【C++提高编程】C++全栈体系（二十二）

news2024/12/22 17:06:30

C++提高编程

第三章 STL - 常用容器

五、stack容器

1. stack 基本概念

概念：stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口

在这里插入图片描述
栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为

栈中进入数据称为 — 入栈 push

栈中弹出数据称为 — 出栈 pop

生活中的栈：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2. stack 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

  • stack<T> stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式
  • stack(const stack &stk); //拷贝构造函数

赋值操作：

  • stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符

数据存取：

  • push(elem); //向栈顶添加元素
  • pop(); //从栈顶移除第一个元素
  • top(); //返回栈顶元素

大小操作：

  • empty(); //判断堆栈是否为空
  • size(); //返回栈的大小

示例：

#include <stack>

//栈容器常用接口
void test01()
{
	//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
	stack<int> s;

	//向栈中添加元素，叫做 压栈 入栈
	s.push(10);
	s.push(20);
	s.push(30);

	while (!s.empty()) {
		//输出栈顶元素
		cout << "栈顶元素为： " << s.top() << endl;
		//弹出栈顶元素
		s.pop();
	}
	cout << "栈的大小为：" << s.size() << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	栈顶元素为： 30
	栈顶元素为： 20
	栈顶元素为： 10
	栈的大小为：0
*/

总结：

  • 入栈 — push
  • 出栈 — pop
  • 返回栈顶 — top
  • 判断栈是否为空 — empty
  • 返回栈大小 — size

六、queue 容器

1. queue 基本概念

概念：queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口

在这里插入图片描述
队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素

队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为

队列中进数据称为 — 入队 push

队列中出数据称为 — 出队 pop

生活中的队列：
在这里插入图片描述

2. queue 常用接口

功能描述：栈容器常用的对外接口

构造函数：

  • queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式
  • queue(const queue &que); //拷贝构造函数

赋值操作：

  • queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符

数据存取：

  • push(elem); //往队尾添加元素
  • pop(); //从队头移除第一个元素
  • back(); //返回最后一个元素
  • front(); //返回第一个元素

大小操作：

  • empty(); //判断堆栈是否为空
  • size(); //返回栈的大小

示例：

#include <queue>
#include <string>
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01() {

	//创建队列
	queue<Person> q;

	//准备数据
	Person p1("唐僧", 30);
	Person p2("孙悟空", 1000);
	Person p3("猪八戒", 900);
	Person p4("沙僧", 800);

	//向队列中添加元素  入队操作
	q.push(p1);
	q.push(p2);
	q.push(p3);
	q.push(p4);

	//队列不提供迭代器，更不支持随机访问	
	while (!q.empty()) {
		//输出队头元素
		cout << "队头元素-- 姓名： " << q.front().m_Name 
              << " 年龄： "<< q.front().m_Age << endl;
        
		cout << "队尾元素-- 姓名： " << q.back().m_Name  
              << " 年龄： " << q.back().m_Age << endl;
        
		cout << endl;
		//弹出队头元素
		q.pop();
	}

	cout << "队列大小为：" << q.size() << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	队头元素-- 姓名： 唐僧 年龄： 30
	队尾元素-- 姓名： 沙僧 年龄： 800
	
	队头元素-- 姓名： 孙悟空 年龄： 1000
	队尾元素-- 姓名： 沙僧 年龄： 800
	
	队头元素-- 姓名： 猪八戒 年龄： 900
	队尾元素-- 姓名： 沙僧 年龄： 800
	
	队头元素-- 姓名： 沙僧 年龄： 800
	队尾元素-- 姓名： 沙僧 年龄： 800
	
	队列大小为：0
*/

总结：

  • 入队 — push
  • 出队 — pop
  • 返回队头元素 — front
  • 返回队尾元素 — back
  • 判断队是否为空 — empty
  • 返回队列大小 — size

