C++ STL容器底层数据结构

最新推荐文章于 2025-03-23 08:00:00 发布

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最新推荐文章于 2025-03-23 08:00:00 发布 · 793 阅读

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本文介绍了C++ STL中的容器，包括顺序容器（vector、deque、list）和关联容器（map、set、multimap、multiset）。顺序容器中，vector基于数组，提供快速访问，但插入删除成本较高；list使用双向链表，擅长增删。关联容器采用红黑树（map、set、multimap、multiset）或哈希表（unordered_map、unordered_set、unordered_multimap、unordered_multiset），提供O(logn)或更快的查找效率。文章还讨论了选择容器的准则和优先级队列的应用。

一、前言

1. 总的来说，STL包括几个部分：容器，算法（泛型算法），迭代器三个主要部分（当然还包含仿函数，适配器等其他部分）

2. 容器包含两大类：顺序容器、关联容器

顺序容器 元素是按它们在容器中的位置来顺序保存和访问的。

3 种 -- 可变长动态数组 vector、双端队列 deque、双向链表 list

关联容器 元素是按关键字来保存和访问的。

4 种 -- set、multiset、map、multimap

默认情况下，关联容器中的元素是从小到大排序（或按关键字从小到大排序）

其他

3 种容器适配器：栈 stack、队列 queue、优先级队列 priority_queue

二、顺序容器

1、vector

其底层数据结构是数组，由于数组的特点，vector也具有以下特性：
a）、O(1)时间的快速访问；
b）、顺序存储，所以插入到非尾结点位置所需时间复杂度为O(n)，删除也一样；
c）、扩容规则：

当我们新建一个vector的时候，会首先分配给他一片连续的内存空间，如std::vector<int> vec，当通过push_back向其中增加元素时，如果初始分配空间已满，就会引起vector扩容，其扩容规则跟编译器有关，1.5 倍或 2 倍扩容：
首先重新申请一个 1.5 / 2 倍大的内存空间；
然后将原空间的内容拷贝过来；
最后将原空间内容进行释放，将内存交还给操作系统

d）、注意事项：</