STL-vector,stack,list,queue

Posted 2020-07-12

vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素
list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素
deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转
deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高。

因此在实际使用时，如何选择这三个容器中哪一个，应根据你的需要而定，一般应遵循下面
的原则：
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。

cber：很遗憾地告诉你，你的回答只对了一半:((，看来老虎也有打盹的时候啊。

下面是“GotW #074”的主要内容，我知道你一定更喜欢看原文，但我贴此文是为了照顾一些刚学C++的朋友。

GotW #074主要内容：

// Example 1: [] vs. at()
//
void f( vector<int>& v )
{
  v[0];      // A
  v.at(0);   // B
}
在这个例子中，如果v不是空的，则A句和B句无分别。若v是空的，那么B句会throw一个std::out_of_range的exception；C++ Standard从效率和兼容‘内建型别’上考虑，并不要求A句throw出exception。即vector<T>::at()有下标越界检查（Bounds checking），而vector<T>::operator []()一般(注意是一般，C++ Standard并没有说operator[]一定不能做下标越界检查)没有做下标越界检查。如果向operator[]传入非法的下标，其行为“不可预测”

// Example 2: Some fun with vectors

vector<int> v;

v.reserve( 2 );
assert( v.capacity() == 2 );
1. 如cber所说，v.reserve(2)表示v的内部缓冲区至少能容纳2个元素，而不一定刚好容纳2个元素(可能更多)。vector的大小是按指数增长的，即cber所说“选择2的n次方来分配空间”，这句话应该改为assert( v.capacity() >= 2 );

2. 其实这个assert( v.capacity() >= 2 );也是多余的，因为C++ Standard保证执行v.reserve(n);后, 一定有v.capacity() >= n；即在vector<T>::reserve()中已经做了类似的assert，你又何必自己再来做重复的工作呢？除非你对你的C++  Standard Libaray的健壮性不放心:)。


v[0] = 1;
v[1] = 2;
这两条语句有明显的错误：v.reserve()只是增加了vector的存储空间，并没有增加其中元素的个数。这时v仍然是空的（v.size() == 0，v.capacity() >= 2），所以这里下标越界了。可以考虑改为v.push_back(1);v.push_back(2);


for( vector<int>::iterator i = v.begin(); i < v.end(); i++ )
{
  cout << *i << endl;
}
1. 这个循环不会打印任何东西，因为此时v是空的。
2. 尽量使用const，这里的iterator并没有改动v的元素，所以应该用const_iterator
3. 循环的结束条件处，比较两个iterators应该用 != 而非 < ，只有random-access iterator才能用 “<”来比较，而作为循环的结束条件，更加普遍的做法是用 “!=”来比较iter与v.end()。
4. 用++i取代i++，两者效率不同。
5. 避免不必要的重复计算，因为v.end()的值在循环中没有变，所以在循环之前对v.end()求一次值就可以了。
6. 用‘\n‘替代endl，因为使用endl会强制flush（冲洗） ostream的内部输出缓冲区，如果你不是每打印一个*i就需要flush一次缓冲区的话，用‘\n‘。
7. 使用标准的演算法，可以避免以上所有问题：
copy( v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\n") );
另外，似乎没有copy( v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, endl) );这种写法，所以当你确实需要每打印一行就flush一次缓冲区时，自己写一个copy()吧。


cout << v[0];
一般情况下，输出1，其实v[0]是越界了。


v.reserve( 100 );
assert( v.capacity() == 100 );
同上，这里的assert是不正确且多余的。
这里v重新分配（realloc）了缓冲区，但它认为自己只有0个元素，故原来的v[0] == 1并没有复制到新的缓冲区，所以新的v[0] == 0；所以下一句
cout << v[0];
会打印0，这一定会气倒一片人的。


v[2] = 3;
v[3] = 4;
// ...
v[99] = 100;
首先下标越界，其次按cber说的可以用for_each()


for( vector<int>::iterator i = v.begin();
    i < v.end(); i++ )
{
  cout << *i << endl;
}
改为：
copy( v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\n") );
关于用STL演算法取代自己编写循环的进一步讨论，请参看CUJ 2001十月，Scott Meyers写的《STL Algorithms vs. Hand-Written Loops》一文

好多的陷阱啊，一不小心就掉进去了，非得好好看看Effective STL / Exceptional C++不可。
我晕了，你晕了没有？

vector:
Constructors 构造函数 
Operators 对vector进行赋值或比较 
assign() 对Vector中的元素赋值 
at() 返回指定位置的元素 
back() 返回最末一个元素 
begin() 返回第一个元素的迭代器 
capacity() 返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下） 
clear() 清空所有元素 
empty() 判断Vector是否为空（返回true时为空） 
end() 返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置) 
erase() 删除指定元素 
front() 返回第一个元素 
get_allocator() 返回vector的内存分配器 
insert() 插入元素到Vector中 
max_size() 返回Vector所能容纳元素的最大数量（上限） 
pop_back() 移除最后一个元素 
push_back() 在Vector最后添加一个元素 
rbegin() 返回Vector尾部的逆迭代器 
rend() 返回Vector起始的逆迭代器 
reserve() 设置Vector最小的元素容纳数量 
resize() 改变Vector元素数量的大小 
size() 返回Vector元素数量的大小 
swap() 交换两个Vector 

list:
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() 删除所有元素 
empty() 如果list是空的则返回true 
end() 返回末尾的迭代器 
erase() 删除一个元素 
front() 返回第一个元素 
get_allocator() 返回list的配置器 
insert() 插入一个元素到list中 
max_size() 返回list能容纳的最大元素数量 
merge() 合并两个list 
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 
rbegin() 返回指向第一个元素的逆向迭代器 
remove() 从list删除元素 
remove_if() 按指定条件删除元素 
rend() 指向list末尾的逆向迭代器 
resize() 改变list的大小 
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 
swap() 交换两个list 
unique() 删除list中重复的元素 

stack:
操作 比较和分配堆栈 
empty() 堆栈为空则返回真 
pop() 移除栈顶元素 
push() 在栈顶增加元素 
size() 返回栈中元素数目 
top() 返回栈顶元素 

queue:
back() 返回最后一个元素 
empty() 如果队列空则返回真 
front() 返回第一个元素 
pop() 删除第一个元素 
push() 在末尾加入一个元素 
size() 返回队列中元素的个数