七、list容器

1. list 基本概念

功能： 将数据进行链式存储

链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的

链表的组成：链表由一系列结点组成

结点的组成：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域

STL中的链表是一个双向循环链表

在这里插入图片描述

由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器

list的优点：

  • 采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出
  • 链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素

list的缺点：

  • 链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大

list有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的。

总结：STL中list和vector是两个最常被使用的容器，各有优缺点

2. list 构造函数

功能描述：

  • 创建list容器

函数原型：

  • list<T> lst; //list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式：
  • list(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。
  • list(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
  • list(const list &lst); //拷贝构造函数。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	printList(L1);

	list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
	printList(L2);

	list<int>L3(L2);
	printList(L3);

	list<int>L4(10, 1000);
	printList(L4);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	10 20 30 40 
	10 20 30 40 
	10 20 30 40 
	1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 
*/

总结：list构造方式同其他几个STL常用容器，熟练掌握即可

3. list 赋值和交换

功能描述：

  • 给list容器进行赋值，以及交换list容器

函数原型：

  • assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
  • assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
  • list& operator=(const list &lst); //重载等号操作符
  • swap(lst); //将lst与本身的元素互换。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//赋值和交换
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);
	printList(L1);

	//赋值
	list<int>L2;
	L2 = L1;
	printList(L2);

	list<int>L3;
	L3.assign(L2.begin(), L2.end());
	printList(L3);

	list<int>L4;
	L4.assign(10, 100);
	printList(L4);

}

//交换
void test02()
{

	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	list<int>L2;
	L2.assign(10, 100);

	cout << "交换前： " << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

	cout << endl;

	L1.swap(L2);

	cout << "交换后： " << endl;
	printList(L1);
	printList(L2);

}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	test01():
		10 20 30 40 
		10 20 30 40 
		10 20 30 40 
		100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 
	test02():
		交换前： 
		10 20 30 40 
		100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 
		
		交换后： 
		100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 
		10 20 30 40 
*/

总结：list赋值和交换操作能够灵活运用即可

4. list 大小操作

功能描述：

  • 对list容器的大小进行操作

函数原型：

  • size(); //返回容器中元素的个数

  • empty(); //判断容器是否为空

  • resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

    ​ //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

  • resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

    //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//大小操作
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	if (L1.empty())
	{
		cout << "L1为空" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "L1不为空" << endl;
		cout << "L1的大小为： " << L1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	L1.resize(10);
	printList(L1);

	L1.resize(2);
	printList(L1);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	L1不为空
	L1的大小为： 4
	10 20 30 40 0 0 0 0 0 0 
	10 20 
*/

总结：

  • 判断是否为空 — empty
  • 返回元素个数 — size
  • 重新指定个数 — resize

5. list 插入和删除

功能描述：

  • 对list容器进行数据的插入和删除

函数原型：

  • push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
  • pop_back();//删除容器中最后一个元素
  • push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
  • pop_front();//从容器开头移除第一个元素
  • insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
  • insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
  • insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值。
  • clear();//移除容器的所有数据
  • erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
  • erase(pos);//删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
  • remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。

示例：

#include <list>

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
	list<int> L;
	//尾插
	L.push_back(10);
	L.push_back(20);
	L.push_back(30);
	//头插
	L.push_front(100);
	L.push_front(200);
	L.push_front(300);

	printList(L);

	//尾删
	L.pop_back();
	printList(L);

	//头删
	L.pop_front();
	printList(L);

	//插入
	list<int>::iterator it = L.begin();
	L.insert(++it, 1000);
	printList(L);

	//删除
	it = L.begin();
	L.erase(++it);
	printList(L);

	//移除
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	L.push_back(10000);
	printList(L);
	L.remove(10000);
	printList(L);
    
    //清空
	L.clear();
	printList(L);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	300 200 100 10 20 30 
	300 200 100 10 20 
	200 100 10 20 
	200 1000 100 10 20 
	200 100 10 20 
	200 100 10 20 10000 10000 10000 
	200 100 10 20
	
*/

总结：

  • 尾插 — push_back
  • 尾删 — pop_back
  • 头插 — push_front
  • 头删 — pop_front
  • 插入 — insert
  • 删除 — erase
  • 移除 — remove
  • 清空 — clear

6. list 数据存取

功能描述：

  • 对list容器中数据进行存取

函数原型：

  • front(); //返回第一个元素。
  • back(); //返回最后一个元素。

示例：

#include <list>

//数据存取
void test01()
{
	list<int>L1;
	L1.push_back(10);
	L1.push_back(20);
	L1.push_back(30);
	L1.push_back(40);

