Stl язык программирования расшифровка

Библиотека стандартных шаблонов STL (Standard Template Library). Общие понятия. Контейнеры. Алгоритмы. Итераторы. Функторы

Данная тема является началом изучения библиотеки STL языка C++.

Поиск на других ресурсах:

1. Библиотека STL. Общие сведения

В языке C ++ был разработан мощный набор инструментов для создания разнообразных программ — библиотека стандартных шаблонов (Standard Template Library, STL). Эта библиотека, фактически, является неотъемлемой составляющей языка C++, что является большим достижением ее разработчиков. Библиотека STL включена в стандарт языка C++ и содержит универсальные шаблонные классы и функции, которые реализуют широкий спектр алгоритмов и структур данных. Эти средства программирования можно применять практически к любым типам данных.

Различают следующие основные составляющие (компоненты) библиотеки STL:

• контейнеры (container)
• алгоритмы (algorithm)
• итераторы (iterator)
• функциональные объекты или функторы (functor).

Использование и сочетание этих составляющих позволяет программировать решения очень широкого круга задач программирования.

2. Контейнеры. Общие сведения. Перечень

В программировании контейнер — это объект, который сохраняет другие объекты внутри себя. Объекты, хранящиеся в контейнерах, могут быть как базовых (примитивных) типов так и экземплярами классов с соответствующим необходимым функционалом.

В библиотеке STL реализованы следующие контейнеры:

• bitset — набор битов;
• deque — двухсторонняя очередь;
• list — линейный список;
• map — ассоциативный контейнер, построенный по принципу key : value , в котором каждому ключу key соответствует значение value ;
• multimap — ассоциативный контейнер, в котором одному значению ( key ) соответствует несколько значений ( value1 , value2 , …, valueN );
• multiset — множество, в котором один и тот же элемент может встречаться несколько раз;
• priority_queue — очередь с приоритетами;
• queue — очередь;
• set — множество, в котором каждый элемент встречается только один раз;
• stack — стек;
• vector — динамический массив.

3. Алгоритмы. Общие сведения

Содержимое контейнеров обрабатывается с помощью алгоритмов. Алгоритмы позволяют обрабатывать контейнеры на любой вкус: инициализировать, сортировать содержимое контейнеров, преобразовывать, реализовывать различные виды поиска и тому подобное.

Для доступа к алгоритмам, нужно подключить соответствующую библиотеку

Все алгоритмы являются шаблонными функциями. Они могут быть применены к любому типу контейнера. Ниже приведен перечень алгоритмов библиотеки STL:

• adjacent_find — осуществляет поиск пары соседних элементов, которые совпадают между собой;
• binary_search — выполняет бинарный поиск в упорядоченной последовательности;
• copy — копирует одну последовательность в другую;
• copy_backward — делает то же, что и copy , только результирующая последовательность записывается в обратном порядке;
• count — подсчитывает количество вхождений заданного элемента в последовательности;
• count_if — вычисляет количество вхождений элемента в последовательности, соответствующей заданному условию;
• equal — определяет, совпадают ли элементы двух диапазонов;
• equal_range — возвращает диапазон, который допускает вставку элементов без нарушения порядка;
• fill , fill_n — заполняют диапазон нужными значениями;
• find — осуществляет поиск элемента в заданной последовательности, возвращает позицию (итератор) первого вхождения элемента в последовательности;
• find_end — осуществляет поиск последнего вхождения подпоследовательности, содержащийся в заданном диапазоне;
• find_first_of — выполняет поиск первого элемента подпоследовательности, который совпадает с любым элементом другой подпоследовательности;
• find_if — находит первый элемент последовательности, который совпадает с элементом с другой последовательности;
• for_each — применяет указанную функцию к заданному диапазону элементов;
• generate , generate_n — присваивают элементам диапазона значения, возвращаемые функцией-генератором;
• include — определяет, содержит ли одна последовательность другую;
• inplace_merge — объединяет два диапазона;
• iter_swap — осуществляет обмен местами двух значений, на которые указывают аргументы;
• lexicographical_compare — осуществляет лексикографическое сравнение двух последовательностей;
• lower_bound — определяет первый элемент последовательности, который не меньше заданного значения;
• make_heap — на основе заданной последовательности создает «кучу»;
• max — возвращает максимум из двух значений;
• max_element — возвращает позицию (итератор), которая установлена на максимальный элемент последовательности;
• merge — объединяет две упорядоченные последовательности. Результат записывается в третью последовательность;
• min — из двух значений возвращает минимальное;
• min_element — возвращает позицию (итератор), которая установлена ​​на минимальный элемент последовательности;
• mismatch — для двух заданных последовательностей находит первое несовпадение;
• next_permutation — формирует следующую перестановку элементов последовательности;
• nth_element — упорядочивает последовательность таким образом, что все элементы, которые меньше заданного элемента, размещаются перед этим элементом в последовательности;
• partial_sort — выполняет сортировку элементов в заданном диапазоне;
• partial_sort_copy — упорядочивает элементы последовательности в заданном диапазоне, затем копирует в результирующую последовательность отсортированные элементы;
• partition — упорядочивает последовательность так, чтобы все элементы, которые соответствуют заданному условию, размещались перед всеми другими элементами этой последовательности;
• pop_heap — меняет местами первый и предпоследний элементы и перестраивает «кучу»;
• prev_permutation — воспроизводит предыдущую перестановку, состоящую из элементов последовательности;
• push_heap — заталкивает элемент в конец кучи;
• random_shuffle — меняет последовательность в заданном диапазоне;
• remove — удаляет из указанной последовательности элементы, которые имеют определенное значение;
• remove_if — удаляет из указанной последовательности элементы по заданному предикату;
• remove_copy — копирует из указанной последовательности элементы, имеющие определенное значение, в заданную последовательность;
• remove_copy_if — копирует из указанной последовательности элементы в другую область на основе заданного предиката;
• replace — заменяет элементы заданного диапазона из одного значения на другое;
• replace_if — заменяет элементы заданного диапазона на основе предиката;
• replace_copy_if — копирует элементы заданной последовательности в другую область с заменой одного значения на другое;
• replace_copy — копирует элементы заданного диапазона в другую последовательность, заменяя элементы на основе заданного предиката другим значением;
• reverse — изменяет порядок элементов последовательности на противоположный в пределах заданного диапазона;
• reverse_copy — изменяет порядок элементов в последовательности на противоположный и результат записывает в другую последовательность;
• rotate — выполняет циклический сдвиг влево элементов последовательности в заданных пределах;
• rotate_copy — выполняет циклический сдвиг влево элементов последовательности, результат помещает в другую последовательность;
• search — выполняет поиск подпоследовательности в последовательности;
• search_n — находит n-е вхождение заданного элемента в последовательности;
• set_difference — для двух заданных последовательностей создает последовательность, содержащую несовпадающие элементы (разность множеств);
• set_intersection — для двух заданных последовательностей создает последовательность, содержащую совпадающие элементы (пересечение множеств);
• set_symmetric_difference — создает последовательность, которая является симметричной разности двух последовательностей;
• set_union — создает последовательность, которая является объединением двух последовательностей;
• sort — упорядочивает последовательность в заданном диапазоне;
• sort_heap — упорядочивает «кучу» внутри заданного диапазона;
• stable_partition — упорядочивает последовательность в заданных пределах таким образом, чтобы все элементы, которые удовлетворяют заданному условию, предшествовали всем другим элементам. Разбивка последовательности фиксируется;
• stable_sort — упорядочивает последовательность в заданных пределах таким образом, что равные элементы не меняют свои места;
• swap — меняет местами значения, заданные ссылками;
• swap_ranges — меняет местами элементы заданного диапазона;
• transform — для заданной последовательности выполняет функцию к каждому элементу этой последовательности. Результат сохраняется в новой последовательности;
• unique — вытягивает дубликаты из указанной последовательности;
• unique_copy — делает копию из последовательности извлекая из нее дубликаты (одинаковые элементы):
• upper_bound — находит последний элемент последовательности, не превышающий заданное значение.

