C语言快速进阶C++（基本篇+STL篇）

article/2025/10/9 15:44:10

目录

前言

用C++做题的好处

using namespace std

cin，cout头文件

变量声明

bool变量

const定义常量

string类

结构体

引用&

vector

set

map(键值对)

stack(栈)

queue(队列)

unordered_map和unordered_set(无序键值对和无序集合)

此思维导图来源于b站up主 

前言

        C语言是一门很强大的编程语言，刚学完了C语言为了进阶，有着刷更多算法题的需求，并且在使用C语言的过程中，有很多繁琐的步骤。因此我在此记录C语言在进阶C++的过程中所需要学习的内容，让我可以在由C语言进阶C++的过程中巩固，提高C++的熟练度。

用C++做题的好处

        为什么要用C++来刷算法题呢，用C语言的过程中，写代码是很繁琐的，要用一些数据结构、栈、队列，这些都是要自己用C语言来实现，会花费很多的时间，而在C++中，可以直接调用STL库中的栈和队列，大幅地提高了做题的效率，同时有很多的工具。并且在此之上，C++是完全兼容C语言的，可能会有一些细微的差别，但差别并不大，再者string类对字符串的处理很好用，但在实现相同的功能时，C++的速度可能会稍慢与C语言，例如使用cin和cout进行输入输出与scanf和printf相比会稍慢一些，但更便利。

using namespace std

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void) 
{int n;cin >> n;cout << "woaini" << ' ' << n << endl;return 0;
}

1.头文件iostream为输入输出流，可以相当于C语言中的stdio.h，是一个必须的头文件

2.using namespace的意思是使用名称空间，该空间名称便为std为标准输入输出，using namespace std;代表的意思就是使用std这个命名空间。为什么要使用命名空间呢，因为不同厂商在建立函数时可能会有函数名重复的情况，为避免这种情况，引用命名空间就可以只使用该名称空间下的函数，上文代码中的cin、cout就是std名称空间中的函数。

3.这里cin为输入函数后面需接">>"，表达的意思为输入一个值赋予n，cout为输出函数后面需接"<<",表达的意思为输出"<<"后面的参数，作用分别相当于C语言中的scanf和printf,不过这里的输入不用格式化输入来表示常量类型，也不用“&”,更加简洁。

4.endl表示的是end of line起到换行的作用作用相当于"\n",

cin，cout头文件

1.cin和cout在使用时的确会更方便，但是由于不用输入格式化输出和输入，所以在使用时速度会稍慢于scanf和printf。

2.C++的头文件与C语言的不同在于C语言在调用头文件时要在头文件后面加上".h"，而C++只需在头文件前面加上“c”即可，如：#include<string.h>可改为#include<cstring>

变量声明

C++的变量声明相较于C语言使用更加的便利，C++可在函数的任何地方进行定义，其中最明显的体现在for循环中i的声明

以下为C++中变量声明

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{for (int i = 0; i < 10; i++)cout << a << ' ';return 0;
}

以下为C语言中的变量声明

#include<stdio.h>
int main(void)
{int i;for (i = 0; i < 10; i++)printf("a ");return 0;
}

 将以上两段代码对比便可得知在变量声明上的区别。

bool变量

bool变量是C++特有的一种新类型变量，有两个值非0为ture、0为false，接下来引入一段代码以便于对bool变量有更深入的理解

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{bool b1 = true;bool b2 = false;bool b3 = -1;cout << b1 << ' ' << b2 << ' ' << b3;return 0;
}

 该代码的运行结果为

const定义常量

在C语言中被const定义的称为常变量，那他为什么成为常变量而不称为常量呢？因为C语言中被const所定义的常变量虽然不能改变其值，但是不能用于定义一个确定长度的数组，所以本质上还是变量。而在C++中const所定义的是常量可以用于定义一个确定长度的数组，所以const的作用类似#define

string类

1.定义

    string a = "I can understand your meanning.";string b = "But I don't know what I should do.";

2.拼接

在C++中string类字符串可直接进行拼接

string sub = a + b;

 这里字符串b会拼接到字符串a的后面

3.输入(出)

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{string a,b;cout << "请依次输入字符串a,b";cin >> a >> b;string sub = a + b;cout << a << endl << b << endl << sub;return 0;
}

这里的输入用了cin，但此次输入在遇到空格或者TAB时会结束此次输入故可以引用 getline(cin,a)来输入一整行的字符串遇到回车结束

4.处理

(1).s.length可以获取字符串s的长度

(2).