	
	//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
	//cout << L1[0] << endl; //错误  不支持[]方式访问数据
	cout << "第一个元素为： " << L1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为： " << L1.back() << endl;

	//list容器的迭代器是双向迭代器，不支持随机访问
	list<int>::iterator it = L1.begin();
	//it = it + 1;//错误，不可以跳跃访问，即使是+1
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	第一个元素为： 10
	最后一个元素为： 40
*/

总结：

  • list容器中不可以通过[]或者at方式访问数据
  • 返回第一个元素 — front
  • 返回最后一个元素 — back

7. list 反转和排序

功能描述：

  • 将容器中的元素反转，以及将容器中的数据进行排序

函数原型：

  • reverse(); //反转链表
  • sort(); //链表排序

示例：

void printList(const list<int>& L) {

	for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

bool myCompare(int val1 , int val2)
{
	return val1 > val2;
}

//反转和排序
void test01()
{
	list<int> L;
	L.push_back(90);
	L.push_back(30);
	L.push_back(20);
	L.push_back(70);
	printList(L);

	//反转容器的元素
	L.reverse();
	printList(L);

	//排序
	L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
	printList(L);

	L.sort(myCompare); //指定规则，从大到小
	printList(L);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	90 30 20 70 
	70 20 30 90 
	20 30 70 90 
	90 70 30 20 
*/

总结：

  • 反转 — reverse
  • 排序 — sort （成员函数）

8. 排序案例

案例描述：将Person自定义数据类型进行排序，Person中属性有姓名、年龄、身高

排序规则：按照年龄进行升序，如果年龄相同按照身高进行降序

示例：

#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
	Person(string name, int age , int height) {
		m_Name = name;
		m_Age = age;
		m_Height = height;
	}

public:
	string m_Name;  //姓名
	int m_Age;      //年龄
	int m_Height;   //身高
};


bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {

	if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
		return p1.m_Height  > p2.m_Height;
	}
	else
	{
		return  p1.m_Age < p2.m_Age;
	}

}

void test01() {

	list<Person> L;

	Person p1("刘备", 35 , 175);
	Person p2("曹操", 45 , 180);
	Person p3("孙权", 40 , 170);
	Person p4("赵云", 25 , 190);
	Person p5("张飞", 35 , 160);
	Person p6("关羽", 35 , 200);

	L.push_back(p1);
	L.push_back(p2);
	L.push_back(p3);
	L.push_back(p4);
	L.push_back(p5);
	L.push_back(p6);

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age 
              << " 身高： " << it->m_Height << endl;
	}

	cout << "---------------------------------" << endl;
	L.sort(ComparePerson); //排序

	for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
		cout << "姓名： " << it->m_Name << " 年龄： " << it->m_Age 
              << " 身高： " << it->m_Height << endl;
	}
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

/*
	姓名： 刘备 年龄： 35 身高： 175
	姓名： 曹操 年龄： 45 身高： 180
	姓名： 孙权 年龄： 40 身高： 170
	姓名： 赵云 年龄： 25 身高： 190
	姓名： 张飞 年龄： 35 身高： 160
	姓名： 关羽 年龄： 35 身高： 200
	---------------------------------
	姓名： 赵云 年龄： 25 身高： 190
	姓名： 关羽 年龄： 35 身高： 200
	姓名： 刘备 年龄： 35 身高： 175
	姓名： 张飞 年龄： 35 身高： 160
	姓名： 孙权 年龄： 40 身高： 170
	姓名： 曹操 年龄： 45 身高： 180
*/

总结：

  • 对于自定义数据类型，必须要指定排序规则，否则编译器不知道如何进行排序

  • 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定，并不复杂

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一种基于强化学习的自动变道机动方法

一种基于强化学习的自动变道机动方法

文章目录摘要前言相关的工作方法论动作空间奖励函数设计Q学习仿真结果结论摘要 变道是一项至关重要的车辆操作&#xff0c;需要与周围车辆协调。建立在基于规则的模型上的自动换道功能可能在预定义的操作条件下表现良好&#xff0c;但在遇到意外情况时可能容易失败。在我们的研…
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谈一谈正向代理和反向代理？

