C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件：

- **容器（Containers）**: 容器是用来管理某一类对象的集合。C++ 提供了各种不同类型的容器，比如 deque、list、vector、map 等。
- **算法（Algorithms）**: 算法作用于容器。它们提供了执行各种操作的方式，包括对容器内容执行初始化、排序、搜索和转换等操作。
- **迭代器（iterators）**: 迭代器用于遍历对象集合的元素。这些集合可能是容器，也可能是容器的子集。

这三个组件都带有丰富的预定义函数，帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。

## C++ STL 常用容器

- `vector`：向量
- `stack`：栈
- `set`：集合
- `queue`：队列
- `list`：双向链表
- `map`：地图
- `pair`：对
- `string`：字符串
- `deque`：双端队列
- `priority_queue`：优先队列

对于容器，主要的操作有：

- 容器的建立
- 插入元素
- 删除元素
- 查询
- 遍历
- 计算元素个数
- 检查元素是否为空
- 输出容器包含的内容

## vector

`vector`包含着一系列连续存储的元素, 其行为和数组类似。访问 Vector 中的任意元素或从末尾添加元素都可以在`常量级时间复杂度`内完成，而查找特定值的元素所处的位置或是在 Vector 中插入元素则是`线性时间复杂度`。

### 构造函数:

- `vector();` 无参数 - 构造一个空的 vector
- `vector(size_type num);` 数量 (num) - 构造一个大小为 num，值为 Type 默认值的 Vector
- `vector(size_type num, const TYPE &val);` 数量 (num) 和值(val) - 构造一个初始放入 num 个值为 val 的元素的 Vector
- `vector(const vector &from);` vector(from) - 构造一个与 vector from 相同的 vector
- `vector(input_iterator start, input_iterator end);` 迭代器 (start) 和迭代器 (end) - 构造一个初始值为[start,end) 区间元素的 Vector(注: 半开区间).
- `vector(initializer_list il, const allocator_type& alloc = allocator_type());`
C++11 新提供的方法，类似如下方式：
- `std::vectora{1, 2, 3, 4, 5};`
- `std::vectora = {1, 2, 3, 4, 5};`

### 常用 API：

- Operators : 对 vector 进行赋值或比较
- `v1 == v2`
- `v1 != v2`
- `v1 <= v2`
- `v1 >= v2`
- `v1 < v2`
- `v1 > v2`
- `v[]`
- `assign()`对 Vector 中的元素赋值
- `at()` : 返回指定位置的元素
- `back()` : 返回最末一个元素
- `begin()` : 返回第一个元素的迭代器
- `capacity()` : 返回 vector 所能容纳的元素数量 (在不重新分配内存的情况下）
- `clear()` : 清空所有元素
- `empty()` : 判断 Vector 是否为空（返回 true 时为空）
- `end()` : 返回最末元素的迭代器 (译注: 实指向最末元素的下一个位置)
- `erase()` : 删除指定元素
- `front()` : 返回第一个元素
- `get_allocator()` : 返回 vector 的内存分配器
- `insert()` : 插入元素到 Vector 中
- `max_size()` : 返回 Vector 所能容纳元素的最大数量（上限）
- `pop_back()` : 移除最后一个元素
- `push_back()` : 在 Vector 最后添加一个元素
- `rbegin()` : 返回 Vector 尾部的逆迭代器
- `rend()` : 返回 Vector 起始的逆迭代器
- `reserve()` : 设置 Vector 最小的元素容纳数量
- `resize()` : 改变 Vector 元素数量的大小
- `size()` : 返回 Vector 元素数量的大小
- `swap()` : 交换两个 Vector

## stack

C++ stack（堆栈）实现了一个**先进后出**（FILO）的数据结构。

### 构造函数：

- `stack stkT;` : 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

### 常用方法：

- `size()`: 返回栈中的元素数
- `top()`: 返回栈顶的元素
- `pop()`: 从栈中取出并删除元素
- `push(x)`: 向栈中添加元素 x
- `empty()`: 在栈为空时返回 true

## set

Sets are containers that store unique elements following a specific order.