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{string a= "Don't lose yourself.";string a_sub1 = a.substr(6, 4);string a_sub2 = a.substr(6);cout << a_sub1 << endl << a_sub2;return 0;
}

运行结果为 

 a.substr(n,m)的作用是返回字符串a第n个字符后m个字符所组成的新字符串，此功能也有另一种使用方法a.substr(n)省去m便是返回字符串a第n个字符后所有的字符所组成的新字符串。

结构体

在C语言中定义一个结构体变量是，前面要加上struct，而在C++中可以直接用结构体名定义结构体变量，在下方代码中便有此体现

#include<iostream>
using namespace std;
struct stu
{int No;string name;
};
int main(void)
{stu student;return 0;
}

引用&

在C++中的引用&与C语言中的取地址符&没有任何关系，注意不要弄混，使用形式为int &a,接下来引入一段代码

#include<iostream>
using namespace std;
void add_10(int& a);
int main(void)
{int a = 5;add_10(a);cout << a;return 0;
}
void add_10(int& a)
{a += 10;
}

 在这段代码中add_10函数引用a调用的就是实参，省去了c语言需要传地址和接地址的麻烦。

vector(数组)

1.头文件：#include<vector>

2.创建数组：创建vector数组有三种形式

    vector <int> a;vector <int> b(5);vector <int> c(5, 4);

 a数组没有设定大小，b便定义为可以存放5个int类变量的数组，c定义为存放5个int类变量，每个变量的值为4。没有被初始化的数据默认为0。

3.处理

接下来引入一段代码对vector数组进行详解

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main(void)
{vector <int> a(5, 4);a.resize(10);a.push_back(11);for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)cout << *p << ' ';return 0;
}

 此段代码运行结果为

(1)a.resize(n)的作用为重新分配数组大小为n

(2)a.pushback(data)的作用为在数组a的结尾追加数据data

(3)迭代器

for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)cout << *p << ' ';

 迭代器的作用可以将数组中的所有元素输出，其中p为指针变量，要用指针变量的使用方法对其进行使用。a.begin()的返回值为数组第一个元素的地址，a.end()的返回值为最后一个元素的下一个地址。

set(集合)

1.set是集合，它里面的元素各不相同，而且元素会按照从小到大排序

2.头文件：#include<set>

3.创建集合:set <int> a;

                  注：a的后面不可以加内容

4.处理

接下来引入一段代码对set的处理进行详解

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main(void)
{set<int>a;a.insert(5);a.insert(3);a.insert(4);a.insert(2);for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)cout << *p<<' ';cout << endl;a.erase(3);for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)cout << *p << ' ';cout << endl;cout << (a.find(3) != a.end()) << ' ' << (a.find(4) != a.end());return 0;
}

此段代码的运行结果为 

(1).插入：a.insert(n):将n的值插入集合a

(2).删除：a.erase(n):删除集合a中的n

(3).遍历：集合中的所有元素可以用迭代器遍历

for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)
        cout << *p << ' ';

(4).查找：a.find(n):查找集合a中是否有n，其返回值为指针，这里的(a.find(3) != a.end())和(a.find(4) != a.end())实际上都是bool值，分别为false和ture，故返回值分别为0和1。

map(键值对)

        1.map是键值对，它会自动将所有的键值从小到大排序，其中排序的规则类似于C语言string库中的函数strcpm，通过从前往后对字符串中字符的ASC码值大小进行比较排序。

        2.头文件#include<map>

        3.创建键值对：

map <string,int> a;

         其中string为键，int为值，成对故称为键值对。

        4.处理

        接下来引入一段代码对键值对进行详细解读

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;
int main(void)
{map<string, int>a;//创建键值对a["you"] = 3;a["hello"] = 6;a["world"] = 5;a["i"] = 1;a["love"] = 2;a["x"] = 4;//添加键值对cout << a["hello"] << ' ' << a["world"] << endl;//输出键值对中对应的值for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)//运用迭代器输出该键值对中所有的值cout << p->first << ':' << p->second << endl;//输出键值对，输出方式类似结构体cout << a.size() << endl;//获取长度并输出return 0;
}

