C++ 第十三章第十四章 案例教程

C++ 第十三章&第十四章 案例教程

说明：本教程承接前十二章。第十三章聚焦STL进阶（容器适配器、优先级队列、算法复杂度、仿函数、无序容器），第十四章讲解多线程编程（thread、mutex、async、future、atomic）。通过“任务调度系统”和“并行计算器”实战串联所有知识点。

第一部分：第十三章 STL进阶

一、背景故事：小杨需要优先级队列和更高效的查找

小杨的图形绘制系统运行良好，但他希望实现一个任务队列：根据任务优先级，总是执行最重要的任务。同时，他需要快速在海量数据中查找元素，希望使用哈希表（unordered_map）。于是他开始深入学习STL的高级组件。

二、容器适配器

容器适配器是基于底层容器（如deque、vector、list）实现的特殊接口。

2.1 stack（栈）

后进先出（LIFO）。默认基于deque。

#include<stack>stack<int>s;s.push(1);s.push(2);s.pop();// 弹出2inttop=s.top();// 1

2.2 queue（队列）

先进先出（FIFO）。默认基于deque。

#include<queue>queue<int>q;q.push(1);q.push(2);q.pop();// 弹出1intfront=q.front();// 2

2.3 priority_queue（优先队列）

最大值总是在顶部，默认使用<比较（最大堆）。

#include<queue>priority_queue<int>pq;// 最大堆pq.push(3);pq.push(1);pq.push(4);cout<<pq.top()<<endl;// 4pq.pop();// 最小堆priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>minHeap;minHeap.push(3);minHeap.push(1);minHeap.push(4);cout<<minHeap.top()<<endl;// 1

自定义比较仿函数：

structTask{intpriority;string name;// 自定义比较：优先级高的在堆顶（注意是 less 逻辑）booloperator<(constTask&other)const{returnpriority<other.priority;// 最大堆需要这样写}};priority_queue<Task>taskQueue;taskQueue.push({3,"写报告"});taskQueue.push({1,"回复邮件"});taskQueue.push({5,"修复bug"});cout<<taskQueue.top().name<<endl;// 修复bug

三、无序关联容器（哈希表）

C++11 提供了基于哈希的容器：unordered_set、unordered_map，平均O(1)查找。

#include<unordered_map>#include<unordered_set>unordered_map<string,int>scores;scores["张三"]=95;scores["李四"]=87;if(scores.find("张三")!=scores.end()){cout<<"张三分数: "<<scores["张三"]<<endl;}unordered_set<int>nums={1,2,3,4,5};nums.insert(6);nums.erase(3);

自定义哈希（为自定义类型）：

structPoint{intx,y;booloperator==(constPoint&<