小白学习C++ 教程二十二C++ 中的STL容器stackqueue和map

Posted 2021-09-10 刘润森！

@Author：Runsen

STL 中的栈容器是一种容器适配器。在栈容器中，元素在一端插入并在同一端删除。

stack

为了实现堆栈容器，我们需要在我们的程序中包含头文件<stack>。

#include<stack>

stack容器的一般声明语法是：

stack<objectType> stackNam

下面介绍下STL 中stack容器支持的各种操作。

• push 操作用于在堆栈中插入一个元素。此操作始终在堆栈顶部添加元素。
• pop 操作用于从堆栈中删除元素。移除的元素是栈顶指向的元素。
• top : 返回栈顶元素。
• empty : 检查堆栈是否为空。
• size：返回栈的大小，即栈中元素的数量。

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main() {
    stack<int> stack;
    stack.push(21);
    stack.push(22);
    stack.push(24);
    stack.push(25);
     
    stack.pop();
    stack.pop();
 
    while (!stack.empty()) {
        cout << ' ' << stack.top();
        stack.pop();
    }
}

queue

元素添加到队列的后面，而从队列的前面删除。一般来说，队列采用先进先出（FIFO）的排列方式。

要在程序中实现队列容器，我们必须在代码中包含一个头文件 <queue>。

队列支持的各种操作。

• empty() – 返回队列是否为空。
• size() – 返回队列的大小。
• swap()：交换两个队列的内容，但队列的类型必须相同，尽管大小可能不同。
• emplace()：在队列容器中插入一个新元素，新元素被添加到队列的末尾。
• queue::front() 和 queue::back() – front()函数返回对队列第一个元素的引用。back()函数返回对队列最后一个元素的引用。
• push(g) 和 pop() – push()函数在队列末尾添加元素“g”。pop()函数删除队列的第一个元素。

#include <iostream>
#include <queue>

using namespace std;

// Print the queue
void showq(queue<int> gq)
{
    queue<int> g = gq;
    while (!g.empty()) {
        cout << '\\t' << g.front();
        g.pop();
    }
    cout << '\\n';
}

// Driver Code
int main()
{
    queue<int> gquiz;
    gquiz.push(10);
    gquiz.push(20);
    gquiz.push(30);

    cout << "The queue gquiz is : ";
    showq(gquiz);

    cout << "\\ngquiz.size() : " << gquiz.size();
    cout << "\\ngquiz.front() : " << gquiz.front();
    cout << "\\ngquiz.back() : " << gquiz.back();

    cout << "\\ngquiz.pop() : ";
    gquiz.pop();
    showq(gquiz);
    return 0;
}

map

map是具有键值对的关联容器，因此键值始终是唯一的。map中的键可以插入或删除，但不能更改。另一方面，可以更改与键关联的值。

• at 和 [ ]：运算符 at和 [ ] 用于访问map元素。at 和 [] 具有相同的功能，但只有一个区别。如果映射中不存在访问的键，则“at ”运算符会引发异常。而 [ ] 运算符会在映射中不存在访问的键时在map中插入新键。
• begin : 返回map中第一个元素的迭代器。
• end：返回指向map中最后一个元素之后的元素的迭代器。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
int main()
{
    map<int, int> mymap{ {1,10},{2,20},{3,30} };
    map<int, int> ::iterator it;
    cout << "\\nThe map mymap is : \\n";
    cout << "\\tKEY\\tVALUE\\n";
    for (it = mymap.begin(); it != mymap.end(); ++it) {
        cout << '\\t' << it->first
            << '\\t' << it->second << '\\n';
    }
    cout << endl;
    mymap.at(2) = 10; 
    mymap[3] = 10; 
    cout << "\\nThe map mymap is : \\n";
    cout << "\\tKEY\\tVALUE\\n";
    for (it = mymap.begin(); it != mymap.end(); ++it) {
        cout << '\\t' << it->first
            << '\\t' << it->second << '\\n';
    }
    cout << endl;
}

输出如下

The map mymap is :
        KEY     VALUE
        1       10
        2       20
        3       30


The map mymap is :
        KEY     VALUE
        1       10
        2       10
        3       10

unordered_map

unordered_map 是一个关联容器，用于存储由键值和映射值组合形成的元素。map的API 对于unordered_map 的操作基本相同。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
 
int main()
{
    unordered_map<string, int> umap;
 
    umap["1"] = 10;
    umap["2"] = 20;
    umap["3"] = 30;
 
    for (auto x : umap)
      cout << x.first << " " << x.second << endl;
 
}

map和unordered_map的对比：

map 操作的平均时间复杂度为 O(log n) 而对于 unordered_map，平均时间复杂度为 O(1)。

对于查找问题，unordered_map会更加高效一些，因此遇到查找问题，常会考虑一下用unordered_map，但是空间占用上unorder_map要高于map，因为unorder_map占用的内存更加高一点,unorder_map内部采用hash表,map内部采用的是红黑树,内存占有率的问题转化成hash表 VS 红黑树,还是unorder_map内存要高一点