STL(Standard Template Library) 는 C++ 에서 가장 자주 사용되는 라이브러리 중 하나입니다. PS (Problem Solving)을 공부하기 전에 필수적으로 익혀야 하는 라이브러리입니다. 문제를 푸는데 필요한 알고리즘들을 빠르게 구현할 수 있기 때문입니다. 자료구조에서 배우는 스택, 큐, 트리, 등등을 일일히 구현하고 문제를 푸는 것도 중요하지만 매번 그럴 수가 없기 때문에 STL을 활용해서 문제를 해결하는 것도 중요한 것이죠.
STL은 크게 4가지 ( container, iterator, algorithm, functor ) 로 나뉩니다. PS에서 중점적으로 볼 부분은 자료구조라고 할 수 있는 컨테이너(container) 와 각 컨테이너를 다룰 수 있는 여러 함수들이 구현되어 있는 알고리즘(algorithm) 이 핵심입니다.
STL을 제대로 다루기 위해서는 C++ 에 대한 기본적인 이해와 템플릿에 대한 이해가 필요합니다. (템플릿, 클래스, 오버로딩, 함수포인터 등등). STL 주제만으로 책이 있을 정도로 시중에도 STL을 주제로 한 책이 몇 권 있습니다.
따라서 자세한 정의와 설명는 다른 포스팅에서 다루고, 간단한 소개와 더불어 사용 및 예제 코드를 위주로 알아보겠습니다.
목차
pair
pair 는 2개의 데이터를 저장할 수 있는 변수입니다. 이름부터 pair, 쌍을 의미합니다. 두 객체를 하나의 객체로 취급할 수 있도록 묶어주는 클래스입니다. pair 을 사용하기 위해서는 <utility> 를 include 해야 합니다.
#include <iostream>
#include <utility>
using namespace std;
int main() {
//int, int 자료형을 저장하는 변수 선언
pair<int, int> p;
p = make_pair(4, 5); //(4, 5)를 p에 저장
p = { 4, 5 }; //c++11부터 가능
return 0;
}
vector
동적 배열입니다. 임의의 위치에 있는 원소의 접근과 뒤에서 원소를 추가하는 연산은 O(1) 을 보장합니다.
사용하려면 <vector> 를 include 한 이후 사용합니다.
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(){
//int 자료형을 저장하는 동적배열
vector<int> vec1;
//double 자료형을 저장하는 동적배열
vector<double> vec2;
//사용자가 정의한 Node 구조체를 저장하는 동적배열
vector<Node> vec3;
//벡터의 초기 크기를 n으로 설정
vector<int> vec4(n);
//벡터의 초기 크기를 n으로 설정하고 1로 초기화
vector<int> vec5(n, 1);
//크기가 n*m인 2차원 벡터를 선언하고 0으로 초기화
vector<vector<int> > vec6(n, vector<int>(m, 0));
//벡터의 맨 뒤에 원소(5) 추가
vec1.push_back(5);
//벡터의 맨 뒤 원소 삭제
vec1.pop_back();
//벡터의 크기 출력
printf("%d\n", vec1.size());
//벡터의 크기를 n으로 재설정
vec1.resize(n);
//벡터의 모든 원소 삭제
vec1.clear();
//벡터의 첫 원소의 주소, 마지막 원소의 다음 주소 리턴
vec1.begin();
vec1.end();
//[a, b) 주소 구간에 해당하는 원소 삭제
vec1.erase(vec1.begin(), vec1.end());//모든 원소 삭제
//vec7은 vec1의 2번째 원소부터 마지막 원소까지 복사하여 생성
vector<int> vec7=vector<int>(vec1.begin()+2, vec1.end());
return 0;
}
stack
스택 자료구조입니다. <stack> 을 include 해서 사용합니다.
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main(){
//int자료형을 저장하는 스택 생성
stack<int> st;
//원소(4) 삽입
st.push(4);
//맨 위 원소 팝
st.pop();
//맨 위 원소 값 출력
printf("%d\n", st.top());
//스택이 비어있다면 1 아니면 0
printf("%d\n", st.empty());
//스택에 저장되어 있는 원소의 수 출력
printf("%d\n", st.size());
return 0;
}
queue
큐 자료구조입니다. <queue> 를 include 해서 사용합니다.
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
//int자료형을 저장하는 큐 생성
queue<int> q;
//원소(4) 삽입
q.push(4);
//맨 위 원소 팝
q.pop();
//맨 위 원소 값 출력
printf("%d\n", q.front());
//큐가 비어있다면 1 아니면 0
printf("%d\n", q.empty());
//큐에 저장되어 있는 원소의 수 출력
printf("%d\n", q.size());
return 0;
}
deque
양쪽에서 끝나는 큐, 데크라고 불립니다. stack 과 queue 를 합친 구조입니다. 동적 배열에 해당하는데 vector 와 다르게 양쪽 끝에서 삽입 / 삭제가 가능하며, vector 와는 다르게 capacity 와 reverse 가 없습니다. 임의의 위치에 있는 원소 접근이나, 앞과 뒤에서 원소를 추가하는 연산은 O(1)을 보장합니다.
