编程奇境：C++之旅，从新手村到ACM/OI算法竞赛大门（铠甲：STL）

本文主要是介绍编程奇境：C++之旅，从新手村到ACM/OI算法竞赛大门（铠甲：STL），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在这个充满数据结构的世界，C++已经封装了很多迅速可用的数据结构。这就像我们身上的铠甲，不管遇到什么样的怪物，都能靠着这套铠甲防御攻击。

动态数组vector

想象一下，在奇幻的世界里，有一个神奇的魔法背包，名叫vector，它来自强大的编程魔法——STL（标准模板库）。这个背包拥有三大神奇特性：

自动伸缩的魔法：不像普通的背包空间固定，vector背包能根据你放置物品的多少自动调整大小。当你往里面放入更多的宝物时，它会悄无声息地变大，仿佛内部有着无限的空间；而当你取出宝物，它又能灵巧地收缩，始终保持紧致，既不浪费空间，也不让你感到负担。
快速取用的秘诀：在vector背包里，每件宝物都有自己的位置编号，就像你在图书馆书架上按序摆放的书籍。无论何时，只要你报出编号，背包就能瞬间为你取出对应的宝物，这种直接访问的魔法让探险旅途更加顺畅。
有序排列的智慧：虽然vector背包里的空间可以随意扩展，但所有的宝物都严格按照放入的顺序整齐排列，无论是新增还是移除，都不会打乱原有的秩序，确保你随时掌握宝物的最新排列情况。
与魔法世界的兼容：这个背包不仅与各种宝物（数据类型）兼容，还能无缝对接其他魔法工具（STL算法和容器），让探险者（程序员）能够轻松组合出强大的魔法技能，解决旅途中的种种难题。

综上所述，vector不仅是探险者可靠的伙伴，更是编程世界里的一项基础而又强大的神器，它以其独特的灵活性、高效性和通用性，成为了无数编程冒险旅程中的首选装备。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;int main()
{vector<int> a;//<>里放的是数据类型 a.push_back(1);//push_back是放入的函数 a.push_back(5);cout<<a[0]<<endl;//按下标输出 for(auto i:a)//循环遍历输出 {cout<<i<<endl;}vector<string> s;s.push_back("xx");for(string i='a';i<='z';i++){s.push_back(i);}for(auto k:s){cout<<k<<endl;}return 0;
}

集合set

想象一下，在一个充满奇幻色彩的王国里，有一个特别的魔法宝盒，名叫set。这个宝盒非常神奇，它不仅能够自动整理收纳进来的宝物，确保每个宝物都是独一无二的，而且还能够按照一定的魔法法则自动排序，让宝物井然有序。

宝物收纳与去重

每当勇士从冒险中带回新的宝物，只要轻轻一扔进set宝盒，宝盒就会施展它的魔力：如果盒内已经有了同样的宝物，它就会拒绝接纳，确保每个种类的宝物只保留一件，完美实现了自动去重的效果。这样一来，不管收集了多少宝物，盒子里始终保持着每件宝物的独特性。

自动排序

更令人称奇的是，set宝盒内部似乎有一本隐形的魔法书，上面记载着一套排序咒语。每当有新宝物加入，宝盒会立刻按照这本书上的规则，自动将新宝物放到合适的位置，确保所有宝物都按照一定的顺序排列。这样一来，不论何时打开宝盒，里面的宝物总是整齐划一，便于勇士快速找到他想要的那一件。

只可观摩，不可篡改

不过，这个宝盒有个特别的规定：一旦宝物被妥善安置，就不允许勇士直接从中取出宝物进行修改后再放回。宝物一旦被收纳，就如同被施加了保护咒，只能整件取出或者整件替换，保证了宝盒内宝物序列的稳定和纯净。

魔法探索

在编程的世界里，set就是这样一个数据结构，它来自于强大的STL（标准模板库）。开发者可以用它来存储唯一且有序的数据，比如存储不重复的用户ID、整理去重的单词列表等。通过简单的插入、删除和查找操作，set就能帮助我们高效地管理这些数据，就像是一个自动分类和过滤的神奇宝盒，让代码的世界也充满了秩序和效率。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;int main()
{set<int> a;//set会自动去重 且 自动从小到大排序 a.insert(1);//insert是插入函数 a.insert(5);a.insert(4);a.insert(6);a.insert(1);for(auto k:a){cout<<k<<endl;} return 0;
}

map

想象你是一位探险家，手握一张古老而神奇的藏宝图，这张图就是map——编程世界里的宝藏定位器。与普通地图不同，这张藏宝图不仅标出了宝藏的位置，还为每个宝藏配上了独一无二的秘密钥匙，让每一次寻宝之旅都精准而高效。

宝藏与钥匙的约定

在这张藏宝图上，每个宝藏（value）都被精确绑定到一把特定的钥匙（key）上。钥匙可以是任何独特的东西，比如一个数字、一段文字或者一个符号，每个钥匙都指向地图上的唯一一个宝藏。这意味着，当你手持正确的钥匙，就能够立即找到对应的宝藏，无需翻遍整个地图。

