程序员面试知识点超全整理之数据结构

最新推荐文章于 2021-03-08 12:56:24 发布

原创最新推荐文章于 2021-03-08 12:56:24 发布 · 302 阅读

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

24 篇文章

订阅专栏

16 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了STL vector的内部实现及其优化技巧，同时对比了vector与其他容器如list和deque的性能；此外还介绍了map与hashmap的不同实现方式及其优缺点，并详细说明了hash冲突的解决方案。

原创不易，如果需要转载请附上本连接

《C++ Primer》中对顺序容器的内存分配是这样描述的：为了支持随机访问，Vector 中的元素采用顺序存放，即每一个元素紧挨着前一个元素进行存储。
那么现在只有可能出现问题了，当内存中没有足够连续的空间去存放新插入来的元素怎么办？

重新分配内存空间，将原来旧的元素全部复制到新的存储空间中去，然后再插入新的元素。如果之前申请的内存不是特别充足，向 Vector 容器中插入元素可能会有相当大的CPU开销。其中最糟糕的情况是每次插入一个元素，程序要将所有的元素复制到一个新的内存块上去。

**优化处理：**当我们插入元素时，如果旧的内存块是连续空闲空间不够，则重新分配一块新内存空间，内存空间的大小不是只比旧的内存空间大一个元素的大小，相反而是多分配几个元素空间大小（之前的空间2倍），这样对于接下来的几个新插入元素做到有空间可以插入，这样之后使得 Vector 的性能得到很大提高。

Vector每次插入新的元素，要将插入点后的所有数据往后移动。这么一说的话，可能没有用链表高效。不过根据《C++ Primer》作者给出的解释，Vector的实际使用效率要比 list 和 deque 要高一点。主要还是要看应用场景吧。

Map成员
TreeMap 是基于树（红黑树）的实现方式，即添加到一个有序列表，在O(log n)的复杂度内通过key值找到value，优点是空间要求低，但在时间上不如HashMap。C++中Map的实现就是基于这种方式

HashMap 是基于HashCode的实现方式，在查找上要比TreeMap速度快，添加时也没有任何顺序，但空间复杂度高。C++ unordered_Map就是基于该种方式。

HashTable与HashMap类似，只是HashMap是线程不安全的，HashTable是线程安全的，现在很少使用

ConcurrentHashMap也是线程安全的，但性能比HashTable好很多，HashTable是锁整个Map对象，而ConcurrentHashMap是锁Map的部分结构

map中的 key 默认是以 less<> 升序对元素排序（排序准则也可以修改），也就是说 key 必须具备 operator< 对元素排序，而平常我们的用的基本上都是基本类型元素作为key，就不存在这个问题，但如果是结构体就要对< 进行重载负责会报错

开放寻址法
1. 线性探测（Linear Probing）
2. 二次探测（Quadratic probing）
3. 双重散列（Double hashing）
链表法