4. Итераторы. Общие сведения

Итераторы — это объекты, которые позволяют перемещаться по содержимому контейнера. Итераторы подобны указателям. Итераторы являются абстракцией указателя. С помощью итераторов можно считывать и изменять значения элементов контейнера.

Чтобы использовать итераторы нужно подключить заголовок iterator

В C++ различают 5 видов итераторов:

• RandIter — итератор произвольного доступа — записывает и извлекает значение из контейнера. Обеспечивает произвольный доступ к элементам контейнера;
• BiIter — двунаправленный итератор — записывает и извлекает значения. Перемещается вперед и назад;
• ForIter — прямой итератор — перемещается только вперед. Записывает и извлекает значения;
• InIter — итератор ввода — только извлекает значения. Перемещается только вперед;
• OutIter — итератор вывода — только записывает значения. Перемещается только вперед.

В библиотеке определены следующие классы, реализующие итераторы:

• iterator — базовый класс для всех итераторов;
• iterator_traits — представляет различные типы, определенные итератором;
• insert_iterator — обеспечивает работу итераторов вывода, которые вставляют объекты в контейнеры;
• back_insert_iterator — обеспечивает работу итераторов вывода, которые вставляют объекты в конец контейнера;
• front_insert_iterator — обеспечивает работу итераторов вывода, которые вставляют объекты на начало контейнера;
• reverse_iterator — поддерживает работу обратных итераторов;
• istream_iterator — поддерживает работу потоковых итераторов ввода;
• istreambuf_iterator — поддерживает работу потоковых итераторов ввода символов;
• ostream_iterator — поддерживает работу потоковых итераторов вывода;
• ostreambuf_iterator — поддерживает работу потоковых итераторов вывода символов.

5. Функторы. Общие сведения

Для обеспечения гибкого взаимодействия между итераторами, контейнерами и алгоритмами, используются функторы. Функтор — это класс, в котором реализована операторная функция operator() . Благодаря функторам объект класса представляется как функция.

Чтобы использовать функторы в программе, нужно подключить заголовок functional

В библиотеке STL функторы делятся на две категории:

Библиотека STL содержит следующие бинарные функторы:

• plus — суммирует ( + ) два аргумента;
• minus — вычитает ( – ) аргументы;
• multplies — умножает ( * ) два аргумента;
• divides — делит ( / ) аргументы;
• modulus — возвращает результат операции % для двух аргументов;
• equal_to — сравнивает два аргументы на равенство ( == );
• not_equal_to — сравнивает два аргументы на неравенство ( != );
• greater — определяет, больше ли первый аргумент чем второй аргумент ( > );
• greater_equal — определяет, первый аргумент есть больше или равен второму аргументу ( >= );
• less — определяет, меньше ли первый аргумент чем второй аргумент ( );
• less_equal — определяет, первый аргумент меньше или равен второму аргументу ( );
• logical_and — применяет к аргументам логическое «И» (AND);
• logical_or — применяет к двум аргументам логическое «ИЛИ» (OR).

Также определены два унарных функтора:

• logical_not — применяет к аргументу логическое «НЕТ» (NOT);
• negate — изменяет знак своего аргумента на противоположный.

Связанные темы

Источник