對象的定義：對象是指一塊能存儲數據并具有某種類型的內存空間

一個對象a，它有值和地址；運行程序時，計算機會為該對象分配存儲空間，來存儲該對象的值，通過該對象的地址，來訪問存儲空間中的值。

指針、引用

指針

類型名 * 指針變量名；

每個變量都被存放在從某個內存地址（以字節為單位）開始的若干個字節中；"指針"，也稱作"指針變量"，大小為4個字節（或8個字節）的變量，其內容代表一個內存地址；通過指針，能夠對該指針指向的內存區域進行讀寫。

int * p;    //p是一個指針，變量p的類型是int *

T * p;    //T可以是任何類型的名字，比如int， double
p     的類型:    T*
*p    的類型:    T
通過表達式 *p，可以讀寫從地址p開始的sizeof(T)個字節
*p    等價于存放在地址p處的一個T類型的變量
*     間接引用運算符
sizeof(T*)    4字節（64位計算機上可能8字節）

char ch1 = 'A'
char *pc = &ch1;    //使得pc指向變量ch1
&: 取地址運算符
&x: 變量x的地址（即指向x的指針），對于類型為T的變量x，&x表示變量x的地址（即指向x的指針）
&x的類型是T*

指針的作用?

使用指針，就有自由訪問內存空間的手段

不需要通過變量，就能對內存直接進行操作。通過指針，程序能訪問的內存區域就不僅限于變量所占據的數據區域。

指針的相互賦值

不同類型的指針，如果不經過強制類型轉換，不能直接互相賦值。

指針的運算

• 兩個同類型的指針變量，可以比較大小（比較的是地址空間的大小）
• 兩個同類型的指針變量，可以相減（相減值為地址空間差值除以sizeof(T)）
• 指針變量加減一個整數的結果是指針

p: T*類型的指針
n: 整數類型的變量或常量
p + n: T*類型的指針，指向地址（地址 p + n * sizeof(T)）
n + p, p - n, *(p + n), *(p - n) 分別為地址和地址指向的值
eq：
int a = 10;
int b = 15;
int * p = &a;    //0x61fe04
int * q = &b;    //0x61fe00
int * ans = p + 2;    //0x61fe0c
int k = *(p - 1);    //15

• 指針變量可以自增、自減?(p++, ++p, p--, --p)即p指向的地址n +?sizeof(T)或者n - sizeof(T)
• 指針可以用下標運算符"[]"進行運算

p是一個T*類型的指針
n是整數類型的變量或常量
p[n]等價于*(p + n)

空指針?

地址0不能訪問。指向地址0的指針就是空指針

可以用"NULL"關鍵字對任何類型的指針進行賦值。NULL實際上就是整數0，值為NULL的指針就是空指針

int *pn = NULL;
char *pc = NULL;
int *p2 = 0;

指針作為函數參數（形參是實參的一個拷貝）

指針和數組

數組的名字是一個指針常量（指向數組的起始地址）

T a[N];
a的類型是T*
可以用a給一個T*類型的指針賦值
a是編譯時其值就確定了的常量，不能夠對a進行賦值

作為函數形參時，T *p和 T p[]等價

void Func(int *p){ cout << sizeof(p); }void Func(int p[]){ cout << sizeof(p); }

引用

類型名 & 引用名 = 某變量名；（定義了一個引用，將其初始化為引用某個變量）

int n = 4;
int & r = n; //r引用了n， r的類型是int &v

某個變量的引用，等價于這個變量，相當于該變量的一個別名

• 定義引用時一定要將其初始化成引用某個變量
• 初始化后，它就一直引用該變量，不會再引用別的變量
• 引用只能引用變量，不能引用常量和表達式

引用作為函數的返回值

int n = 4;
int & SetValue() 
{
    return n;
}
int main()
{
    SetValue() = 40;
    cout << n;    //輸出是40
    return 0;
}

常引用

定義引用時，前面加const關鍵字，即為"常引用"

int n;
const int & r = n;    //r的類型是const int &

不能通過常引用去修改其引用的內容:
int n = 100;
const int & r = n;
r = 200;    //編譯錯誤
n = 300;    //ok

常引用和非常引用的轉換

const T &和 T &是不同的類型，T &類型的引用或T類型的變量可以用來初始化const T &類型的引用；const T類型的常變量和const T &類型的引用則不能用來初始化T &類型的引用。

STL

STL中六大組件

容器（Container），一種數據結構（包含一組元素或元素集合的對象），基本容器：向量（vector）, 雙端隊列（deque）, 列表（list）, 集合（set）, 多重集合（multiset）, 映射（map）, 多重映射（multimap）。