集合中以一种特定的顺序保存唯一的元素。

### 构造函数:

- `set();` 无参数 - 构造一个空的 set
- `set(InputIterator first, InputIterator last)` : 迭代器的方式构造 set
- `set(const set &from);` : copyd 的方式构造一个与 set from 相同的 set
- `set(input_iterator start, input_iterator end);` 迭代器 (start) 和迭代器 (end) - 构造一个初始值为[start,end) 区间元素的 Vector(注: 半开区间).
- `set (initializer_list il, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type());` C++11 新提供的方法，类似如下方式：
- `std::seta{1, 2, 3, 4, 5};`

example:

```cpp
#include
#include

bool fncomp (int lhs, int rhs) {return lhs

struct classcomp {
bool operator() (const int& lhs, const int& rhs) const
{return lhs };

int main ()
{
std::set first;

int myints[]= {10,20,30,40,50};
std::set second (myints,myints+5);

std::set third (second);

std::set fourth (second.begin(), second.end());

std::set fifth;

bool(*fn_pt)(int,int) = fncomp;
std::set sixth (fn_pt); // function pointer as Compare

return 0;
}
```

### 常用 API：

- `begin()` : 返回指向第一个元素的迭代器
- `clear()` : 清除所有元素
- `count()` : 返回某个值元素的个数
- `empty()` : 如果集合为空，返回 true
- `end()` : 返回指向最后一个元素的迭代器
- `equal_range()` : 返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器
- `erase()` : 删除集合中的元素
- `find()` : 返回一个指向被查找到元素的迭代器（***`没有找到时返回 end() 迭代器`***）
- `get_allocator()` : 返回集合的分配器
- `insert()` : 在集合中插入元素
- `lower_bound()` : 返回指向大于（或等于）某值的第一个元素的迭代器
- `key_comp()` : 返回一个用于元素间值比较的函数
- `max_size()` : 返回集合能容纳的元素的最大限值
- `rbegin()` : 返回指向集合中最后一个元素的反向迭代器
- `rend()` : 返回指向集合中第一个元素的反向迭代器
- `size()` : 集合中元素的数目
- `swap()` : 交换两个集合变量
- `upper_bound()` : 返回大于某个值元素的迭代器
- `value_comp()` : 返回一个用于比较元素间的值的函数

## queue

C++ 队列是一种容器适配器，它给予程序员一种先进先出 (FIFO) 的数据结构。

### 构造函数：

- `explicit queue (const container_type& ctnr);`
- `explicit queue (container_type&& ctnr = container_type());`
- `template explicit queue (const Alloc& alloc);`
- `template queue (const container_type& ctnr, const Alloc& alloc);`
- `template queue (container_type&& ctnr, const Alloc& alloc);`
- `template queue (const queue& x, const Alloc& alloc);`
- `template queue (queue&& x, const Alloc& alloc);`

example:

```cpp
#include // std::cout
#include // std::deque
#include // std::list
#include // std::queue

int main ()
{
std::deque mydeck (3,100);
std::list mylist (2,200);

std::queue first;
std::queue second (mydeck);

std::queue> third;
std::queue> fourth (mylist);

std::cout << "size of first: " << first.size() << '\n';
std::cout << "size of second: " << second.size() << '\n';
std::cout << "size of third: " << third.size() << '\n';
std::cout << "size of fourth: " << fourth.size() << '\n';

return 0;
}
```

Output:

```cpp
size of first: 0
size of second: 3
size of third: 0
size of fourth: 2
```

### 常用 API：

- `back()` : 返回最后一个元素
- `empty()` : 如果队列空则返回真
- `front()` : 返回第一个元素
- `pop()` : 删除第一个元素
- `push()` : 在末尾加入一个元素
- `size()` : 返回队列中元素的个数

## list

Lists 将元素按顺序储存在链表中. 与 向量 (vectors) 相比, 它允许快速的插入和删除，但是随机访问却比较慢.

