C++容器和迭代器详解

一 迭代器（iterator）

迭代器：

迭代器是类似指针的对象，STL算法利用它们对存储在容器中的对象序列进行遍历。

5种类别：1、输入迭代器   

             2、输出迭代器   

             3、前向迭代器   

             4、双向迭代器   

             5、随机访问迭代器 

常用的迭代器：

istream_iterator< >输入流迭代器

istreambuf_iterator<>输入流块迭代器

ostream_iterator< >输出流迭代器

ostreambuf_iterator<> 输出流块迭代器

back_insert_iterator<Container> 使用Container的push_back成员函数

front_insert_iterator<Container> 使用Container的push_front成员函数

insert_iterator<Container> 使用Container的insert成员函数

reverse_iterator<Container> 从后向前使用Container的insert成员函数

const——iterator<>

二 分配算符（Allocators）

看看stl中默认的allocator：

namespace std {

          template <class T>

          class allocator {

            public:

              //type definitions

              typedef size_t        size_type;       //represent the size of the largest object in the allocation model

              typedef ptrdiff_t difference_type; //The type for signed integral values that can represent the distance between any two pointers in the           

                                      //allocation model

              typedef T*            pointer;

              typedef const T*      const_pointer;

              typedef T&            reference;

              typedef const T&      const_reference;

              typedef T             value_type;      //The type of the elements

              //rebind allocator to type U

              template <class U>

              struct rebind {

                  typedef allocator<U> other;

              };

              //return address of values

              pointer           address(reference value) const;

              const_pointer address(const_reference value) const;

              //constructors and destructor

              allocator() throw();

              allocator(const allocator&) throw();

              template <class U>

                allocator(const allocator<U>&) throw();

              ~allocator() throw();

              //return maximum number of elements that can be allocated

              size_type max_size() const throw();

              // allocate but don't initialize num elements of type T

              pointer allocate(size_type num,

                               allocator<void>::const_pointer hint = 0);

              // initialize elements of allocated storage p with value value

              void construct(pointer p, const T& value);

              // delete elements of initialized storage p

              void destroy(pointer p);

              // deallocate storage p of deleted elements

              void deallocate(pointer p, size_type num);

          };

       }

看了上面的allocator，我们已经基本知道他的用处，他一般用在容器中，作为容器的一个成员，但一般是用模版参数传入，这样才可以让我们换成我们自定义的allocator。

三 容器简介

STL标准容器类简介

标准容器类      说明

顺序性容器

vector       相当与数组，从后面快速的插入与删除，直接访问任何元素

deque       双队列，从前面或后面快速的插入与删除，直接访问任何元素

list       双链表，从任何地方快速插入与删除

关联容器

set       快速查找，不允许重复值

multiset      快速查找，允许重复值

map       一对一映射，基于关键字快速查找，不允许重复值

multimap      一对多映射，基于关键字快速查找，允许重复值

容器适配器

stack       后进先出

queue       先进先出

priority_queue      最高优先级元素总是第一个出列

所有标准库共有函数

默认构造函数      提供容器默认初始化的构造函数。

复制构造函数      将容器初始化为现有同类容器副本的构造函数

析构函数      不再需要容器时进行内存整理的析构函数

empty       容器中没有元素时返回true,否则返回false

max_size      返回容器中最大元素个数

size       返回容器中当前元素个数

operator=      将一个容器赋给另一个容器

operator<      如果第一个容器小于第二个容器，返回true，否则返回false，

operator<=      如果第一个容器小于或等于第二个容器，返回true，否则返回false

operator>      如果第一个容器大于第二个容器，返回true，否则返回false

operator>=      如果第一个容器大于或等于第二个容器，返回true，否则返回false

operator==      如果第一个容器等于第二个容器，返回true，否则返回false

operator!=      如果第一个容器不等于第二个容器，返回true，否则返回false

swap       交换两个容器的元素

其中operator>,operator>=,operator<,operator<=,operator==,operator!=均不适用于priority_queue

顺序容器和关联容器共有函数

begin      该函数两个版本返回iterator或const_iterator，引用容器第一个元素

end      该函数两个版本返回iterator或const_iterator,引用容器最后一个元素后面一位

rbegin      该函数两个版本返回reverse_iterator或const_reverse_iterator,引用容器最后一个元素

rend      该函数两个版本返回reverse_iterator或const_reverse_iterator，引用容器第一个元素前面一位

erase      从容器中清除一个或几个元素

clear      清除容器中所有元素

下表显示了顺序容器和关联容器中常用的typedef，这些typedef常用于变量、参数和函数返回值的一般性声明。

value_type      容器中存放元素的类型

reference      容器中存放元素类型的引用

const_reference 容器中存放元素类型的常量引用，这种引用只能读取容器中的元素和进行const操作

pointer      容器中存放元素类型的指针

iterator      指向容器中存放元素类型的迭代器

const_iterator      指向容器中存放元素类型的常量迭代器，只能读取容器中的元素

reverse_iterator      指向容器中存放元素类型的逆向迭代器，这种迭代器在容器中逆向迭代

const_reverse_iterator      指向容器中存放元素类型的逆向迭代器，只能读取容器中的元素

difference_type      引用相同容器的两个迭代器相减结果的类型（list和关联容器没有定义operator-）

size_type      用于计算容器中项目数和检索顺序容器的类型（不能对list检索）

四 容器的比较

vector      （连续的空间存储,可以使用【】操作符）快速的访问随机的元素，快速的在末尾插入元素，但是在序列中间岁间的插入，删除元素要慢，而且如果一开始分配的空间不够

的话，有一个重新分      配更大空间，然后拷贝的性能开销

deque （小片的连续，小片间用链表相连，实际上就是一个每小片指针的数组，因为知道类型，所以还是可以使用【】，只是速度没有vector快）快速的访问随机的元素，快速

的在开始和末尾插入元素，随机的插入，删除元素要慢，空间的重新分配要比vector快

list       （每个元素间用链表相连）访问随机元素不如vector快，随机的插入元素比vector快，对每个元素分配空间，所以不存在空间不够，重新分配的情况

set 内部元素唯一，用一棵平衡树结构来存储，因此遍历的时候就排序了，查找也比较快的哦。

map 一对一的映射的结合，key不能重复。

multiset

multimap

stack 适配器，必须结合其他的容器使用

queue 是受限制的dequem

vector<bool> 与bitset<> ,前面的可以动态改变长度。

priority_queue 插入的元素就有优先级顺序，top出来的就是优先级最高的了

valarray 专门进行数值计算的，增加特殊的数学函数。