 (1)添加：添加键值对采用下面这种方式，其中的键用'[ ]'包含由于键为字符串故用" "包含在其后用'='连接对应的值

a["you"]=1;

 (2)访问：

cout << a["hello"]//访问

 其中输出结果为该键所对应的值。

(3).遍历：

for (auto p = a.begin(); p != a.end(); p++)//运用迭代器输出该键值对中所有的值cout << p->first << ':' << p->second << endl;//输出键值对，输出方式类似结构体

 这里在输出键值对的时候用的不是*p而是p->实际上是因为map(键值对)是以结构体类型进行定义，故获取方式类似于结构体指针，map可以看作为

typedef struct
{string first;int second;
}map;

(4). 获取长度

cout << a.size() << endl;

 用size()来获取键值长度，其长度由键值对个数决定，一个键值对占一个字节。

stack(栈)

1.在C语言中，数据结构中会接触栈，其特点为先入后出

2.头文件：#include<stack>

3.创建栈：stack <int> a;

4.处理：下面引入一段代码对stack(栈)进行详细解释

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;
int main(void)
{stack <int> a;//创建栈a.push(5);//压栈a.push(4);//压栈a.push(7);//压栈a.pop();//出栈a.push(75);//压栈cout << a.top() << endl;//访问栈顶cout << a.size() << endl;//获取栈顶长度return 0;
}

(1).压栈

a.push(5);//压栈

 此操作将5压入栈中

(2).出栈

a.pop();//出栈

 此操作将栈顶元素删除

(3).访问栈

cout<<a.top()<<endl;

 此操作访问栈顶元素

(4).获取栈项长度

cout<<a.size()<<endl//获取栈项长度

 此操作与前文一样运用size()获取长度，根据上文代码，此栈长度应为3.

5.注：栈可以通过size()获取长度，但是不能够通过迭代器获取全部元素

queue(队列)

1.队列的特点与栈相反，先进先出，后进后出，但是栈只能获取栈顶元素，而队列可以获取队首和队尾元素

2.头文件：#include<queue>

3.创建队列：queue <int> a;

4.处理：接下来引入一段代码对队列进行详细解释

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{queue <int> a;//创建队列for (int i = 0; i < 10; i++)a.push(i);//入队cout << "队首为：" << a.front() << "队尾为：" << a.back()<<endl;//访问队首队尾a.pop();//出队cout << "队首为：" << a.front() << "队尾为：" << a.back()<<endl;a.push(20);cout << "队首为：" << a.front() << "队尾为：" << a.back()<<endl;cout << a.size() << endl;//获取队列长度return 0;
}

该程序运行结果为 

(1).入队：a.push(i)

(2).出队：a.pop()

(3).访问队首：a.front()

(4).访问队尾：a.back()

(5).获取长度：a.size()

5.注:队列与栈一样不能用迭代器遍历，但是可以用size()获取长度。 

unordered_map和unordered_set(无序键值对和无序集合)

1.unordered_map和unordered_set其实就是无序的键值对和集合，若做题时超时，并且对元素的顺序没有要求便可以使用。

2.头文件：#include<unordered_map>

                 #include<unordered_set>

3.map和set的使用在前文已经介绍过了接下来引入一段代码对unordered_map和unordered_set进行详解

#include<iostream>
#include<unordered_map>
#include<unordered_set>
using namespace std;
int main(void)
{unordered_map <string,int> m;unordered_set <int> s;s.insert(5);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(7);m["i"] = 5;m["you"] = 7;m["x"] = 8;m["love"] = 6;for (auto p = s.begin(); p != s.end(); p++)cout << *p << ' ';cout << endl;for (auto p = m.begin(); p != m.end(); p++)cout << "键:" << p->first << "值:" << p->second << endl;return 0;
}

 该程序的运行结果为

可以发现通过迭代器输出的键值对和集合为乱序，其顺序的确定包含其他方面的知识，再此不过多赘述。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/xIKhpP3f.shtml

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