STL各种数据结构及其底层实现

Posted 2021-06-28 boshuzhang

STL各种数据结构及其底层实现

• vector：底层数据结构为数组 ，支持快速随机访问 。扩容规则为：当我们新建一个vector的时候，会首先分配给他一片连续的内存空间，如std::vector<int> vec，当通过push_back向其中增加元素时，如果初始分配空间已满，就会引起vector扩容，其扩容规则在gcc下以2倍方式完成：首先重新申请一个2倍大的内存空间；然后将原空间的内容拷贝过来；最后将原空间内容进行释放，将内存交还给操作系统。根据vector的插入和删除特性，以及扩容规则，我们在使用vector的时候要注意，在插入位置和删除位置之后的所有迭代器和指针引用都会失效，同理，扩容之后的所有迭代器指针和引用也都会失效。
• list： 底层数据结构为双向链表，支持快速增删。
• deque：底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，详细见STL源码剖析P146，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问，deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:[堆1] --> [堆2] -->[堆3] --> ...，每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品。
• stack：底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
• queue： 底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时 （（stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）
• priority_queue：底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现。
• set：底层数据结构为红黑树，有序，不重复

• multiset： 底层数据结构为红黑树，有序，可重复 （重复是指关键字重复）

• map：底层数据结构为红黑树，有序，不重复

• multi：底层数据结构为红黑树，有序，可重复

• hash_set：底层数据结构为hash表，无序，不重复

• hash_multiset：底层数据结构为hash表，无序，可重复

• hash_map：底层数据结构为hash表，无序，不重复

• hash_multimap：底层数据结构为hash表，无序，可重复