C++学习四：高级

STL容器相关

一、vector向量

// Java的集合框架 非常强大  相当于  C++  STL（标准模板库） #include <iostream>
// TODO STL 是“Standard Template Library”的缩写，中文译为“标准模板库”。STL 是 C++ 标准库的一部分，不用单独安装。
// STL 有很多很多的容器
// C ++ vector 向量 容器 （内部：封装动态大小数组作为容器，能够存放任意的动态数组【数据结构】）
#include <iostream>
#include <vector> // 引入 vector 容器的支持
using namespace std;
int main() {
    vector<int> vector1;
    vector<int> vector2(10); // 指定10的空间大小
    vector<int> vector3(10, 0); // 有了10个值了 每个值都是0
    vector<int> vector4;
    // vector4.begin() 迭代器 插入到前面
    // vector4.end() 迭代器 插入到后面
    // 插入数据
    vector4.insert(vector4.begin(), 40);
    vector4.insert(vector4.begin(), 60);
    vector4.insert(vector4.begin(), 80);
    vector4.insert(vector4.begin(), 100);
    vector4.insert(vector4.begin(), 200);

    // 第一个  200 100 80 60 40
    cout << " 修改前：vector4.front():" << vector4.front() << endl;  
    vector4.front() = 99; // 默认修改第一个
    cout << " 修改后：vector4.front():" << vector4.front() << endl; 

    // 最后一个
    cout << " 修改前：vector4.back():" << vector4.back() << endl;
    vector4.back() = 777; // 默认修改最后 99 100 80 60 777
    cout << " 修改后：vector4.back():" << vector4.back() << endl;

    vector4.erase(vector4.begin()); // 移除第一个元素（内部：通过迭代器的位置 进行移除）  删除 100 80 60 777

    // 循环打印，默认 从大到小输出
    for (int i = 0; i < vector4.size(); ++i) { 
        cout << "item:" << vector4[i] << endl; //100 80 60 777
    }

    // KT的类型推到  相当于 C++ auto
    /*var a = 10;
    var b = 30.4f;
    var c = "";*/

    // 迭代器 循环遍历
    // auto Kotlin自带类型推导
    // for (vector<int>::iterator iteratorVar = vector4.begin(); iteratorVar != vector4.end(); iteratorVar++) {
    for (auto iteratorVar = vector4.begin(); iteratorVar != vector4.end(); iteratorVar++) {
        // 迭代器 当中指针操作  iteratorVar++
        cout << "迭代器：" << *iteratorVar << endl;
    }
    return 0;
}

二、stack栈

//  先进后出
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
// NDK开发者 几乎用不到
int main() {
    stack<int> stackVar;

    // 压栈（注意：stack无法指定那个位置去压栈）
    stackVar.push(30);
    stackVar.push(60);
    stackVar.push(90);
    //90 60 30

    // [] 角标是不行的，内部没有重载此运算符
    /*for (int i = 0; i < stackVar.size(); ++i) {
        // cout << stackVar[i] << endl;
        // cout << stackVar.at() << endl;
    }*/

    // 他根本就没有迭代器
    // 开发者 自己组装 迭代器 遍历
    /*for (stack<int>::iterator; i < ; ++i) {
    }*/

    // 慎用，为什么？ 元素被弹完了
    // 这种方式是可以的，手枪把子弹全部打完【会把元素清空】
    while (!stackVar.empty()) {
        int top = stackVar.top(); // top == 获取栈顶的元素
        cout << "获取栈顶的元素：" << top << endl; // 永远拿 90
        stackVar.pop(); // 把栈顶的元素 弹出去  【删除】
    }
    /*int top = stackVar.top();
    cout << top << endl;*/
    return 0;
}

三、队列queue

//先进先出
#include <iostream>
#include <queue> // 队列支持（内部：基本上 链表 、 数组 ）
using namespace std;
int main() {
    queue<int> queueVar;

    queueVar.push(20);
    queueVar.push(40);
    queueVar.push(60);
    //20 40 60 
    // 第一个元素是谁 20  FIFO 原则
    cout << " 修改前： queueVar.front():" << queueVar.front() << endl;
    queueVar.front() = 88;  //88 40 60 
    cout << " 修改后： queueVar.front():" << queueVar.front() << endl;