### 构造函数：

- `list (const allocator_type& alloc = allocator_type());`
- `list (size_type n, const value_type& val = value_type(), const allocator_type& alloc = allocator_type());`
- `template list (InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type());`
- `list (const list& x);`

### 常用 API：

- `assign()` : 给 list 赋值
- `back()` : 返回最后一个元素
- `begin()` : 返回指向第一个元素的迭代器
- `clear()` : 删除所有元素
- `empty()` : 如果 list 是空的则返回 true
- `end()` : 返回末尾的迭代器
- `erase()` : 删除一个元素
- `front()` : 返回第一个元素
- `get_allocator()` : 返回 list 的配置器
- `insert()` : 插入一个元素到 list 中
- `max_size()` : 返回 list 能容纳的最大元素数量
- `merge()` : 合并两个 list
- `pop_back()` : 删除最后一个元素
- `pop_front()` : 删除第一个元素
- `push_back()` : 在 list 的末尾添加一个元素
- `push_front()` : 在 list 的头部添加一个元素
- `rbegin()` : 返回指向第一个元素的逆向迭代器
- `remove()` : 从 list 删除元素
- `remove_if()` : 按指定条件删除元素
- `rend()` : 指向 list 末尾的逆向迭代器
- `resize()` : 改变 list 的大小
- `reverse()` : 把 list 的元素倒转
- `size()` : 返回 list 中的元素个数
- `sort()` : 给 list 排序
- `splice()` : 合并两个 list
- `swap()` : 交换两个 list
- `unique()` : 删除 list 中重复的元素

## map

C++ Maps 是一种关联式容器，包含 “关键字 / 值” 对

从 map 中提取元素时，得到一个 pair 类型对象

### 构造函数：

- `map (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type());`
- `template map (InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& = allocator_type());`
- `map (const map& x);`
- `map (const map& x, const allocator_type& alloc);`
- `map (map&& x);`
- `map (map&& x, const allocator_type& alloc);`
- `map (initializer_list il, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type());`

example:

```cpp
#include
#include
#include
using namespace std;

int main()
{
unordered_map dict; // 声明unordered_map对象

// 插入数据的三种方式
dict.insert(pair("apple",2));
dict.insert(unordered_map::value_type("orange",3));
dict["banana"] = 6;

// 判断是否有元素
if(dict.empty())
cout<<"该字典无元素"< else
cout<<"该字典共有"<

// 遍历
unordered_map::iterator iter;
for(iter=dict.begin();iter!=dict.end();iter++)
cout<first<second<

// 查找
if(dict.count("boluo")==0)
cout<<"can't find boluo!"< else
cout<<"find boluo!"<

if((iter=dict.find("banana"))!=dict.end())
cout<<"banana="<second< else
cout<<"can't find boluo!"<

return 0;
}
```

### 常用 API：

- `begin()` : 返回指向 map 头部的迭代器
- `clear()` : 删除所有元素
- `count()` : 返回指定元素出现的次数
- `empty()` : 如果 map 为空则返回 true
- `end()` : 返回指向 map 末尾的迭代器
- `equal_range()` : 返回特殊条目的迭代器对
- `erase()` : 删除一个元素
- `find()` : 查找一个元素
- `get_allocator()` : 返回 map 的配置器
- `insert()` : 插入元素–
- `key_comp()` : 返回比较元素 key 的函数
- `lower_bound()` : 返回键值 >= 给定元素的第一个位置
- `max_size()` : 返回可以容纳的最大元素个数
- `rbegin()` : 返回一个指向 map 尾部的逆向迭代器
- `rend()` : 返回一个指向 map 头部的逆向迭代器
- `size()` : 返回 map 中元素的个数
- `swap()` : 交换两个 map
- `upper_bound()` : 返回键值 > 给定元素的第一个位置
- `value_comp()` : 返回比较元素 value 的函数

## pair

把两个元素绑定一起，但又不想定义结构体

> 头文件 `#include `
> 也可用 ，因为 utility 包含于 map 中

`make_pair;`
返回一个以 v1 和 v2 初始化的 pair，pair 类型从值的类型推断出来

## 构造函数

```cpp
// 定义
pair();
pair p1;
pair p2("hello",0);//初始化
```

### 常用 api

```cpp
// 访问元素 没有（）
p1.first;
p2.second;

// 初始化
p2 = make_pair("world",1);
p3 = pair("a",3);

// 比较
// pair 类型数据可以直接使用比较运算符比较时
// 先比较 first，相等时再比较 second
```