寻宝之旅

添加宝藏：如果你发现了新的宝藏，只需将这宝藏连同其专属钥匙一起记录在地图上，map会自动帮你归档，确保下次能迅速找回。
探索宝藏：想查看某个特定钥匙所对应的宝藏，只需轻轻一点，map瞬间展示出藏宝地点，无需遍历整个藏宝图。
更新秘密：如果某处宝藏的位置发生了变化，或者你想更换宝藏，只要提供正确的钥匙，就可以直接替换或更新该处的宝藏信息。
抹去痕迹：若决定放弃某个宝藏，只需告诉map对应的钥匙，它就会永久抹去那份记录，确保藏宝图永远是最新的。

魔法的秩序

更令人惊叹的是，这张藏宝图自动保持着所有钥匙的有序排列，无论是字母顺序、数字大小，或是你自定义的规则，它都能迅速响应，让你在浩瀚的信息中迅速定位，无论是查找、增添还是删除，都如同施展了一场迅速而精确的魔法。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;int main() {// 创建一个魔法字典，键是咒语名，值是魔法效果描述map<string, string> spellbook;// 放入咒语及其效果spellbook["Lumos"] = "发出亮光照亮四周";       // 添加照明咒spellbook["Wingardium Leviosa"] = "使物体漂浮"; // 添加漂浮咒// 输出特定咒语的效果cout << spellbook["Lumos"] << endl; // 输出: 发出亮光照亮四周// 遍历魔法字典，展示所有咒语及其效果for(auto entry : spellbook) {cout << "咒语: " << entry.first << ", 效果: " << entry.second << endl;}// 创建另一个魔法字典，这次关联字母与该字母在魔法字母表中的位置map<char, int> magicalAlphabet;// 初始化字母表for(char letter = 'a'; letter <= 'z'; ++letter) {magicalAlphabet[letter] = letter - 'a' + 1; // 计算位置}// 输出魔法字母表for(auto entry : magicalAlphabet) {cout << "字母: " << entry.first << ", 位置: " << entry.second << endl;}return 0;
}

栈stack

想象你正置身于一个古老而神秘的图书馆深处，那里藏有一本无尽之书，名为stack。这本魔法书与众不同，它遵循着“后进先出”的古老法则，记录着一系列珍贵的知识和秘密。

知识的叠加

在这个图书馆里，每位学者都小心翼翼地向这本无尽之书《stack》中添加新的篇章。有趣的是，每次添加新页，都会自动置于书的最上方，就像堆叠起的盘子，最新放置的总是在最顶端，最下方的则是最早放置的。这便是stack的核心奥义——“后进先出”（LIFO, Last In First Out）原则。

探索与揭示

压栈：每当有新的发现或灵感闪现，学者们便使用push这个魔法词语，将新知识轻轻一推，它便神奇地出现在书的最顶层，成为当前最亟待探索的内容。
弹栈：而想要回顾最近一次添加的内容，只需轻轻一声pop，最上方的页面便会自动分离，展露出其下的秘密，而这份知识也随之离开了《stack》，回到了学者的记忆之中。
窥视顶页：如果只是好奇而不急于揭开，top法术能让最上层的知识显露一角，供人一窥究竟，而不会改变书的堆叠顺序。
检测空满：随着时间流逝，学者们还能通过empty和size两种探测魔法，了解书是否已满载知识，或是空空如也，等待新的填充。

生活中的隐喻

在编程的世界中，stack就如同那个神秘图书馆中的无尽之书，它帮助我们管理那些需要遵循特定顺序处理的数据，比如函数调用的顺序、撤销操作的历史记录、浏览器的后退按钮等。每当有新的操作发生，就像在书中添加新的一页；而当需要回溯时，最近的操作被最先处理，恰似学者翻阅书页，探求最近的记忆。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;int main()
{stack<int> st;st.push(1);//入栈 st.pop();//出栈 cout<<st.size()<<endl;//栈的大小 while(!st.empty())//判断栈不为空时 {cout<<st.top()<<endl;//输出栈顶 st.pop();}return 0;
}

队列queue

信使的守则

队列遵循着“先进先出”（First In, First Out, FIFO）的古老法则。这意味着最早到达队列的包裹，将最先被送达，正如清晨的露珠等候阳光的亲吻，排在首位的旅客期待着第一缕阳光的照耀。

魔法包裹的旅程

入队：每当新的包裹来到，魔法使只需轻声一句“enqueue”，包裹便自动加入队列的末尾，融入那条光河之中，静候它的旅程。
出队：而在队列的另一端，最前面的包裹在“dequeue”的咒语下，化作一道光芒，飞向它的目的地，同时为后面的包裹腾出了前进的空间。
窥视队首：若想知晓即将出发的是哪份包裹，只需施展“peek”法术，便能在不扰乱队列秩序的情况下，一睹其风采。
检查队列：用“is_empty”或“size”咒语，可快速了解队列是否空空如也，或是包裹数量几何，这对于管理这条魔法通道至关重要。

队列的魔力应用

在魔法与现实交织的世界里，队列的形态千变万化：

魔法师的助手：在繁忙的魔法学院，学员提交的作业通过队列有序等待批改，保证了每位学生都能及时得到反馈。
传送门的守卫：在多维旅行的传送门旁，旅客们排成队列，按顺序穿越，维持了时空旅行的稳定与安全。
咒语的编织：复杂的咒语组合中，每个咒词依序通过队列等待释放，确保魔法仪式的精准执行。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;int main()
{queue<int> q;q.push(1);//入队 q.pop();//出队 cout<<q.size()<<endl;//队列大小 while(!q.empty())//队列不为空时 {cout<<q.front()<<endl;//输出队列头 q.pop();} return 0;
}