    // 最后一个
    cout << " 修改前： queueVar.back():" << queueVar.back() << endl;
    queueVar.back() = 88; // 88 40 88
    cout << " 修改后： queueVar.back():" << queueVar.back() << endl;

    // 没有找到 角标
    /*for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        queueVar[i];
    }*/

    // 他根本就没有迭代器
    /*for (queue<int>::iterator; i < ; ++i) {
    }*/

    // 慎用，为什么？ 前面的元素全部被消费完了
    while (!queueVar.empty()) {
        cout << "while1:" << queueVar.front() << endl;
        queueVar.pop(); // 把前面的元素 给消费掉  【删除】
    }
    return 0;
}

四、list

/ / Java：ArrayList采用Object[]数组，   C++的list 内部：采用链表
#include <iostream>
#include <list> // list容器的支持
using namespace std;
int main() {
    list<int> listVar;

    // 插入操作
    listVar.push_front(50); // 插入到前面   明确
    listVar.push_back(60); // 插入到后面
    listVar.insert(listVar.begin(), 70); // 插入到前面  灵活
    listVar.insert(listVar.end(), 80); // 插入到后面
    //70 50 60 80
    // 修改操作
    listVar.back() = 88;
    listVar.front() = 55;

    // 删除
    listVar.erase(listVar.begin()); // 删除最前面的 55
    listVar.erase(listVar.end()); // 删除最后面的 88

    // list 迭代器
    // 不用通过角标去访问，也不能修改   遍历
    for (list<int>::iterator it = listVar.begin(); it != listVar.end() ; it ++) {
        cout << *it << endl;
    }
    return 0;
}

五、set

// set（内部：红黑树结构），会对你存入的数据进行排序，但是绝对不允许元素相同

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {
    set<int, less<int>> setVar; //  __x < __y 从小到大，默认情况下 就是 less
    // 添加参数，不需要用迭代器，也不需要指定位置
    setVar.insert(1);
    setVar.insert(3);
    setVar.insert(2);
    setVar.insert(4);

    // 重复插入，并不会报错  std::pair<iterator, bool>
    pair<set<int, less<int>>::iterator, bool> res = setVar.insert(8);

    // res.first 获取第一个元素 迭代器   当前迭代器   最后一个位置
    // res.second 获取第二个元素 bool
    bool insert_success = res.second;
    if (insert_success) {
        cout << "恭喜你，插入成功" << endl;
    } else {
        cout << "哎，插入失败.." << endl;
    }

    // 全部遍历  auto 自动推到
    for (auto it = setVar.begin(); it != setVar.end() ; it ++) {
        cout << *it << endl;
    }
    return 0;
}

六、谓词

// 谓词 设计对象的排序
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
class Person {
public:
    string name;
    int id;
    Person(string name, int id) : name(name), id(id) {}
};

// C++ 都是一些常规的 谓词  不能满足功能， 模仿C++源码的谓词 自定义谓词 解决这个问题

// C++缔造者写的这个源码 没有对象比较的功能 【系统源码谓词 做不到对象比较功能】
// bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const { return __x < __y; }

// 我们就自定义这个功能  【自定义谓词 没有达到谓词的标准】
bool doCompareAction(const Person& person1, const Person& person2) {
    return person1.id < person2.id;
};

// 真正的谓词
struct doCompareAction2 {
public:
    bool operator() (const Person& __x, const Person& __y) {
        return __x.id < __y.id;
    }
};

struct doCompareAction3 {
public:
    bool operator() (const Person& __x, const Person& __y) {
        return __x.id > __y.id;
    }
};

int main() {
    // 默认是 less  return 对象1 < 对象2;

    set<Person, doCompareAction2> setVar;

    // set<Person, doCompareAction3> setVar;

    // 构建对象
    Person p1 ("Snake", 1);
    Person p2 ("kevin", 2);
    Person p3 ("Derry", 3);

    // 把构建的对象 插入到 set 容器里面去
    setVar.insert(p1);
    setVar.insert(p2);
    setVar.insert(p3);

