1?C++ STL類型及實(shí)現(xiàn)原理

1.1 順序容器

容器中的元素為有序排列,可以指定元素插入位置.

1.1.1?vector

順序存儲, 初始化過程會分配一定量空間, 在尾部插入會很快, 但是在中間插入元素, 會把之后所有元素向后平移, 所以較慢(中間刪除元素同理). 如果元素個數(shù)超過當(dāng)前限制, 會重新分配更大空間, 再把原容器中所有元素都拷貝到新的容器中.

• 優(yōu)點(diǎn): 支持隨機(jī)訪問(用下標(biāo)訪問), 性能較好
• 缺點(diǎn): 除了操作尾部元素, 增刪中間元素性能較差

1.1.2 deque

同vector類似, 最大的好處是在頭尾增刪元素性能較好. 其元素存儲在一組連續(xù)的內(nèi)存中, 并在一個結(jié)構(gòu)中存儲這些內(nèi)存追蹤, 并不是像vector一樣元素存在一塊連續(xù)的內(nèi)存中.

• 優(yōu)點(diǎn): 支持隨機(jī)訪問(用下標(biāo)訪問), 增刪首元素性能好于vector,?
• 缺點(diǎn): 隨機(jī)訪問性能不如vector, 增刪性能不如list.

1.1.3 list

本質(zhì)是雙向鏈表, 增刪元素速度較快, 但是并不支持用下標(biāo)直接訪問元素.

• 優(yōu)點(diǎn): 首尾中間元素增刪性能較好.
• 缺點(diǎn): 不支持隨機(jī)訪問.

1.2 關(guān)聯(lián)容器

容器中的元素插入時無法指定其位置, 如果需要修改元素值時, 不可以直接修改, 需要先找到該元素并刪掉, 再把所需的新元素插入. 其內(nèi)部一般是通過紅黑樹實(shí)現(xiàn)的, 所以增刪及查找操作性能較好.

1.2.1 set(multiset)和map(multimap)

內(nèi)部元素為順序排好的, set不允許存兩個相同的元素, 而multiset同set相比允許存在相同的元素. ,map內(nèi)部元素為pair<key, value>, 其內(nèi)部是按照key進(jìn)行排好序的.?map不允許存兩個相同key值的元素, 而multimap同map相比允許存在相同的key值的元素.

1.2.2 哈希容器 --- unordered_set和unordered_map

STL中基于哈希表原理(https://blog.csdn.net/Michael__Wu/article/details/110480600), 其中unordered_set和unordered_map都是用的開鏈法解決通過哈希函數(shù)獲取的哈希地址相同的多個元素的存儲問題.

圖中的各個鏈表成為bucket(桶).

1.2.4 (multi)set/map與unordered_set/map對比

由于(multi)set/map的實(shí)現(xiàn)原理為紅黑樹, 所以其查找和增刪元素的時間復(fù)雜度均為O(log(n)), 而unordered_set/map的實(shí)現(xiàn)原理為哈希表, 所以其查找和增刪元素的時間復(fù)雜度均為O(1). 但是unordered_set/map所占用的內(nèi)存更高, 且根據(jù)元素數(shù)量不同, 時間消耗也不一定小于(multi)set/map.

1.3 特殊容器(容器適配器)

在順序容器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn), 屏蔽了部分功能, 增加了另一部分功能. 其中queue默認(rèn)由deque實(shí)現(xiàn),?priority_queue默認(rèn)由vector 實(shí)現(xiàn)。priority_queue 是“優(yōu)先隊(duì)列”。它和普通隊(duì)列的區(qū)別在于，優(yōu)先隊(duì)列的隊(duì)頭元素總是最大的——即執(zhí)行 pop 操作時，刪除的總是最大的元素；執(zhí)行 top 操作時，返回的是最大元素的引用。

1.3.1 stack

1.3.2 queue

1.3.3?priority_queue

1.4?string

2 接口類型

2.1 公共接口

所有的容器類都有以下接口:

int size(): 返回容器對象中所含有的元素的個數(shù).

bool empty():?返回容器對象是否為空.

2.2 順序容器

2.3 關(guān)聯(lián)容器

2.3.1 set & map

2.3.2 multiset & multimap

2.3.3 unordered_set & unordered_map

• bucket_count()? ? ? ? ? ? ?返回當(dāng)前容器底層存儲鍵值(對)時，使用桶的數(shù)量。
• max_bucket_count()?? ?返回當(dāng)前系統(tǒng)中，unordered_set(unordered_map)容器底層最多可以使用多少個桶。
• bucket_size(n)? ? ? ? ? ? ?返回第 n 個桶中存儲鍵值對的數(shù)量。
• bucket(key)? ? ? ? ? ? ? ? ? 返回以 key 為鍵的鍵值對所在桶的編號。
• load_factor()? ? ? ? ? ? ? ? 返回 unordered_map 容器中當(dāng)前的負(fù)載因子。(負(fù)載因子 = 容器存儲的總鍵值對 / 桶數(shù))
• max_load_factor()? ? ? ?返回或者設(shè)置當(dāng)前 unordered_map 容器的最大負(fù)載因子。
• rehash(n)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?嘗試重新調(diào)整桶的數(shù)量為等于或大于 n 的值。如果 n 大于當(dāng)前容器使用的桶數(shù)，則該方法會是容器重新哈希，該容器新的桶數(shù)將等于或大于 n。反之，如果 n 的值小于當(dāng)前容器使用的桶數(shù)，則調(diào)用此方法可能沒有任何作用。
• reserve(n)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 將容器使用的桶數(shù)（bucket_count() 方法的返回值）設(shè)置為最適合存儲 n 個元素的桶數(shù)。
• hash_function()? ? ? ? ? ?返回當(dāng)前容器使用的哈希函數(shù)對象。

2.4 特殊容器(容器適配器)

2.4.1 取出一個元素

• stack: 只能通過T &?top();取到棧頂元素的引用
• queue: 只能通過S.top()返回隊(duì)頭元素的引用
• priority_queue: 同queue

2.4.2 插入一個元素

• stack: 只能通過void push (const T &?x);在棧頂放入元素
• queue: 只能通過S.push()在隊(duì)尾插入元素
• priority_queue: 同queue

2.4.3 刪除一個元素

• stack: 只能通過void pop();彈出棧頂元素
• queue: 只能通過S.pop()彈出隊(duì)首元素
• priority_queue: 同queue

3 迭代器(特殊容器: stack、queue 和 priority_queue 沒有迭代器)

3.1 迭代器種類

• 正向迭代器? ? ? ? ? ? ?容器類名::iterator? 迭代器變量;(用的最多)
• 常量正向迭代器? ? ??容器類名::const_iterator? 迭代器變量;
• 反向迭代器? ? ? ? ? ? ?容器類名::reverse_iterator? 迭代器變量;
• 常量反向迭代器? ? ??容器類名::const_reverse_iterator? 迭代器變量;

3.2 用法

假如一個正向迭代器變量為iter.

• *iter? ? 取iter指向的元素
• iter++ 指向下一個元素

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ STL 容器的一些总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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