STL体系结构基础介绍

Posted 2021-01-18 573177885qq

 

一、STL六大部件

　　容器(Containers)：存放元素，内存由分配器搞定

　　分配器(Allocator)：支持容器的内存分配

　　算法：操作容器元素的函数。与OO不同（面向对象将元素与函数放到一个类里），GP（模板编程）将数据放入容器，操作方法放入算法中。

　　迭代器(Iterator): 算法和容器之间的桥梁，通过迭代器，算法才能去操作容器中的元素。迭代器就是泛化的指针。

　　适配器(Adapters)：对其他组件进行转换。

　　仿函数(Functors)：自定义类的相关操作（比如自定义类A，计算其两个实例的相加、相减等，即操作符重载）。

二、一个例子使用六大部件

　　通常allocator那部分不用写。

        

三、容器遍历

　　前闭后开区间

　　

　　使用auto，for遍历

　　

　　auto的其他用法

　　 

 

四、容器结构与分析

　　1、顺序容器

　　Array:固定大小，连续空间存放

　　Vector: 当容量不够时，allocator在背后重新分配

　　Deque: 双端队列

　　List: 双向链表

　　ForwardList：单向链表

　　

　　2、关联容器（包括Unordered_Containers）

　　

　　关联容器的查找很快

　　Map/Set：一般用红黑树实现（左右高度平衡的二叉树）

　　MultiMap/MultiSet: key可重复的。

　　Map是key-value，Set是key-key。

　　无序容器：元素存放的位置是不固定的，由hash-table实现（目前最好的实现方式是seperate chaining）。

五、容器使用

　　1、编码习惯

　　   （1）为每个独立的程序创建namesapce;

　　　  (2)  在用到变量时才定义变量，但不缩进；

　　2、vector

　　  （1）因为单向，只能通过push_back存放元素（从头存放需要移动整个vector）;

　　　 (2)   当空间不足，重新分配内存时，内存两倍增长；

　　  （3）可以通过front,back访问首尾元素，data访问首地址（vector, array, list）；

　 3、List

　　   标准库有sort,各个容器也有自带sort，排序尽量用自带的sort。每次扩充一个结点，空间利用率高

　4、forwad_list

　     （1）压入元素用的是push_front（其他用的都是push_back）；

　　  （2）只有front访问首元素（back,size都不提供）；查找较慢。

   5、deque

　　 （1）内存分段连续（由buffer构成，每个buffer是连续的），当内存不够时，重新分配一个buffer。　

　　 （2）没有自带的sort，只能使用全局的sort

　　　

   6、stack、queue

　　  内部都是通过deque来实现，一个后进先出，一个先进先出（不提供iterator）。有人也称之为容器的适配器（Adapter）

　　　　　　

  7、multiset/multimap

　　(1)通过insert插入元素（会慢一点），有自带的find进行查找（很快）

　　(2)multimap: c.insert(pair<int, string>(i, buf))，不能使用c[i]来进行插入（key可能重复）

　 （3）查找时（*item).first为key，second为value

 8、unordered_multiset/unordered_multimap

      哈希表实现

 9、map

      可通过m[i]=c来插入，内部会形成pair<>(i, c)来进行插入