谈一谈正向代理和反向代理？

谈一谈正向代理和反向代理&#xff1f;什么是代理服务器&#xff08;Proxy Serve&#xff09;&#xff1f;为什么使用代理服务器&#xff1f;什么是正向代理什么是反向代理正向代理和反向代理的区别正向代理的应用反向代理的应用什么是代理服务器&#xff08;Proxy Serve&#…
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android kotlin 协程(四) 协程间的通信

android kotlin 协程(四) 协程间的通信

android kotlin 协程(四) 协程间的通信 学完本篇你将会了解到: channelproduceactorselect 先来通过上一篇的简单案例回顾一下挂起于恢复: fun main() {val waitTime measureTimeMillis {runBlocking<Unit> {println("main start") // 1 // …
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学会这些Jmeter插件，才能设计出复杂性能测试场景

学会这些Jmeter插件，才能设计出复杂性能测试场景

为什么要使用jmeter线程组插件呢&#xff1f; jmeter自带的线程组插件模拟的压测场景非常有限&#xff0c;当需要模拟复杂压测场景的时候&#xff0c;推荐大家使用jmeter线程组插件。 如何下载jmeter线程组插件呢&#xff1f; 早期版本的jmeter可以针对我们需要的扩展功能&a…
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软考案例分析题精选

软考案例分析题精选

试题一&#xff1a;阅读下列说明&#xff0c;回答问题1至问题4&#xff0c;将解答填入答题纸的对应栏内。某公司中标了一个软件开发项目&#xff0c;项目经理根据以往的经验估算了开发过程中各项任务需要的工期及预算成本&#xff0c;如下表所示&#xff1a;任务紧前任务工期PV…
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大规模 IoT 边缘容器集群管理的几种架构-1-Rancher+K3s

大规模 IoT 边缘容器集群管理的几种架构-1-Rancher+K3s

前文回顾 大规模 IoT 边缘容器集群管理的几种架构-0-边缘容器及架构简介 &#x1f4da;️Reference: IoT 边缘计算系列文章 Rancher K3s 简介 Rancher&#xff1a; Kubernetes 统一管理平台&#xff0c; Rancher 是为采用容器的团队提供的一个完整的软件栈。它解决了管理多个…
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PCI设备驱动初探（仅仅是内核部分，不是具体设备驱动）

PCI设备驱动初探（仅仅是内核部分，不是具体设备驱动）

在操作系统中&#xff0c;声卡、网卡之类的设备驱动并不像硬盘、鼠标、键盘等等驱动直接编写就行了。它们是建立在内核PCI驱动基础上的&#xff0c;也就是说这类设备通过PCI总线与系统通信。所以要编写这类的驱动首先要构造一个PCI设备的内核驱动&#xff0c;这样我们才能继续正…
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3｜物联网控制｜计算机控制-刘川来胡乃平版｜第3章：计算机总线技术 补充串行总线部分｜课堂笔记｜ppt

3｜物联网控制｜计算机控制-刘川来胡乃平版｜第3章：计算机总线技术 补充串行总线部分｜课堂笔记｜ppt

2022年 10月 10日 3.3 外部总线 3.3.2 RS-232-C总线 机械特性
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Hive学习——DDLDML语句

Hive学习——DDLDML语句

目录 一、Hive数据类型 (一)Hive基本数据类型 (二)Hive的基本数据类型转换 (三)Hive集合数据类型 (四)文本文件数据编码 (五)读时模式 (六)Hive数据结构 二、DDL&DML命令 (一)数据库操作 1.创建数据库 2.查看数据库 3.修改数据库 4.删除数据库 5.切换(使用)指…
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【LeetCode】No.225. 用队列实现栈 -- Java Version

【LeetCode】No.225. 用队列实现栈 -- Java Version

题目链接&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/ 1. 题目介绍&#xff08;225. 用队列实现栈&#xff09; 请你仅使用两个队列实现一个后入先出&#xff08;LIFO&#xff09;的栈&#xff0c;并支持普通栈的全部四种操作&#xff08;push、t…
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