序列式容器（Sequence containers），其中每個元素均有固定位置--取決于插入時機和地點，和元素值無關（vector, deque, list）

關聯式容器（Associative containers），元素位置取決于特定的排序準則以及元素值，和插入次序無關（set, multiset, map, multimap）

迭代器（Iterator）

迭代器Iterator，用來在一個對象集群（collection of objects）的元素上進行遍歷。這個對象集群或許是一個容器，或許是容器的一部分。迭代器的主要好處是，為所有容器提供了一組很小的公共接口。迭代器以++進行累進，以*進行提領，因而類似于指針，可以將其視為一種smart pointer。

例如++操作可以遍歷至集群內的下一個元素。至于如何完成，取決于容器內部的數據組織形式。

每種容器都提供自己的迭代器，而這些迭代器能夠了解容器內部的數據結構

算法（Algorithm）

用來處理群集內的元素。它們可以出于不同的目的而搜尋、排序、修改、使用那些元素。通過迭代器的協助，我們可以只需編寫一次算法，就可以將它應用于任意容器，這是因為所有的容器迭代器都提供一致的接口。

仿函數（Functor）

適配器（Adaptor）

提供三種順序容器適配器：queue(FIFO隊列)，priority_queue(優先級隊列)，stack(棧)。

適配器對容器進行包裝，使其表現出另外一種行為。倘若要使用適配器，需要加入頭文件

分配器（Allocator）

常用容器用法介紹

vector

一個數組必須有固定的長度，在開數組的時候，此長度就被靜態地確定下來。但vector卻是數組的"加強版"，vector理解為一個"變長數組"

事實上，vector的實現方式是基于倍增思想的：假如vector的實際長度為n，m為vector當前的最大長度，那么在加入一個元素的時候，先看一下，假如當前的n=m，則再動態申請一個2m大小的內存。反之，在刪除的時候，如果n≥m/2，則再釋放一半的內存。

#include
vectorvec;
vector >vec_pair;
struct node{ ... };
vectorvec_node;

vec.begin(), vec.end()? ? ? ? 返回vector的首尾迭代器

vec.front(), vec.back()? ? ? ? 返回vector的首尾元素

vec.push_back()? ? ? ? ? ? ? ? 從vector末尾加入一個元素

vec.size()? ? ? ? 返回vector當前的長度（大小）

vec.pop_back()? ? ? ? 從vector末尾刪除一個元素

vec.empty()? ? ? ? 返回vector是否為空，1為空，0不為空

vec.clear()? ? ? ? 清空vector? ? ? ? ? ? ?

vector容器是支持隨機訪問的，可以像數組一樣用[]取值。? ?

vectorvec;
vec.push_back(5);
vec.push_back(2);
cout << vec.back() << endl;
for(vector::iterator iter = vec.begin(); iter != vec.end(); iter++)
{
    cout << *iter << endl;
}

vector修改值?

• 有迭代器，使用迭代器修改? ? ? ? auto iter = v.begin(),? ? ? ? *iter = 1
• 使用索引進行修改? ? v[0] = 1

deque（雙端隊列）

#include<deque>deque<int>q

q.begin(), q.end()? ? ? ? 返回deque的首尾迭代器

q.front(), q.back()? ? ? ? 返回deque的首尾元素

q.push_back()? ? ? ? 從隊尾入隊一個元素

q.push_front()? ? ? ? 從隊頭入隊一個元素

q.pop_back()? ? ? ? 從隊尾出隊一個元素

q.pop_front()? ? ? ? 從隊頭出隊一個元素

q.size()z? ? ? ? 隊列中元素個數

q.clear()? ? ? ? 清空隊列

deque支持隨機訪問，可以像數組下標一樣取出其中的一個元素。即q[i]

deque容器可以被應用到SPFA算法的SLF優化：SPFA算法的優化方式

set

set滿足互異性，set集合中的元素是默認升序的（set容器自動有序和快速添加、刪除的性質是由其內部實現：紅黑樹（平衡樹的一種））

#include
sets
set >s;

s.empty()? ? ? ? 返回集合是否為空，是為1，否為0

s.size()? ? ? ? 返回當前集合的元素個數

s.clear()? ? ? ? 清空當前集合

s.begin(), s.end()? ? ? ? 返回集合的首尾迭代器（迭代器是一種指針。這里需要注意的是，由于計算機區間“前閉后開”的結構，begin()函數返回的指針指向的的確是集合的第一個元素。但end()返回的指針卻指向了集合最后一個元素后面一個元素。）?