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
int main(){
//int 자료형을 저장하는 동적배열 생성
deque<int> dq;
//배열 맨 앞에 원소(5) 추가
dq.push_front(5);
//배열 맨 뒤에 원소(5) 추가
dq.push_back(5);
//배열 맨 앞의 원소 삭제
dq.pop_front();
//배열 맨 뒤의 원소 삭제
dq.pop_back();
//나머지는 vector와 동일하다.
return 0;
}
map
딕셔너리 자료구조입니다. 원소 삭제, 탐색 등의 연산은 O(logn)이 보장됩니다.
#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
int main(){
//int 자료형을 key로 int 자료형을 데이터로 저장하는 딕셔너리 자료구조 생성
map<int, int> m;
//(4, 5)원소 삽입
m.insert(make_pair(4, 5));
//또는
m[5]=6;
//key와 연관된 원소를 pair<키 자료형, 데이터 자료형> 형태로 리턴함
printf("%d\n", m.find(4)->second);
//key와 연관된 원소의 개수를 리턴함
printf("%d\n", m.count(4));
//저장된 원소의 수를 리턴함
printf("%d\n", m.size());
//해당 주소의 원소 삭제
m.erase(++m.begin());
//모든 원소 삭제
m.clear();
return 0;
}
set
균형 잡힌 이진트리입니다. 원소 삽입과 삭제, 탐색 등의 연산은 O(logn)이 보장됩니다.
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main(){
//int 자료형을 저장하는 균형잡힌 이진트리 생성
set<int> s;
//원소(5) 삽입
s.insert(5);
//6값을 가지는 원소를 찾음 있다면 해당 원소의 주소값, 없다면 s.end()리턴
if(s.find(6)!=s.end())
printf("존재합니다.\n");
else
printf("없습니다.\n");
//저장된 원소의 수를 리턴
printf("%d\n", s.size());
//모든 원소 삭제
s.clear();
//해당 주소의 원소 삭제
//2번째 원소 삭제
s.erase(++s.begin());
return 0;
}
algorithm
여러가지 알고리즘이 들어있는 헤더파일입니다. <algorithm> 을 include 해서 사용합니다.
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
bool cmp(const int a, const int b){
return a>b;
}
int main(){
int arr1[100000];
vector<int> arr2[100000];
int n=100000;
//sort
//첫 원소의 주소와 마지막 원소의 다음 주소를 인자로 넘겨준다.
sort(arr1, arr1+n);
sort(arr2.begin(), arr2.end());
//비교 함수도 만들어서 같이 넘겨줄 수 있다.
sort(arr1, arr1+n, cmp);
//stable_sort
//사용법은 같다.
stable_sort(arr1, arr1+n);
//lower_bound
//첫 원소의 주소와 마지막 원소의 다음 주소와 비교할 원소를 넘겨준다.
//구간내의 원소들은 정렬되어 있어야한다.
//리턴 값은 해당 원소의 주소값이다. 없다면 arr1+n을 리턴한다.
//또는 arr2.end()를 리턴한다.
int idx=lower_bound(arr1, arr1+n, 42)-arr1;
printf("%d\n", idx);
//upper_bound
//사용법은 같다.
vector<int>::iterator it=upper_bound(arr2.begin(), arr2.end(), 54);
if(it!=arr2.end())
printf("%d\n", *it);
//max_element
//첫 원소의 주소와 마지막 원소의 다음 주소를 인자로 넘겨준다.
//구간내의 최대값을 가지는 원소의 주소를 리턴한다.
printf("%d\n", *max_element(arr1, arr1+n));
//min_element
//사용법은 같다.
printf("%d\n", *min_element(arr2.begin(), arr2.end()));
//unique
//첫 원소의 주소와 마지막 원소의 다음 주소를 인자로 넘겨준다.
//구간내의 중복된 원소를 구간의 끝부분으로 밀어주고 마지막 원소의 다음 주소를 리턴한다.
//구간내의 원소들은 정렬되어 있어야한다.
//보통 erase와 함께 중복된 원소를 제거하는 방법으로 사용한다.
arr2.erase(unique(arr2.begin(), arr2.end()), arr2.end());
//next_permutation
//첫 원소의 주소와 마지막 원소의 다음 주소를 인자로 넘겨준다.
//구간내의 원소들의 다음 순열을 생성하고 true를 리턴한다.
//다음 순열이 없다면 false를 리턴한다.
//구간내의 원소들은 정렬되어 있어야한다.
int arr[10];
for(int i=0;i<10;i++)
arr[i]=i;
do{
for(int i=0;i<10;i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
}while(next_permutaion(arr, arr+10));
return 0;
}
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