STL容器及适配器

Posted 2020-10-04

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STL容器及适配器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

STL容器

1.序列式容器

： vector，deque，list。

每个元素都有固定的位置（取决于插入的时机和位置，与元素值无关）。

vector

特点：
将一个元素置于一个动态数组中加以管理，可以随机存取元素。在数组尾部添加或删除元素非常快速，但是在中部或头部插入或删除元素比较耗时。

deque

“double-ended queue” 双端队列，可以随机存取。数组尾部或头部添加或删除元素非常快速，但在中部插入或删除元素比较费时。实际上，deque 是对vector 和list 优缺点的结合，它是处于两者之间的一种容器。

list

双向链表，不提供随机存取（按顺序存储），在任何位置插入或删除动作都非常迅速。只能顺序访问（从前向后或者从后向前）。与前面两种容器类有一个明显的区别就是：它不支持随机访问。要访问表中某个下标处的项需要从表头或表尾处（接近该下标的一端）开始循环。而且缺少下标预算符：operator[]。

1 vector

向量相当于一个数组
    在内存中分配一块连续的内存空间进行存储。支持不指定vector大小的存储。STL内部实现时，首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储，即capacituy（）函数返回的大小，当超过此分配的空间时再整体重新放分配一块内存存储，这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉。通常此默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。
   优点：(1) 不指定一块内存大小的数组的连续存储，即可以像数组一样操作，但可以对此数组
               进行动态操作。通常体现在push_back() pop_back()
               (2) 随机访问方便，即支持[ ]操作符和vector.at()
               (3) 节省空间。
   缺点：(1) 在内部进行插入删除操作效率低。
               (2) 只能在vector的最后进行push和pop，不能在vector的头进行push和pop。
                (3) 当动态添加的数据超过vector默认分配的大小时要进行整体的重新分配、拷贝与释放。

操作：

1插入和删除操作push_back，pop_back（只能在数组尾部进行），删除特定位置元素erase；

2返回固定位置的元素at（int n）,支持【】操作，头和尾元素front，back；

3返回头或尾的指针用begin，end；

4其他：size,swap,empty;

2 list
    双向链表
    每一个结点都包括一个信息快Info、一个前驱指针Pre、一个后驱指针Post。可以不分配必须的内存大小方便的进行添加和删除操作。使用的是非连续的内存空间进行存储。
   优点：(1) 不使用连续内存完成动态操作。
               (2) 在内部方便的进行插入和删除操作
               (3) 可在两端进行push、pop
   缺点：(1) 不能进行内部的随机访问，即不支持[ ]操作符和vector.at()
               (2) 相对于verctor占用内存多

操作：

函数名说明

assign() 给list赋值back() 返回最后一个元素begin() 返回指向第一个元素的迭代器

clear() empty() erase() 删除一个元素 remove()从list删除元素

remove_if() 按指定条件删除元素

front() 返回第一个元素 end() 返回末尾的迭代器

insert() 插入一个元素到list中pop_back() 删除最后一个元素

pop_front() 删除第一个元素push_back() 在list的末尾添加一个元素

push_front() 在list的头部添加一个元素

reverse() 把list的元素倒转

size() 返回list中的元素个数

sort() 给list排序

splice() 合并两个list,源list的内容部分或全部元素删除，拼插入到目的list

swap() 交换两个list

unique() 删除list中重复的元素

3 deque
   双端队列 double-end queue
   deque是在功能上合并了vector和list。
   优点：(1) 随机访问方便，即支持[ ]操作符和vector.at()
               (2) 在内部方便的进行插入和删除操作
               (3) 可在两端进行push、pop
   缺点：(1) 占用内存多
操作：

pop_back() 删除尾部的元素pop_front() 删除头部的元素

push_back() 在尾部加入一个元素push_front() 在头部加入一个元素

其他vector有的他也有。（与vector区别就是他多一个头部插入和删除的功能）

使用区别：
     1 如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector
     2 如果你需要大量的插入和删除，而不关心随即存取，则应使用list
     3 如果你需要随即存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque

2.关联式容器

：set，multiset, map, multimap

元素位置取决于特定的排序准则，与插入顺序无关。

关联容器和顺序容器的本质区别：

关联容器是通过键存取和读取元素、顺序容器通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。因此，关联容器不提供front、push_front、pop_front、back、push_back以及pop_back，此外对于关联容器不能通过容器大小来定义，因为这样的话将无法知道键所对应的值什么。

都支持find、count、insert、erase操作。

Sets/Multisets：
内部的元素依据其值自动排序，Set内的相同数值的元素只能出现一次，Multisets内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

操作：

Maps/Multimaps：

Map的元素是成对的键值/实值，内部的元素依据其值自动排序，Map内的相同数值的元素只能出现一次，Multimaps内可包含多个数值相同的元素，内部由二叉树实现（实际上基于红黑树(RB-tree）实现），便于查找；

map就是一个容器，里面装的就是若干个pair。每个pair的第一个元素，称为键（注意键的类型必须支持小于(<)操作），第二个元素，称为值。对于普通的map，每个键都对应一个值。这样的看起来，键类似于数组的下标，而值类似于数组的值。

STL容器适配器

：栈stack 、队列queue 和优先级priority_queue 。

适配器是容器的接口，它本身不能直接保存元素，它保存元素的机制是调用

另一种顺序容器去实现，即可以把适配器看作“它保存一个容器，这个容器再保
存所有元素”。(不能由迭代器访问元素或者数组下表访问元素)
*STL 中提供的三种适配器可以由某一种顺序容器去实现。默认下stack 和queue 基于deque 容器实现，priority_queue 则基于vector 容器实现。由于适配器的特点，一个适配器不是可以由任一个顺序容器都可以实现的。栈stack 的特点是后进先出，所以它关联的基本容器可以是任意一种顺序容器，因为这些容器类型结构都可以提供栈的操作有求，它们都提供了push_back 、pop_back 和back 操作。队列queue 的特点是先进先出，适配器要求其关联的基础容器必须提供pop_front 操作，因此其不能建立在vector 容器上。

//插入和删除push,pop（注意区分不同数据结构此操作区别）无insert操作。

//均有清空及返回数据个数的操作，无erase操作；

//返回顶或头、尾,用top，（front，back）》》不能由迭代器访问元素或者数组下标访问元素

（1） Stacks（堆栈）
C++ Stack（堆栈）是一个容器类的改编，为程序员提供了堆栈的全部功能，—
—也就是说实现了一个先进后出（FILO）的数据结构。
1.empty() 堆栈为空则返回真
2.pop() 移除栈顶元素
3.push() 在栈顶增加元素
4.size() 返回栈中元素数目
5.top() 返回栈顶元素
（2） C++ Queues(队列)
C++队列是一种容器适配器，它给予程序员一种先进先出(FIFO)的数据结构。
1.back() 返回一个引用，指向最后一个元素
2.empty() 如果队列空则返回真
3.front() 返回第一个元素
4.pop() 删除第一个元素
5.push() 在末尾加入一个元素
6.size() 返回队列中元素的个数
（3） Priority Queues(优先队列)
C++优先队列类似队列，但是在这个数据结构中的元素按照一定的断言排列有
序。
1.empty() 如果优先队列为空，则返回真
2.pop() 删除第一个元素