    // name string  ---  c_str() ---->   char *
    for (set<Person>::iterator it = setVar.begin(); it != setVar.end() ; it ++) {
        cout << it->name.c_str() << " , " << it->id << endl;
    }
    return 0;
}

七、线程

1、基础

#include <iostream>
#include <pthread.h> 
using namespace std;

// void *(*)(void *)
void * customPthreadTask(void * pVoid) { // 异步线程  相当于Java的Thread.run函数一样
    // C++转换static_cast  转换指针操作的
    int * number = static_cast<int *>(pVoid); // pVoid==number int的地址，所以我用int*接收，很合理
    cout << "异步线程执行了:" << *number << endl;

    return 0; // 必须返回
}

int main() {
    int number = 9527;
    /**
      int pthread_create (pthread_t *,  // 参数一：线程ID
                        const pthread_attr_t *, // 参数二：线程属性
                        void *(*)(void *), // 参数三：函数指针的规则
                        void *); // 参数四：给函数指针传递的内容，void * 可以传递任何内容
     */
    pthread_t pthreadID; // 线程ID，每个线程都需要有的线程ID

    pthread_create(&pthreadID, 0, customPthreadTask, &number);

    return 0;
}

2、pthread的3种情况

//  第一种情况，main函数只要结束，不等异步线程，全部结束
//  第二种情况，我们开发者，千万不要让 main函数睡眠的方式，去等待异步线程
//  第三种情况，main函数一直等待 异步线程，只有异步线程执行完成后，我在执行 join后面的代码
#include <iostream>
#include <pthread.h> // Derry Cygwin 有 pthreads支持
#include <unistd.h>
using namespace std;
// void *(*)(void *)
void * runTask(void * pVoid) { // 异步线程  子线程
    int number = *static_cast<int *>(pVoid);
    cout << "异步线程执行了:" << number << endl;

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        cout << "run:" << i << endl;
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

int main() {
    int number = 999;

    pthread_t  pthreadID;
    pthread_create(&pthreadID, 0, runTask, &number);

    // 为了演示第二种情况
    // sleep(3); // main函数只 异步线程三秒钟

    // 异步线程在执行的过程中，我们的main函数 相当于 阻塞在这里不动了，只有异步线程执行完成后，我才开始执行join后面的代码
    pthread_join(pthreadID, 0);

    cout << "main函数即将弹栈..." << endl;
    return 0;
}

3、锁

// C++ 互斥锁 == Java版本（synchronize） 多线程操作的安全  持有内置锁
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <queue>
#include <unistd.h> // sleep（秒）
using namespace std;

queue<int> queueData; // 定义一个全局的队列，用于 存储/获取

pthread_mutex_t mutex; // 定义一个互斥锁

// void *(*)(void *)
void * task(void * pVoid) {
    /*synchronize(锁) {
        // code
    }*/

    pthread_mutex_lock(&mutex); // 锁住

    cout << "异步线程-当前线程的标记是:" << *static_cast<int *>(pVoid) << "异步线程" << endl;

    if (!queueData.empty()) { // 有元素
        printf("异步线程-获取队列的数据:%d\n", queueData.front());
        queueData.pop(); // 把数据弹出去，删除的意思
    } else { // 没有元素
        printf("异步线程-队列中没有数据了\n");
    }
    // sleep(0.2);
    pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁
    return 0;
}

int main()
{
    // 初始化 互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    // 给队列 初始化数据 手动增加数据进去
    for (int i = 10001; i < 10011; ++i) {
        queueData.push(i);
    }

    // 一次性定义10个线程
    pthread_t pthreadIDArray[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        pthread_create(&pthreadIDArray[i], 0, task, &i);

        // 不能使用 join，如果使用（就变成顺序的方式，就没有多线程的意义了，所以不能写join）
        // pthread_join(pthreadIDArray[i], 0);
    }

    // main函数等 异步线程
    sleep(12);
    // 销毁 互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    cout << "main函数即将弹栈..." << endl;
    // 每次运行 效果都不同：1，8，9，10，3，2，5，8
    // 每次运行 效果都是错乱
    return 0;
}