C++（4） - 技术栈

四、模板与容器

1. 模板

1.1 函数模板

复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数模板声明
template<typename T>  // 也可使用 class
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    string a = "hello";
    string b = "world";
    
    cout << add(a, b) << endl;    // 输出 hello world
    cout << add(1, 2) << endl;    // 输出 3
    cout << add(1.3, 2.2) << endl;// 输出 3.5
    
    return 0;
}

1.2 类模板（类内声明类外定义）

复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 类模板声明
template<class T>
class Test {
private:
    T val;
public:
    Test(T val);                // 构造函数声明
    T get_val();                // 获取值声明
    void set_val(const T &val); // 设置值声明
};

// 类模板成员函数定义
template<class T>
Test<T>::Test(T val) : val(val) {}

template<class T>
T Test<T>::get_val() {
    return val;
}

template<class T>
void Test<T>::set_val(const T &val) {
    this->val = val;
}

int main() {
    Test<int> t1(20);
    cout << t1.get_val() << endl;
    t1.set_val(10);
    cout << t1.get_val() << endl;

    Test<double> t2(20.3);
    cout << t2.get_val() << endl;

    return 0;
}

2. 容器

2.1 标准模板库(STL)

STL包含三大组件：

算法（algorithm）
容器（container）
迭代器（iterator）

2.2 顺序容器

2.2.1 array数组

复制代码

#include <array>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    array<int, 5> arr = {1, 2, 3}; // 后两位自动初始化为0
    
    // 访问元素
    cout << arr[0] << endl;    // 1
    cout << arr.at(4) << endl; // 0（推荐使用at()）

    // 修改元素
    arr[3] = 200;

    // 遍历方式
    for(int i = 0; i < arr.size(); i++) {
        cout << arr[i] << endl;
    }

    for(auto num : arr) {
        cout << num << endl;
    }

    return 0;
}

2.2.2 vector向量

复制代码

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> vec(5); // 创建长度为5的int容器
    
    // 添加元素
    vec.push_back(222);
    vec.insert(vec.begin()+2, 333);

    // 修改元素
    vec[1] = 666;
    vec.at(3) = 777;

    // 删除元素
    vec.pop_back();          // 删除末尾
    vec.erase(vec.begin()+1);// 删除指定位置

    // 遍历方式
    for(int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        cout << vec[i] << endl;
    }

    for(auto num : vec) {
        cout << num << " ";
    }

    return 0;
}

2.2.3 list列表

复制代码

#include <list>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    list<string> lis(5, "hello"); // 初始化5个"hello"
    
    // 添加元素
    lis.push_back("world");
    lis.push_front("haha");
    lis.insert(++lis.begin(), "222");

    // 删除元素
    lis.pop_front();
    auto it = lis.begin();
    advance(it, 1);
    lis.insert(it, "333");
    lis.erase(--lis.end());

    // 修改元素
    it = lis.end();
    advance(it, 2);
    *it = "200";

    // 遍历输出
    for(string s : lis) {
        cout<< s << endl;
    }

    return 0;
}

2.2.4 deque队列

复制代码

#include <deque>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    deque<int> deq(5);
    
    // 添加元素
    deq.push_back(222);
    deq.insert(deq.begin()+2, 333);

    // 修改元素
    deq[1] = 666;
    deq.at(3) = 777;

    // 删除元素
    deq.pop_back();
    deq.erase(deq.begin()+1);

    // 遍历输出
    for(int i = 0; i < deq.size(); i++) {
        cout << deq[i] << endl;
    }

    return 0;
}

2.3 关联容器

2.3.1 map键值对

复制代码

#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    map<string, int> ma;
    
    // 添加元素
    ma["身高"] = 180;
    ma.insert(make_pair("年龄", 24));

    // 修改元素
    ma["身高"] = 175;

    // 查找元素
    if(ma.find("体重") == ma.end()) {
        cout << "没有体重数据" << endl;
    }

    // 删除元素
    ma.erase("年龄");

    // 遍历输出
    for(auto& pair : ma) {
        cout << pair.first << ": " << pair.second << endl;
    }

    return 0;
}

2.4 迭代器遍历

复制代码

#include <vector>
#include <array>
#include <list>
#include <deque>
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 遍历string
    string s = "abcdefg";
    for(auto it = s.cbegin(); it != s.cend(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 遍历array
    array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
    for(auto it = arr.cbegin(); it != arr.cend(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 遍历map
    map<string, int> ma = {{"A", 1}, {"B", 2}};
    for(auto it = ma.cbegin(); it != ma.cend(); ++it) {
        cout << it->first << ":" << it->second << endl;
    }

    return 0;
}