STL

什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：==是C++标准库的重要组成部分==，不仅是一个可复用的组件库，而且==是一个包罗数据结构与算法的软件框架==

STL版本

原始版本

Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本–所有STL实现版本的始祖

P. J. 版本

由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异

RW版本

由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。

SGI版本

由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。==我们后面学习STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本。==

STL的六大组件

如何学习STL

简单总结一下：

==学习STL的三个境界：==

1. 能用，
2. 明理，
3. 能扩展 。

==进公司前要把前两层修炼熟悉,第三层是在公司中修炼的==

STL的缺陷

1. STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽，上一版靠谱是C++98，中间的C++03基本一些修订。C++11出
   来已经相隔了13年，STL才进一步更新。
2. STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
3. STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。比如类型萃取，迭代器萃取。
4. STL的使用会有代码膨胀的问题，比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码，当然这是模板语
   法本身导致的。

接下来我们要学的第一个容器就是string

为什么学习string类？

C语言中的字符串

C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问

标准库中的string类

string类(了解)

string类的文档介绍

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
3. string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信息，请参阅basic_string)。
4. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
5. 注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。

==总结：==

1. string是表示字符串的字符串类
2. 该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作。
3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。

在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

string类的常用接口说明（注意下面我只讲解最常用的接口）

1.string类对象的常见构造

(constructor)函数名称	功能说明
string() （重点）	构造空的string类对象，即空字符串
string(const char* s) （重点）	用C-string来构造string类对象
string(size_t n, char c)	string类对象中包含n个字符c
string(const string&s) （重点）	拷贝构造函数

==学STL，重点讲最常用30%左右的接口函数，其他很少用，如果有一天我们需要用，就去看文档==

int main()
{
	string s1;              //无参构造
	string s2("Hello c++"); //带参数构造
	string s3 = "Hello c++";//编译器优化的直接构造
	string s4(s2);          //拷贝构造

	string s5(s4, 2, string::npos);    //部分构造
	string s6("123456789", 5);         //构造前n个字符
	//这个作用就是假如以后要写网络的代码，截取前几个字符会用到
	const char* url = "http://www.cplusplus.com/reference/string/string/string/";
	string s7(url, 5);
	string s8(10, 'x');     //构造n个一样的字符


	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	cout << s5 << endl;
	cout << s6 << endl;
	cout << s7 << endl;
	cout << s8 << endl;

	return 0;
}

2.string类对象的容量操作

函数名称	功能说明
size（重点）	返回字符串有效字符长度
length	返回字符串有效字符长度
capacity	返回空间总大小
empty （重点）	检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear （重点）	清空有效字符
reserve （重点）	为字符串预留空间
resize （重点）	将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充

==实际上length在string中就是数组长度，和size一样，那为什么要两个一样的呢，是因为历史上string出来的要比stl早，string在官网文档也没有归类到容器里面（但他就是容器），而是放在了头文件里面，size是普法，length是只用与string的==

注意：

1. size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。
2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
4. reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。

==这里提一嘴 at 的作用和 [] 是一样的，可以认为是早期语法可能不太支持 [] 所以才有at这个接口代替，后面支持了，at就基本不用了，他们也不是完全一样，他们越界就不一样==

==reserve给足空间就可以防止多次增容，那么resize可以吗==

==我们也可以看看相同的代码在不同平台跑出来的结果==

int main()
{
	string s1 = "Hello world";
	string s2 ="world";
	//判断字符串是否为空
	cout <<"s1.empty "<< s1.empty() << endl;
	cout << "s2.empty " << s2.empty() << endl;
	//大小
	cout << "s1.size " << s1.size() << endl;
	cout << "s2.size " << s2.size() << endl;
	//容量
	cout <<"s1.capacity "<< s1.capacity() << endl;
	cout <<"s2.capacity "<< s2.capacity() << endl << endl;
	//清掉所有的数据，就是size变成零,但是空间不释放
	s1.clear();
	cout << "s1.size " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity " << s1.capacity() << endl << endl;
	//在对象中插入n个字符，默认字符是‘\0’
	//想要放其他字符就
	s1.resize(15);
	string s3 = s2;
	s2.resize(1,'x');
	s3.resize(16,'x');
	cout <<"s2:    "<< s2 << endl;
	cout <<"s3:    "<< s3 << endl;
	cout << "s1.size " << s1.size() << endl;
	cout << "s2.size " << s2.size() << endl;
	cout << "s1.capacity " << s1.capacity() << endl;
	cout << "s2.capacity " << s2.capacity() << endl << endl;
	//请求一个容量的改变  
	s2.reserve(40);
	cout << "s2:    " << s2 << endl;
	cout << "s2.size " << s2.size() << endl;
	cout << "s2.capacity " << s2.capacity() << endl << endl;
	string s4;
	////直接给足空间防止多次增容	
	//s4.reserve(127);
	//看看resize可不可以防止多次增容
	s4.resize(127);
	int old_capacity = s4.capacity();
	for (char ch = 0; ch < 127; ch++)
	{
		s4 += ch;
		//查看增容情况
		if (old_capacity != s4.capacity())
		{
			cout << "增容：" << old_capacity <<"->"<< s4.capacity()<< endl;
		}
		old_capacity = s4.capacity();
	}
	cout << s4 << endl << endl;
	return 0;
}

3.string类对象的访问及遍历操作

函数名称	功能说明
operator[] （重点）	返回pos位置的字符，const string类对象调用
begin+ end	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
rbegin + rend	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

==迭代器==

==迭代器意义：像string，vector支持[]遍历，但是list，map等等容器不支持[],我们就要用迭代器遍历，所以迭代器是一种统一的使用方式==

int main()
{
	string s1 = "Hello c++";
	//迭代器
	string::iterator it = s1.begin();//begin是返回开始位置的迭代器
	while (it != s1.end())//end是返回结束位置的迭代器
	{
		static char tmp = 'a';
		*it++ = tmp++;
	}
	it = s1.begin();
	while (it != s1.end())//end是返回结束位置的迭代器
	{
		cout << *it << " ";
		it++;		
	}
	return 0;
}

==反向迭代器==

int main()
{
	string s1 = "Hello c++";
	//反向迭代器
	string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
	while (rit != s1.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		rit++;
	}
	return 0;
}