표준 템플릿 라이브러리

표준 템플릿 라이브러리

STL(Standard Template Library)은 C++ 언어가 제공하는 템플릿을 사용한 컨테이너 클래스를 제공하는 라이브러리 이다.

STL의 구성요소는 컨테이너, 반복자, 알고리즘이다.

컨테이너(container)

컨테이너는 순차 컨테이너와 연상 컨테이너가 있다.

순차 컨테이너(sequences container)

종류	특성
vector	확장가능한 배열 첨자를 이용한 빠른접근 끝에서 삽입(삭제)은 빠르나 그외의 위치에서의 삽입(삭제)은 느리다
list	이중 연결리스트 어느위치든 삽입(삭제)가 효율적이다 직접 접근이 어렵다
deque	vector 와 동일하나 앞에서도 효율적으로 삽입(삭제)할 수 있다

연상 컨테이너(associative container)

종류	특성
set	키만 저장하면 키값의 중복을 허용하지 않음
multiset	키값의 중복을 허용하는 set
map	키에 대응되는 값까지 같이 보관하며 키의 중복을 허용하지 않음
multimap	키의 중복을 허용하는 map

반복자(iterator)

반복자는 포인터의 개념을 일반화 한것으로 컨테이너에 저장된 원소를 순회하고 접근하는 일반화된 방법을 제공한다. 반복자는 컨테이너와 알고리즘을 하나로 동작하게 묶어주는 인터페이스 역활을 한다.

반복자	설명
순방향 반복자 (forward iterator)	입력, 출력 반복자 기능에 순방향으로 이동(++)이 가능한 재할당될 수 있는 반복자
양방향 반복자 (bidirectional iterator)	순방향 반복자 기능에 역방향으로 이동(--)이 가능한 반복자 ( list, set, mulitset, map, multimap)
임의 접근 반복자 (random access iterator)	양방향 반복자 기능에 +, -, += , -=, [] 연산이 가능한 반복자 (vector, deque)

알고리즘

알고리즘은 반복자를 사용하여 컨테이너의 원소에 대해 적용할 수 있는 여러가지 연산을 제공한다.

대표적인 STL 알고리즘

알고리즘	설명
search	주어진 값과 동일한 첫버째 요소를 반환
count	주어진 값과 일치하는 요소의 수를 반환
swap	컨테이너 안의 값을 교환
sort	컨테이너의 값들을 지정된 순서에 따라 정렬
merge	정렬된 두 영역의 원소들을 병합
reverse	list의 원소들을 역순으로 나열
remove	컨테이너에서 지정된 값을 제거
replace	지정된 값은 다른 값으로 대체
unique	인접 위치에 있는 중복된 값을 제거
for_each	지정된 함수를 컨테이너의 모든 원소에 적용

Vector 클래스

vector 클래스 템플릿은 배열개념을 구현한 클래스이다. vertor는 크기가 고정되지 않고 필요에 따라 공간이 확장 될 수 있다.

vertor의 크기 확장 및 데이터조작 관련 메서드

메서드	설명
push_back(value)	끝에 데이터 추가
pop_back	끝에 데이터를 꺼내오고 제거
size()	논리적 크기 반환
resize(n)	논리적 크기 변경
capacity()	물리적 크기 반환
reserve(n)	capacity()가 최소한 n을 반환하도록 확장
empty()	비어있는 벡터의 경우 true반환
erase(it)	반복자(it)가 가리키는 위치 삭제
erase(it1, it2)	it1 ~ it2 범위의 데이터 삭제
insert(it, value)	반복자가 가리키는 위치에 value 삽입

<vector>를 포함해야 한다.

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
  vector<int> vec(5);

  for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    vec[i] = i + 1;
  }

  cout << "백터의 논리적 크기 : " << vec.size() << endl;
  cout << "백터의 물리적 크기 : " << vec.capacity() << endl;
  cout << endl;

  vec.push_back(11);
  cout << "백터의 논리적 크기 : " << vec.size() << endl;
  cout << "백터의 물리적 크기 : " << vec.capacity() << endl;

  cout << "저장된 데이터 : ";
  for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec[i] << " ";
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

반복자 사용

반복자는 마치 포인터와 같은 방식으로 접근할 수 있도록 한다. vertor 객체의 begin()은 첫번째 원소를 가리키며, end()-1 는 마지막 원소를 가리킨다.

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
  vector<int> vec(5);

  for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    vec[i] = i + 1;
  }

  vector<int>::iterator it;
  cout << "저장된 데이터 : ";
  for (it = vec.begin(); it < vec.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  auto it2 = vec.begin();
  cout << "3번째 데이터 : " << *(it2+2) << endl;
  
  it2 = vec.end()-1;
  cout << "마지막 데이터 : " << *it2 << endl;
  return 0;
}

알고리즘 사용

알고리즘을 사용하기 위해서는 <algorithm>을 포함해야 한다.

난수를 사용해 두개의 vector를 생성하고 정렬한 다음 하나로 병합해보자.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ctime> // time 함수사용
#include <cstdlib> // rand 함수사용
using namespace std;

int main() {
  vector<int> vec1(5);
  vector<int> vec2(7);
  vector<int>::iterator it;

  srand((unsigned int)time(NULL)); // 시드 초기화

  // 첫번째 백터에 난수 입력
  for (it = vec1.begin(); it < vec1.end(); it++) {
    *it = rand() % 100;
  }

  // 두번째 백터에 난수 입력
  for (it = vec2.begin(); it < vec2.end(); it++) {
    *it = rand() % 100;
  }

  cout << "첫번째 백터 : ";
  for (it = vec1.begin(); it < vec1.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  cout << "두번째 백터 : ";
  for (it = vec2.begin(); it < vec2.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  // 백터 정렬
  sort(vec1.begin(), vec1.end());
  sort(vec2.begin(), vec2.end());

  cout << endl << "정렬된 후 데이터" << endl;
  cout << "첫번째 백터 : ";
  for (it = vec1.begin(); it < vec1.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  cout << "두번째 백터 : ";
  for (it = vec2.begin(); it < vec2.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;

  // 백터 병합
  vector<int> vec3(vec1.size() + vec2.size()); // 병합할 벡터
  merge(vec1.begin(), vec1.end(), vec2.begin(), vec2.end(), vec3.begin());

  cout << endl << "두 벡터의 병합 결과 : ";
  for (it = vec3.begin(); it < vec3.end(); it++) {
    cout << *it << " ";
  }
  cout << endl;
  return 0;
}