## string

### 1.string 构造函数

- `string();`// 创建一个空的字符串
- `string(const string& str);`// 使用一个 string 对象初始化另一个 string 对象
- `string(const char* s);`// 使用字符串 s 初始化
- `string(int n,char c);`// 使用 n 个字符 c 初始化

### 2.string 基本赋值操作

- `string& operator=(const char* s);`//char * 类型字符串 赋值给当前的字符串
- `string& operator=(const string &s);`// 把字符串 s 赋值给当前的字符串
- `string& operator=(char c);`// 字符赋值给当前的字符串
- `string& assign(const char* s);`// 把字符串 s 赋值给当前的字符串
- `string& assign(const char* s,int n);`// 把字符串 s 的前 n 个字符赋值给当前的字符串
- `string& assign(const string &s);`// 把字符串 s 赋值给当前的字符串
- `string& assign(int n,char c);`// 用 n 个字符 c 赋值给当前字符串
- `string& assign(const string &s,int start,int n);`// 将 s 从 start 开始 n 个字符赋值给字符串

### 3.string 存取字符操作

- `char& operator[](int n);`// 通过`[]`方式取字符
- `char& at(int n);`// 通过 at 方法获取字符

### 4.string 拼接操作

- `string& operator+=(const string& str);`// 重载 += 运算符
- `string& operator+=(const char* str);`// 重载 += 运算符
- `string& operator+=(const char c);`// 重载 += 运算符
- `string& append(const char *s);`// 把字符串 s 连接到当前字符串结尾
- `string& append(const char *s,int n);`// 把字符串 s 的前 n 个字符连接到当前字符串结尾
- `string& append(const string &s);`// 同 operator+=（）
- `string& append(const string &s,int pos,int n);`// 把字符串 s 中从 pos 开始的 n 个字符连接到当前字符串结尾
- `string& append(int n,char c);`// 在当前字符串结尾添加 n 个字符 c

### 5.string 查找和替换

- `int find(const string& str,int pos = 0)const;`// 查找 str 第一次出现的位置，从 pos 开始查找
- `int find(const char* s,int pos = 0)const;`// 查找 s 第一次出现位置，从 pos 开始查找
- `int find(const char *s,int pos,int n)const;`// 从 pos 位置查找 s 的前 n 个字符第一次位置
- `int find(const char c,int pos = 0)const;`// 查找字符 c 第一次出现位置
- `int rfind(const string& str, int pos = npos)const;`// 查找 str 最后一次出现位置，从 pos 开始查找
- `int rfind(const char* s,int pos = npos)const;`// 查找 s 最后一次出现位置，从 pos 开始查找
- `int rfind(const char* s,int pos,int n )const;`// 从 pos 查找 s 的前 n 个字符最后一次位置
- `int rfind(const char c,int pos = 0)const;`// 查找字符 c 最后一次出现位置
- `string& replace(int pos,int n,const string& str);`// 替换从 pos 开始的 n 个字符为字符串 str
- `string& replace(int pos,int n,const char* s);`// 替换从 pos 开始的 n 个字符为字符串 s

### 6.string 比较操作

- `int compare(const string &s)const;`// 与字符串 s 比较
- `int compare(const char*s)const;`// 与字符串 s 比较
- compare 函数在 > 时返回 1，< 时返回 - 1，相等时返回 0，比较区分大小写，逐个字符比较

### 7.string 子串

- `string substr(int pos = 0,int n = npos)const;`// 返回由 pos 开始的 n 个字符组成的字符串

### 8.string 插入和删除操作

- `string& insert(int pos,const char* s);`// 插入字符串
- `string& insert(int pos,const string &str);`// 插入字符串
- `string& insert(int pos,int n,char c);`// 在指定位置插入 n 个字符 c
- `string& erase(int pos,int n = npos);`// 删除从 pos 开始的 n 个字符

