cpp标准库函数总结

在解题中总是记不住那些复杂又难懂的cpp标准库函数用法,于是痛下决心写一个简单的总结记录下遇到过的常见用法（这该死的脑子总是不够用😭）

1. 容器相关

std::vector

• 功能：动态数组，可根据需要自动调整大小。
  
• 常用操作：
  • push_back()：在向量末尾添加元素。
    
  • pop_back()：移除向量末尾的元素。
    
  • size()：返回向量中元素的数量。
    
  • empty()：判断向量是否为空。
    

    #include <iostream>
    #include <vector>
    
    int main() {
        std::vector<int> vec;
        vec.push_back(1);
        vec.push_back(2);
        std::cout << "Size: " << vec.size() << std::endl;
        vec.pop_back();
        std::cout << "Is empty: " << (vec.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
        return 0;
    }

std::stack

• 功能：实现后进先出（LIFO）的数据结构。
  
• 常用操作：
  • push()：将元素压入栈顶。
    
  • pop()：移除栈顶元素。
    
  • top()：返回栈顶元素的引用。
    
  • empty()：判断栈是否为空。
    

    #include <iostream>
    #include <stack>
    
    int main() {
        std::stack<int> st;
        st.push(1);
        st.push(2);
        std::cout << "Top: " << st.top() << std::endl;
        st.pop();
        std::cout << "Is empty: " << (st.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
        return 0;
    }

std::queue

• 功能：实现先进先出（FIFO）的数据结构。
  
• 常用操作：
  • push()：将元素加入队列尾部。
    
  • pop()：移除队列头部元素。
    
  • front()：返回队列头部元素的引用。
    
  • empty()：判断队列是否为空。
    

    #include <iostream>
    #include <queue>
    
    int main() {
        std::queue<int> q;
        q.push(1);
        q.push(2);
        std::cout << "Front: " << q.front() << std::endl;
        q.pop();
        std::cout << "Is empty: " << (q.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
        return 0;
    }

std::priority_queue

• 功能：优先队列，元素按照优先级排序，默认最大元素在队首。
  
• 常用操作：
  • push()：插入元素到优先队列中。
    
  • pop()：移除队首元素。
    
  • top()：返回队首元素的引用。
    
  • empty()：判断优先队列是否为空。
    

    #include <iostream>
    #include <queue>
    
    int main() {
        std::priority_queue<int> pq;
        pq.push(3);
        pq.push(1);
        pq.push(2);
        std::cout << "Top: " << pq.top() << std::endl;
        pq.pop();
        std::cout << "New top: " << pq.top() << std::endl;
        return 0;
    }

关于序列式容器在 OI Wiki 上有比较详细的介绍: 序列式容器

2. 算法相关

std::sort

• 功能：对指定范围内的元素进行排序，默认升序。
  
• 常用操作：
  • 可传入自定义比较函数实现降序或其他排序规则。
    

    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    
    bool compare(int a, int b) {
        return a > b;
    }
    
    int main() {
        std::vector<int> vec = {3, 1, 2};
        std::sort(vec.begin(), vec.end()); // 升序
        for (int num : vec) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        std::sort(vec.begin(), vec.end(), compare); // 降序
        for (int num : vec) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        return 0;
    }

std::sort不仅支持std:vector,同样支持std::deque、std::array、甚至是普通的 C 风格数组(需传入数组的起始地址和结束地址)

// deque
#include <iostream>
#include <deque>
#include <algorithm>

int main() {
    std::deque<int> deq = {3, 1, 2};
    std::sort(deq.begin(), deq.end());
    for (int num : deq) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}
// array
#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>

int main() {
    std::array<int, 3> arr = {3, 1, 2};
    std::sort(arr.begin(), arr.end());
    for (int num : arr) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}
//普通c语言数组
#include <iostream>
#include <algorithm>

int main() {
    int arr[] = {3, 1, 2};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    std::sort(arr, arr + size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

std::binary_search

• 功能：在有序序列中进行二分查找，判断元素是否存在。
  
• 返回值：如果找到元素返回 true，否则返回 false。
  

  #include <iostream>
  #include <vector>
  #include <algorithm>
  
  int main() {
      std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
      bool found = std::binary_search(vec.begin(), vec.end(), 3);
      std::cout << "Is 3 found: " << (found ? "Yes" : "No") << std::endl;
      return 0;
  }

std::lower_bound 和 std::upper_bound

• 功能：
  • std::lower_bound：返回有序序列中第一个不小于给定值的元素的迭代 器。
    
  • std::upper_bound：返回有序序列中第一个大于给定值的元素的迭代 器。
    

    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    
    int main() {
        std::vector<int> vec = {1, 2, 2, 3, 4};
        auto low = std::lower_bound(vec.begin(), vec.end(), 2);
        auto up = std::upper_bound(vec.begin(), vec.end(), 2);
        std::cout << "Lower bound index: " << low - vec.begin() << std::endl;
        std::cout << "Upper bound index: " << up - vec.begin() << std::endl;
        return 0;
    }

3. 字符串相关

std::to_string

• 功能：将基本数据类型转换为字符串。
  

  #include <iostream>
  #include <string>
  
  int main() {
      int num = 123;
      std::string str = std::to_string(num);
      std::cout << "Converted string: " << str << std::endl;
      return 0;
  }

std::stoi、std::stol、std::stoll

• 功能：将字符串转换为整数类型，分别对应 int、long、long long。
  

  #include <iostream>
  #include <string>
  
  int main() {
      std::string str = "123";
      int num = std::stoi(str);
      std::cout << "Converted integer: " << num << std::endl;
      return 0;
  }

4. 数学相关

std::max 和 std::min

• 功能：返回两个值中的最大值或最小值。
  

  #include <iostream>
  #include <algorithm>
  
  int main() {
      int a = 1, b = 2;
      std::cout << "Max: " << std::max(a, b) << std::endl;
      std::cout << "Min: " << std::min(a, b) << std::endl;
      return 0;
  }

std::abs

• 功能：返回一个数的绝对值。
  

  #include <iostream>
  #include <cmath>
  
  int main() {
      int num = -5;
      std::cout << "Absolute value: " << std::abs(num) << std::endl;
      return 0;
  }