STL容器的本质

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最近在学习unordered_map里面的散列函数和相等函数怎么写.学习过程中看到了一个好帖子.学习学习

 

标准STL序列容器：vector、string、deque和list
标准STL关联容器：set、multiset、map和multimap

非标准序列容器slist和rope
非标准关联容器hash_set、hash_multiset、hash_map和hash_multimap

rope是绳子的意思，string是线的意思，rope就是一个重量级的string。

STL不同容器的实现是差别很大的，但它们都有一个数据结构原型，都具备各自的特性，最明显的是同一方法在不同容器中的效率差别很大。因此认清STL常用容器的本质，你才不会在你的应用中选错容器。

std::list的本质是链表
它的优势是在头和尾巴的插入和删除很快速
它的缺点就是随机访问能力差，因为它是挨个访问元素的
如果你的应用对随机访问效率有较高要求，那list不是你的首选。最夸张的是list的size()是从头到尾挨个数一遍的。

std::vector的本质是红黑树(一种特殊的平衡二叉树)
它的优点是随机访问能力强，红黑树的原因
它的缺点是非最后一个元素的插入和删除速度慢，为了保证随机访问速度，插入和删除对会对红黑树做调整
一般情况下我们把vector当成一个数组使用，只不过这个数组的大小可以增加，所以不要贪心只用这些功能就够了。贪心你就会造成效率的降低。
vector容量的增长也是有开销的，如果你频繁的push_back()，还不如先一次性的多分配一些reserve()。注意reserve()和resize()是不一样的，一个调整预留空间，一个是调整元素个数。

(此部分会继续更新)

此外《Effective+STL》为我们提供了一些使用原则：

1. 你需要“可以在容器的任意位置插入一个新元素”的能力吗？如果是，你需要序列容器，关联容器做不到。
2. 你关心元素在容器中的顺序吗？如果不，散列容器就是可行的选择。否则，你要避免使用散列容器。
3. 必须使用标准C++中的容器吗？如果是，就可以除去散列容器、slist和rope。
4. 你需要哪一类迭代器？如果必须是随机访问迭代器，在技术上你就只能限于vector、deque和string，但你也可能会考虑rope（关于 rope的更多信息在条款50）。如果需要双向迭代器，你就用不了slist（参见条款50）和散列容器的一般实现（参见条款25）。
5. 当插入或者删除数据时，是否非常在意容器内现有元素的移动？如果是，你就必须放弃连续内存容器（参见条款5）。
6. 容器中的数据的内存布局需要兼容C吗？如果是，你就只能用vector（参见条款16）。
7. 查找速度很重要吗？如果是，你就应该看看散列容器（参见条款25），排序的vector（参见条款23）和标准的关联容器——大概是这个顺序。
8. 你介意如果容器的底层使用了引用计数吗？如果是，你就得避开string，因为很多string的实现是用引用计数（参见条款13）。你也不能用 rope，因为权威的rope实现是基于引用计数的（参见条款50）。于是你得重新审核你的string，你可以考虑使用vector <char>。
9. 你需要插入和删除的事务性语义吗？也就是说，你需要有可靠地回退插入和删除的能力吗？如果是，你就需要使用基于节点的容器。如果你需要多元素插入 （比如，以范围的方式——参见条款5）的事务性语义，你就应该选择list，因为list是唯一提供多元素插入事务性语义的标准容器。事务性语义对于有兴 趣写异常安全代码的程序员来说非常重要。（事务性语义也可以在连续内存容器上实现，但会有一个性能开销，而且代码不那么直观。要了解这方面的知识，请参考 Sutter的《Exceptional C++》的条款17[8]。）
10. 你要把迭代器、指针和引用的失效次数减到最少吗？如果是，你就应该使用基于节点的容器，因为在这些容器上进行插入和删除不会使迭代器、指针和引用失效（除非它们指向你删除的元素）。一般来说，在连续内存容器上插入和删除会使所有指向容器的迭代器、指针和引用失效。
11. 你需要具有有以下特性的序列容器吗：1）可以使用随机访问迭代器；2）只要没有删除而且插入只发生在容器结尾，指针和引用的数据就不会失效？这个 一个非常特殊的情况，但如果你遇到这种情况，deque就是你梦想的容器。（有趣的是，当插入只在容器结尾时，deque的迭代器也可能会失 效，deque是唯一一个“在迭代器失效时不会使它的指针和引用失效”的标准STL容器。） 
12. 这些问题几乎不是事情的完结。比如，它们没有关注不同的容器类型使用不同的内存配置策略（条款10和14讨论了这些策略的一些方面）。但是，它们 已经足够是你信服了，除非你对元素顺序、标准的一致性、迭代器能力、内存布局和C的兼容性、查找速度、因为引用计数造成的行为不规则、事务性语义的轻松实 现和迭代器失效的条件没兴趣，你得在容器操作的算法复杂度上花更多的考虑时间。当然这样的复杂度是重要的，但这离整个故事很远。

在程序的世界里面，也是有得必有失，没有完美的东西，你所要决定的是在开发效率和运行效率间找一个平衡。而这个的前提是你要熟悉你所用的东西。

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