C++/STL0.容器概述

Posted 2022-11-22

文章目录

• ​​一、容器分类​​

• ​​（1）序列性容器​​
• ​​（2）关联式容器​​
• ​​（3）容器适配器​​

• ​​二、容器共性​​
• ​​三、容器比较​​

一、容器分类

（1）序列性容器

• ​​序列式容器​​：按线性排列来存储某类型值的集合，每个元素都有自己特定的位置。顺序容器主要有vector、deque、list

1. ​​vector​​：

1. 本质是动态数组。它是在堆中分配内存，元素连续存放
2. 有保留内存，清除元素后内存也不会释放。当请求空间超出现有空间时，会申请等同于当前自身空间大小的新空间
3. 支持随机访问和任意位置插入删除。
4. 因为vector是连续存放的，在尾部增删元素速度最快，否则就要进行数据的移动，速度会慢很多。如果vector的元素是结构或类，移动时也会进行构造和析构操作

2. ​​deque​​：

1. 本质是分段数组+一个数组首地址索引数组。参考：​​deque的实现原理​​
2. 在容器任意位置的操作需要线性时间。随机访问速度比vector慢，但在随机位置增删数据比vector快
3. 支持随机访问和任意位置插入删除。
4. 和vector不同，deque支持高效地从起始和结尾端增删数据，这两个位置的操作不会引起其他数据移动

3. ​​list​​：

1. 本质是双向链表
2. 是一种双线性列表，只能从前向后或从后向前顺序访问，不支持随机访问

（2）关联式容器

• ​​关联式容器​​：与顺序容器相比，关联式容器更注重快速和高效地检索数据的能力。这类容器是根据键值（key）来检索数据的，键可以是值，也可是容器内的某一成员。这一类中的成员初始化后都是按一定顺序排列好的。主要有set、multiset、map和muitmap

1. ​​set​​：快速查找，不允许重复值
2. ​​multiset​​：快速查找，允许重复值
3. ​​map​​：一对一映射，基于关键字快速查找，不允许重复值
4. ​​multimap​​：一对多映射，基于关键字快速查找，允许重复值

（3）容器适配器

• ​​容器适配器​​：对已有容器的进行某些特性的再封装，不是一个真正的新容器，主要有stack、queue

1. ​​stack​​：堆栈类，后进后出
2. ​​queue​​：队列类，先进先出

二、容器共性

• 容器一般提供一下函数

名称	说明
默认构造函数	提供容器默认初始化的构造函数
复制构造函数	将容器初始化为现有同类容器副本的狗杂函数
析构函数	释放容器空间时进行内存整理的析构函数
empty	容器中无元素返回true；否则返回false
max_size	返回容器中可存储的最大元素数目
size	返回容器中当前元素个数
=	将一个容器赋给另一个容器
< / <= / > / >= / == / !=	容器间比较
swap	交换两个容器元素

• 顺序容器和关联容器共有函数如下

名称	说明
begin	此函数有两个版本，返回第一个元素的 迭代器指针 和 常迭代器指针
end	此函数有两个版本，返回最后一个元素后面一位的 迭代器指针 和 常迭代器指针
rbegin	此函数有两个版本，返回最后一个元素的 迭代器指针 和 常迭代器指针
rend	此函数有两个版本，返回第一个元素前一位的 迭代器指针 和 常迭代器指针
erase	从容器中清除一个或几个元素
clear	清除容器中所有元素

三、容器比较

• vector：

1. 连续空间存储
2. 快速访问随机元素（可用​​[]​​）；快速在末尾插入元素；在序列中随机增删元素比较慢
3. 如果一开始分配的空间不够，有一个重新分配更大空间的过程

• deque：

1. 小片的连续，小片间用链表相连，实际上内部有一个map指针。
2. 快速随机访问元素（因为知道类型，所以还是可以用​​[]​​取值，但速度没有vector快）；快速在首尾两端增删元素；在序列中随机增删元素比较慢；空间分配快于vector，重新分配空间后原有元素不需要备份。
3. 对deque的排序操作，可以先复制到vector，排序后再复制回来

• list：

1. 每个元素用链表相连
2. 随机访问比vector慢；随机插入比vector快。对每个元素分配空间，所以不存在空间不足重新分配的情况

• set：

1. 内部元素唯一，用一颗平衡树结构来存储。
2. 遍历的时候就排序了。查找也比较快

• map：

1. 一对一映射结合，key不能重复