C++ STL 的 C 等效项 [重复]

C++ STL的C等效项 [重复]

C++标准模板库（STL）是C++语言中的一个重要组成部分，它提供了一系列通用的数据结构和算法。然而，有些开发者可能更喜欢使用C语言进行编程，或者在某些情况下只能使用C语言。幸运的是，C++ STL的功能在C语言中也有等效的实现。本文将探讨C++ STL中一些常用的功能，并介绍它们在C语言中的等效项。

动态数组

C++ STL提供了一个动态数组的容器类vector。它允许我们在运行时动态地添加和删除元素。在C语言中，我们可以使用指针和动态内存分配来实现类似的功能。下面是一个使用C语言实现动态数组的示例代码：

c
#include 
#include 
typedef struct {
    int* data;
    int size;
    int capacity;
} DynamicArray;
DynamicArray* createDynamicArray() {
    DynamicArray* arr = (DynamicArray*)malloc(sizeof(DynamicArray));
    arr->data = (int*)malloc(sizeof(int));
    arr->size = 0;
    arr->capacity = 1;
    return arr;
}
void destroyDynamicArray(DynamicArray* arr) {
    free(arr->data);
    free(arr);
}
void pushBack(DynamicArray* arr, int element) {
    if (arr->size == arr->capacity) {
        arr->capacity *= 2;
        arr->data = (int*)realloc(arr->data, arr->capacity * sizeof(int));
    }
    arr->data[arr->size++] = element;
}
int main() {
    DynamicArray* arr = createDynamicArray();
    pushBack(arr, 1);
    pushBack(arr, 2);
    pushBack(arr, 3);
    for (int i = 0; i < arr->size; i++) {
        printf("%d ", arr->data[i]);
    }
    destroyDynamicArray(arr);
    return 0;
}

上述代码使用了一个结构体DynamicArray来模拟C++ STL中的vector类。通过createDynamicArray函数创建一个动态数组，并使用pushBack函数向数组末尾添加元素。最后，我们可以使用循环打印数组中的所有元素，并使用destroyDynamicArray函数释放内存。

链表

C++ STL中的链表容器类list提供了高效的链表操作。在C语言中，我们可以使用指针和结构体来实现类似的链表数据结构。下面是一个使用C语言实现链表的示例代码：

c
#include 
#include 
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;
typedef struct {
    Node* head;
    int size;
} LinkedList;
LinkedList* createLinkedList() {
    LinkedList* list = (LinkedList*)malloc(sizeof(LinkedList));
    list->head = NULL;
    list->size = 0;
    return list;
}
void destroyLinkedList(LinkedList* list) {
    Node* current = list->head;
    while (current != NULL) {
        Node* next = current->next;
        free(current);
        current = next;
    }
    free(list);
}
void pushFront(LinkedList* list, int element) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = element;
    newNode->next = list->head;
    list->head = newNode;
    list->size++;
}
void printLinkedList(LinkedList* list) {
    Node* current = list->head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
}
int main() {
    LinkedList* list = createLinkedList();
    pushFront(list, 3);
    pushFront(list, 2);
    pushFront(list, 1);
    printLinkedList(list);
    destroyLinkedList(list);
    return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个结构体Node表示链表的节点，其中包含数据和指向下一个节点的指针。链表本身由一个结构体LinkedList表示，包含头指针和链表的大小。通过createLinkedList函数创建一个空链表，并使用pushFront函数在链表头部插入元素。最后，我们使用printLinkedList函数打印链表中的所有元素，并使用destroyLinkedList函数释放内存。

堆栈

C++ STL中的堆栈容器类stack提供了后进先出（LIFO）的数据结构。在C语言中，我们可以使用数组和指针来实现堆栈。下面是一个使用C语言实现堆栈的示例代码：

c
#include 
#include 
#define MAX_SIZE 100
typedef struct {
    int data[MAX_SIZE];
    int top;
} Stack;
Stack* createStack() {
    Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));
    stack->top = -1;
    return stack;
}
void destroyStack(Stack* stack) {
    free(stack);
}
void push(Stack* stack, int element) {
    if (stack->top == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Stack Overflow\n");
        return;
    }
    stack->data[++stack->top] = element;
}
int pop(Stack* stack) {
    if (stack->top == -1) {
        printf("Stack Underflow\n");
        return -1;
    }
    return stack->data[stack->top--];
}
int main() {
    Stack* stack = createStack();
    push(stack, 1);
    push(stack, 2);
    push(stack, 3);
    while (stack->top != -1) {
        printf("%d ", pop(stack));
    }
    destroyStack(stack);
    return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个结构体Stack表示堆栈，其中包含一个数组和一个指示栈顶位置的变量。通过createStack函数创建一个空的堆栈，并使用push函数将元素压入堆栈。使用pop函数从堆栈中弹出元素，并使用while循环打印所有弹出的元素。最后，我们使用destroyStack函数释放内存。

队列

C++ STL中的队列容器类queue提供了先进先出（FIFO）的数据结构。在C语言中，我们可以使用数组和指针来实现队列。下面是一个使用C语言实现队列的示例代码：

c
#include 
#include 
#define MAX_SIZE 100
typedef struct {
    int data[MAX_SIZE];
    int front;
    int rear;
} Queue;
Queue* createQueue() {
    Queue* queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
    queue->front = -1;
    queue->rear = -1;
    return queue;
}
void destroyQueue(Queue* queue) {
    free(queue);
}
void enqueue(Queue* queue, int element) {
    if (queue->rear == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Queue Overflow\n");
        return;
    }
    queue->data[++queue->rear] = element;
    if (queue->front == -1) {
        queue->front = 0;
    }
}
int dequeue(Queue* queue) {
    if (queue->front == -1 || queue->front > queue->rear) {
        printf("Queue Underflow\n");
        return -1;
    }
    return queue->data[queue->front++];
}
int main() {
    Queue* queue = createQueue();
    enqueue(queue, 1);
    enqueue(queue, 2);
    enqueue(queue, 3);
    while (queue->front != -1) {
        printf("%d ", dequeue(queue));
    }
    destroyQueue(queue);
    return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个结构体Queue表示队列，其中包含一个数组和两个指示队列头尾位置的变量。通过createQueue函数创建一个空队列，并使用enqueue函数将元素入队。使用dequeue函数从队列中出队并返回元素，并使用while循环打印所有出队的元素。最后，我们使用destroyQueue函数释放内存。

本文介绍了C++ STL中一些常用的功能在C语言中的等效实现。通过使用指针和动态内存分配，我们可以在C语言中实现类似于C++ STL中的动态数组、链表、堆栈和队列等数据结构。这些等效项可以帮助那些更喜欢使用C语言或只能使用C语言的开发者，以及在某些情况下无法使用C++的项目。在实际编程中，根据项目需求和个人偏好，选择合适的实现方式是很重要的。

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