41、C++ 容器全解析：特性、操作与性能优化

C++ 容器全解析：特性、操作与性能优化

1. 容器概述

在 C++ 编程中，容器是用于存储和管理一组相似对象的重要工具。不同的容器类型实现了各种常见的数据结构，如树、列表、数组等，它们的主要目的是将多个相似对象存储在一个容器对象中。我们可以将容器视为一个整体进行比较、复制、赋值等操作，同时也能访问容器内的单个元素。

容器类型主要分为序列容器和关联容器两大类。序列容器允许我们控制元素的顺序，而关联容器则无法直接控制元素顺序，但在访问和修改内容方面通常具有更好的性能。

2. 容器分类与特性

• 序列容器 ：

  • array ：固定大小的数组，插入和删除操作不支持，随机访问复杂度为 O(1)。
  • deque ：双端队列，插入和删除操作平均复杂度为 O(N)，但在队列两端操作时复杂度可达到 O(1)，随机访问复杂度为 O(1)。
  • forward_list ：单向链表，插入和删除操作复杂度为 O(1)，查找复杂度为 O(N)，仅支持前向迭代器。
  • list ：双向链表，插入和删除操作复杂度为 O(1)，查找复杂度为 O(N)，支持双向迭代器。
  • vector ：可变长度数组，插入和删除操作平均复杂度为 O(N)，但在尾部操作时复杂度可达到 O(1)，随机访问复杂度为 O(1)。 <