1 << endl;
// 在尾部插入一个元素
vector1.push_back(1024);
cout << vector1 << endl;
}
```
### 删除最后一个元素 - pop_back
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4};
cout << vector1 << endl;
// 将最后一个元素删掉
vector1.pop_back();
// 再一次打印
cout << vector1 << endl;
}
```
### 在迭代器指定位置插入 - insert
> 值得注意的是，插入成功之后，所有的元素会向后移动！
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4};
cout << vector1 << endl;
// 获取到第 2 索引元素对应的迭代器指针
auto it = vector1.begin() + 2;
// 在这个位置插入一个元素 1024
vector1.insert(it, 1024);
cout << vector1 << endl;
// 重新获取到第 2 索引迭代器指针
it = vector1.begin() + 2;
// 在第 2 索引位置插入 3 个 2048
vector1.insert(it, 3, 2048);
cout << vector1 << endl;
}
```
### 删除迭代器指定位置的元素 - erase
#### 删除指定位置的元素
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
cout << vector1 << endl;
// 获取到第 2 索引元素对应的迭代器指针
auto it = vector1.begin() + 2;
// 将第 2 索引元素删除
vector1.erase(it);
// 最后查看结果
cout << vector1 << endl;
}
```
#### 删除指定范围的元素
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
cout << vector1 << endl;
// 获取到第 2 索引元素对应的迭代器指针
auto it2 = vector1.begin() + 2;
// 获取到第 5 索引元素对应的迭代器指针
auto it5 = vector1.begin() + 5;
// 将第 2 ~5 索引元素删除 值得注意的是，因为数据结构中哨兵模式的存在 最后一个指针往往不一定有数值
// 因此为了避免一些不便的情况，这里的区间是左闭右开区间，因此我们需要对 it5 + 1 才能删掉 5 索引
vector1.erase(it2, it5 + 1);
// 最后查看结果
cout << vector1 << endl;
}
```
### 删除容器中所有的元素 - clear
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
cout << vector1 << endl;
// 使用 clear 清理所有元素
vector1.clear();
cout << vector1 << endl;
}
```
## 数据存取
```
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4};
// 使用 at 函数获取到 2 索引处的数值
cout << vector1.at(2) << endl;
// 使用索引运算符获取到 2 索引处的数值
cout << vector1[2] << endl;
// 使用 front 函数获取到数组中的第一个元素
cout << vector1.front() << endl;
// 使用 back 函数获取到数组中的最后一个元素
cout << vector1.back() << endl;
```
## 容器互换
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, vector2{20, 30, 40, 560};
cout << "vector1:" << vector1 << endl;
cout << "vector2:" << vector2 << endl;
cout << "交换之后" << endl;
// 将两个容器的元素进行交换
vector1.swap(vector2);
cout << "vector1:" << vector1 << endl;
cout << "vector2:" << vector2 << endl;
}
```
## 调整容器长度！
### 调整容器中 元素长度 的值 - resize
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// 打印向量的空间
cout << vector1 << endl;
// 调整预留空间 在这里我们设置为18 个元素 相当于是追加出 9 个int数据的空间
vector1.resize(18);
// 打印其中的元素 可以看见其中现在拓展为 18 个元素了
cout << vector1 << endl;
}
```
### 调整容器中 预留程度 的值 - reserve
```
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
ostream &operator<<(ostream &ostream1, vector<int> &vector) {
for (const auto &item: vector) {
cout << item << '\t';
}
return ostream1;
}
int main() {
// 创建一些向量
vector<int> vector1{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// 打印向量的空间
cout << vector1.capacity() << endl;
// 调整预留空间 在这里我们设置为预留 18 个空间 相当于是追加出 9 个int数据的空间
vector1.reserve(18);
// 打印其中的元素 可以看见其中现在拓展为 18 的空间了
cout << vector1.capacity() << endl;
// reserve 只能调整预留空间 不会影响到元素长度
cout << vector1 << endl;
}
```
# String
## 字符串的构造
```
// 导入String
#include "string"
// 导入 io 库
#include "iostream"
using namespace std;
int main() {
// 创建一个空字符串
std::string string1;
// 根据char* 创建字符串
std::string string2("zhao");
// 根据一个String 创建一个新字符串
std::string string3(string2 + "123");
// 使用n个字符构建字符串
std::string string4(4, 'a');
// 打印四个字符串
std::cout << string1 << std::endl;
std::cout << string2 << std::endl;
std::cout << string3 << std::endl;
std::cout << string4 << std::endl;
}
```
## 字符串的赋值
### char 指针 赋值给字符串 - 等号运算符
char 指针 写法就是 `char* c`，很显然这是一个 C语言中使用到的字符串操作，我们可以像下面一样将这个转换为 C++ 中的一个 `string` 对象。
```
std::string string1 = cs;
```
```
// 导入String
#include "string"
// 导入 io 库
#include "iostream"
using namespace std;
int main() {
// 创建一个具有 10 个空间的 char* 指针
char* cs = new char[10]{
'z', 'h', 'a', 'o',
'z', 'h', 'a', 'o',
// 使用 \0 结尾 避免出现读取一些不属于 cs 范围的东西！
'x', '\0'
};
// 将 cs 中的数据传递给 string
// 最后的结果是 zhaozhaox
std::string string1 = cs;
cout << string1 << endl;
// 最后不要忘记释放
delete[] cs;
}
```
### string对象 赋值给字符串 - 等号运算符
```
string string1 = "zhao";
string string2 = string1;
```
下面是一个具体的示例！
```
// 导入String
#include "string"
// 导入 io 库
#include "iostream"
using namespace std;
int main() {
string string1 = "zhao";
string string2 = string1;
cout << string1 << endl;
cout << string2 << endl;
if (std::equal(string1.begin(), string1.end(), string2.begin())){
cout << "两个字符串相同！" << endl;
}
}
```
### char 对象 赋值给字符串 - 等号运算符
```
// 导入String
#include "string"
#include "iostream"
using namespace std;
int main() {
char c = 'z';
string string2 = &c;
cout << string2 << endl;
}
```
------
***操作记录***
作者：[zhao](https://www.lingyuzhao.top//index.html?search=4 "zhao")
操作时间：2024-07-04 17:09:36 星期四
事件描述备注：保存/发布
中国 天津
[](如果不需要此记录可以手动删除，每次保存都会自动的追加记录)