s.insert(k)? ? ? ? 集合中加入元素k

s.erase(k)? ? ? ? 集合中刪除元素k

s.find(k)????????返回集合中指向元素k的迭代器。如果不存在這個元素，就返回s.end()，這個性質可以用來判斷集合中有沒有這個元素。

s.lower_bound()? ? ? ? 返回集合中第一個大于等于關鍵字的元素

s.upper_bound()? ? ? ? 返回集合中第一個嚴格大于關鍵字的元素

multiset(有序多重集合)

s.erase(k)? ? ? ?

erase(k)函數在set容器中表示刪除集合中元素k。但在multiset容器中表示刪除所有等于k的元素。

倘若只刪除這些元素中的一個元素

if((it = s.find(a)) != s.end())
    s.erase(it);
if中的條件語句表示定義了一個指向一個a元素的迭代器，如果這個迭代器不等于s.end(),
就說明這個元素的確存在，就可以直接刪除這個迭代器指向的元素。

s.count(k)? ? ? ? count(k)函數返回集合中元素k的個數，為multiset所獨有。?

map

可以根據鍵值快速地找到這個映射出的數據， map容器的內部實現是一棵紅黑樹

#include

mapmp;
//插入
mp[1] = 'a';
mp.insert(map::value_type(2, 'b'));
mp.insert(pair(3, 'c'));
mp.insert(make_pair(4, 'd'));
//查找
mp[3] = 't';    //修改鍵值對中的值
map::iterator iter;
iter = mp.find(3);
iter->second = 'y';
cout << iter->second << endl;
//刪除
mp.erase(2);    //刪除鍵值對
//遍歷
for(map::iterator iter = mp.begin(); iter != mp.end(); iter++)
{
    cout << iter->first << endl;
    cout << iter->second << endl;
}

mp.begin(), mp.end()? ? ? ? 返回首尾迭代器?

mp.clear()? ? ? ? 清空函數操作

mp.size()? ? ? ? 返回容器大小

queue（FIFO）

#includequeueq;queue >q;#include
queueq;
queue >q;

q.front(), q.back()? ? ? ? 返回queue的首尾元素

q.push()? ? ? ? 從queue末尾加入一個元素

q.size()? ? ? ? 返回queue當前的長度（大小）

q.pop()? ? ? ? 從queue隊首刪除一個元素

q.empty()? ? ? ? 返回queue是否為空，1為空，0不為空

priority_queue

優先隊列在隊列的基礎上，將其中的元素加以排序。其內部實現是一個二叉堆。優先隊列即為將堆模板化，將所有入隊的元素排成具有單調性的一隊，方便我們調用。

大根堆聲明就是將大的元素放在堆頂的堆。優先隊列默認實現的就是大根堆。

小根堆聲明就是將小的元素放在堆頂的堆。

#include
priority_queueq;        //大根堆
priority_queueq;
priority_queue >q;    
priority_queue, less >q;    //大根堆
priority_queue, greater >q;    //小根堆

q.top()? ? ? ? 返回priority_queue的首元素

q.push()? ? ? ? 向priority_queue中加入一個元素

q.size()? ? ? ? 返回priority_queue當前的長度（大小）

q.pop()? ? ? ? 從priority_queue末尾刪除一個元素

q.empty()? ? ? ? 返回priority_queue是否為空，1為空，0不為空?

stack（棧）

#include<stack>stack<int> st;stack<pair<int, int> > st;

st.top()? ? ? ? 返回stack的棧頂元素

st.push()? ? ? ? 從stack棧頂加入一個元素

st.size()? ? ? ? 返回stack當前的長度（大小）

st.pop()? ? ? ? 從stack棧頂彈出一個元素

st.empty()? ? ? ? 返回stack是否為空，1為空，0不為空

string(字符串操作)

其實string容器就是一個字符串

重載運算符

C++語言中已經給出的運算符（算數運算符和邏輯運算符）只是針對C++語言中已經給定的數據類型進行運算。倘若我們想要對我們自定義數據類型進行運算的話，則需要重載運算符，我們可以把重載運算符理解為對已有的運算符的一種重新定義。

重載運算符的實現

語法格式如下
<返回類型> operator <運算符符號>（<參數>）
{
    <定義>;
}

//定義結構體
struct node
{
    int id;
    double x, y;
}; 
//重載運算符"<"
bool operator < (const node &a, const node &b)  
{
    if(a.x != b.x)
        return a.x < b.x;
    else
        return a.y < b.y;
}

總結