STL（容器）

原创 已于 2023-08-12 16:40:42 修改 · 262 阅读 · 0 ·
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#数据结构 #容器 #stl

于 2023-08-07 22:50:03 首次发布
本文详细介绍了C++STL，包括其作为标准库核心的作用，主要容器如序列式、关系式容器的区别，以及容器的接口和特性。重点讲解了vector、stack、queue、deque、list、map、multimap和set/multiset等容器的特性和使用场景。

一、STL概述

STL是Standard Template Library的简称，译为“标准模版库”。

是C++的标准程序库的核心，它深刻影响了标准程序库的整体结构，是一种泛型编程。

二、STL容器 

1. 序列式容器

序列式容器：vector、list、deque 

2. 关系式容器 

关系式容器：set、multiset、map、multimap 

三、可序与已序 

可序

每个元素都有固定的位置，元素的位置取决于插入的时机和地点（下标），和元素值无关

（元素进入容器容易，元素的查找麻烦） 

已序

元素的位置取决于元素值的大小，和插入的次序无关

（元素进入容器麻烦，元素的查找容易） 

四、容器接口

不管可序容器还是已序容器，有一些共同的能力，也就是共同的函数接口。

这些函数主要是用于进行数据比较、迭代、储存的。

五、STL容器满足的特性

1）外部数据外部管理，内部数据内部管理容器进行元素的插入操作时，内部实现的是拷贝操作，容器中的每一个元素都要被拷贝或赋值

2）容器总体而言所有的元素都形成次序（下标次序），多次遍历每个元素次序总是相同的

3）各项操作并非绝对安全

 六、迭代器

迭代可以理解为遍历

每一个STL的容器当中都会有一个迭代器，迭代器是帮助我们去容器中查找所有的元素

迭代器 

可遍历STL容器内全部或者部分元素的对象，一个迭代器用来指出容器中的一个特定位置。

​​​​​​​它类似于智能指针，具有遍历复杂数据结构的能力，其运行机制取决于其所遍历的数据结构。

 半开区间

一个迭代器指向容器的某个位置，两个迭代器会形成区间，这个区间叫半开区间

半开区间的优点：

1）为遍历元素，提供循环的结束时机

2）不需要为空区间采取特殊的处理手段 

七、容器

1. vector

封装了动态大小数组的顺序容器

vector特性：

1）顺序序列，有序群集

2）支持随机存取

3）在末端添加或删除元素时，性能好

4）前端、中部插入或删除元素，性能差

2. stack

栈是一种先进后出的数据结构，是操作受限的线性表

3. queue

队列是一种先进先出的数据结构，也是操作受限的线性表，不提供迭代器操作

4. deque

是双向开口的连续线性空间（动态将多个连续空间通过指针数组结合在一起）

可以理解为deque是双端数组，vector是单端的

deque在接口上和vector非常相似 

deque特性：

1）头尾开放，能在头尾进行快速插入和删除

2）支持随机存储

3）在中端部分插入、删除元素的速度相比较慢，因为所有元素都需要移动以腾出或填补空间 

5. list

list使用一个双向链表来管理元素

list特性

1）不支持随机存取

2）任何位置上，插入和删除都很快

3）插入和删除动作不会导致指向其他元素的各个指针、引用、迭代器失效 

6. map

一种非严格意义上的平衡二叉树（二叉查找树）

map特性

1）map的元素类型Key和T，必须满足两个条件

1⃣️key/value必须具备可赋值和可复制的性质

2⃣️对排序准则而言，key必须是可比较的

2）Map根据元素的key自动对元素进行排序。根据已知的key搜寻某个元素时，就能够有很好的性能，而根据已知的value搜寻元素时，性能比较差 

7. multimap

map容器中一个key对应一个value，multimap容器中一个key可以对应多个value 

8. set

和map也很类似，也是封装了平衡二叉树，关联式容器 

9. multiset

和set有区别的地方是，值可以出现多个。set中值是唯一，multiset值可以不是唯一 

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