## deque

deque 是 Double-Ended Queues(双向队列) 的缩写。

双向队列和向量很相似，但是它允许在容器头部快速插入和删除（就像在尾部一样）。

### 1.deque 构造函数

- `deque queT;`//queue 采用模板类实现，queue 对象的默认构造形式
- `deque queT(size);`// 构造大小为 size 的 deque，其中值为 T 类型的默认值
- `deque queT(size, val);`// 构造大小为 size 的 deque，其中值为 val
- `deque(const deque &que);`// 拷贝构造函数
- `deque(input_iterator start, input_iterator end);`// 迭代器构造函数

example:

```cpp
#include
#include

int main ()
{
unsigned int i;

std::deque first;
std::deque second (4,100);
std::deque third (second.begin(),second.end());
std::deque fourth (third);

int myints[] = {16,2,77,29};
std::deque fifth (myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int) );

std::cout << "The contents of fifth are:";
for (std::deque::iterator it = fifth.begin(); it!=fifth.end(); ++it)
std::cout << ' ' << *it;

std::cout << '\n';

return 0;
}
```

Output:

```
The contents of fifth are: 16 2 77 29
```

### 2.deque 存取、插入和删除操作

- `back();`// 返回最后一个元素
- `front();`// 返回第一个元素
- `insert();`//
- `pop_back();`// 删除尾部的元素
- `pop_front();`// 删除头部的元素
- `push_back();`// 在尾部加入一个元素
- `push_front();`// 在头部加入一个元素
- `at();`// 访问指定位置元素

> 注：queue 只有 push 和 pop 方法，在尾部加入和删除元素。

### 3.deque 赋值操作

- `operator[] (size_type n);`// 重载 [] 操作符

### 4.deque 大小操作

- `empty()`;// 判断队列是否为空
- `size()`;// 返回队列的大小

## priority_queue

优先队列类似队列， 但是在这个数据结构中的元素按照一定的规则排列有序。

在优先队列中，元素被赋予优先级。当访问元素时，具有最高优先级的元素最先删除。优先队列具有**最高优先级先出** （first in, largest out）的行为特征。

首先要包含头文件 #include, 他和 queue 不同的就在于我们可以自定义其中数据的优先级, 让优先级高的排在队列前面, 优先出队。

优先队列具有队列的所有特性，包括队列的基本操作，只是在这基础上添加了内部的一个排序，它**本质是一个堆实现的**。

构造函数： `priority_queue`

- Type 就是数据类型，
- Container 就是容器类型（Container 必须是具备**随机存取**能力的容器，支持如下方法：`empty()`, `size()`, `front()`, `push_back()`,`pop_back()`。比如 vector,deque 等等，但不能用 list。STL 里面默认用的是 vector）。可选
- Functional 就是比较的方式。可选

当需要用自定义的数据类型时才需要传入这三个参数，使用基本数据类型时，只需要传入数据类型，默认是大顶堆 (Functional 是 less)。

example:

```cpp
#include // std::cout
#include // std::priority_queue
#include // std::vector
#include // std::greater

class mycomparison
{
bool reverse;
public:
mycomparison(const bool& revparam=false)
{reverse=revparam;}
bool operator() (const int& lhs, const int&rhs) const
{
if (reverse) return (lhs>rhs);
else return (lhs }
};

int main ()
{
int myints[]= {10,60,50,20};

std::priority_queue first;
std::priority_queue second (myints,myints+4);
std::priority_queue, std::greater >
third (myints,myints+4);

typedef std::priority_queue,mycomparison> mypq_type;

mypq_type fourth;
mypq_type fifth (mycomparison(true));

return 0;
}
```

api 和队列基本操作相同:

- `top` 访问队头元素
- `empty` 队列是否为空
- `size` 返回队列内元素个数
- `push` 插入元素到队尾 (并排序)
- `emplace` 原地构造一个元素并插入队列
- `pop` 弹出队头元素
- `swap` 交换内容

转载：[来源](http://vernlium.github.io/2019/12/29/C-STL%E5%B8%B8%E7%94%A8%E5%AE%B9%E5%99%A8API%E6%80%BB%E7%BB%93/)

最后修改：2023 年 03 月 27 日
© 允许规范转载
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