在我们深入探讨 C++ 的标准模板库（STL）之前，首先感谢您一直以来对我们进阶系列教程的支持。在上一篇教程中，我们系统讲解了智能指针及其自定义实现。而今天，我们将重点关注 STL 中容器的高级用法，进一步掌握这些强大的工具为我们程序员提供的便利。
引言 C++ STL 提供了多种内置容器，例如 vector、list、set、map 等，每种容器都有其独特的特性和应用场景。在这一篇中，我们将介绍这些容器的一些高级用法，包括自定义分配器、实现容器的高效迭代、以及如何利用标准算法优化代码。
1. 自定义分配器 在某些情况下，我们可能需要自定义内存管理策略，以优化性能或满足特定需求。C++ STL 允许我们为容器提供自定义分配器。以下是一个自定义分配器的简单示例：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 #include <iostream> #include <memory> #include <vector> template <typename T>class MyAllocator {public : using value_type = T; MyAllocator () = default ; template <typename U> MyAllocator (const MyAllocator<U>&) {} T* allocate (std::size_t n) { std::cout << "Allocating " << n << " element(s)\n" ; return static_cast <T*>(::operator new (n * sizeof (T))); } void deallocate (T* p, std::size_t ) std::cout << "Deallocating\n" ; ::operator delete (p) } }; int main () std::vector<int , MyAllocator<int >> vec; vec.push_back (1 ); return 0 ; }
解释 ：在上面的代码中，我们定义了一个名为 MyAllocator 的自定义分配器。通过实现 allocate 和 deallocate 方法，我们能够控制内存的分配和释放。使用自定义分配器提高了内存管理的灵活性。
2. 容器的高效迭代 提到 STL 容器的使用，可以用 迭代器 对容器进行遍历。STL 提供了多种类型的迭代器，包括 随机访问迭代器、双向迭代器 和 输入/输出迭代器。为了提高性能，我们可以使用 std::for_each 或 范围 for 循环 进行更高效的迭代。
以下是一个使用 std::for_each 的示例：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> void print (int n) std::cout << n << ' ' ; } int main () std::vector<int > vec = {1 , 2 , 3 , 4 , 5 }; std::cout << "Using std::for_each: " ; std::for_each(vec.begin (), vec.end (), print); std::cout << "\nUsing range-based for loop: " ; for (const auto & n : vec) { std::cout << n << ' ' ; } std::cout << std::endl; return 0 ; }
输出示例 ：
1 2 Using std::for_each: 1 2 3 4 5 Using range-based for loop: 1 2 3 4 5
解释 ：通过 std::for_each 和范围 for 循环，我们可以以简洁的方式遍历容器，而无须显式管理迭代器，减少了代码的复杂度。
3. 结合标准算法优化代码 STL 还提供了许多强大的算法，可以对容器进行排序、查找、合并等操作。在这里，我们将展示如何使用 std::sort 和 std::find_if 来提高代码的效率和可读性。
3.1 排序示例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> int main () std::vector<int > vec = {5 , 3 , 2 , 8 , 1 }; std::sort (vec.begin (), vec.end ()); std::cout << "Sorted vector: " ; for (const auto & n : vec) { std::cout << n << ' ' ; } std::cout << std::endl; return 0 ; }
3.2 查找示例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> int main () std::vector<int > vec = {5 , 3 , 2 , 8 , 1 }; auto it = std::find_if (vec.begin (), vec.end (), [](int n) { return n > 3 ; }); if (it != vec.end ()) { std::cout << "First element greater than 3: " << *it << std::endl; } return 0 ; }
解释 ：在上述代码中，我们展示了如何使用 std::sort 对 vector 进行排序，以及用 std::find_if 实现条件查找。这些 STL 提供的算法大大简化了常见操作的实现。
结尾 STL 提供的容器与算法使得 C++ 编程变得更加高效和灵活。在本篇教程中，我们通过自定义分配器、容器迭代和结合标准算法的高效使用来展示了 STL 的高级用法。希望这些示例能够启发您，在实际应用中更好地利用 C++ STL。
在下一篇文章中，我们将深入探讨 STL 的算法库使用，进一步提升编程能力。感谢您的收看，期待与您在下一篇教程中再见！