C++list、vector、map区别与用法

List封装了链表。vector封装了数组，list和vector的最主要区别在于vector使用连续内存存储的，list是以链表形式实现的。

vector对于随机访问的速度很快，但是对于插入尤其是在头部插入元素速度很慢，在尾部插入速度很快。

List对于随机访问速度慢得多，因为可能要遍历整个链表才能做到，但是对于插入就快的多了，不需要拷贝和移动数据，只需要改变指针的指向就可以了。

map属于标准关联容器，使用了非常高效的平衡检索二叉树，红黑树，他的插入删除效率比其他序列容器高，因为不需要做内存拷贝和内存移动，而直接替换指向节点的指针即可。

set和vector的区别在于set不包含重复的数据，set和map的区别在于set只含有key，而map有一个key和key所对应的value两个元素。

 

1.vector

向量 相当于一个数组

在内存中分配一块连续的内存空间进行存储。支持不指定vector大小的存储。首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储。

优点：

（1）不指定一块内存大小的数组的连续存储，即可以像数组一样操作，但可以对此数组进行动态操作。通常体现在push_back()  pop_back()

（2）随机访问方便，即支持[ ]操作符和vector.at()

（3）节省空间

缺点：

（1）在内部进行插入删除操作效率低

（2）只能在vector最后进行push和pop，不能在vector的头进行push和pop

（3）当动态添加的数据超过vector默认分配的大小时要进行整体的重新分配、拷贝和释放

 

2.list

双向链表

每个节点都包括一个信息块info、一个前驱指针pre、一个后驱指针post。可以不分配必须的内存。使用的是非连续的内存空间进行存储。

优点：

（1）不使用连续内存完成动态操作

（2）在内部方便的进行插入和删除操作

（3）可在两端进行push、pop

缺点：

(1)不能进行内部的随机访问，即不支持[ ]操作符和vector.at()

(2)相对于vector占用内存多

 

C++STL中vector容器的用法

为了可以使用vector，必须在头文件中包含下面代码：

#include <vector>

vector属于std命名域，因此需要通过命名限定

using std: :vector ; vector<int> v ;

或者连在一起使用全名：

std: :vector<int> v ;

1.vector的声明

vector<ElemType> c;   创建一个空的vector

   vector<ElemType> c1(c2); 创建一个vector c1，并用c2去初始化c1

   vector<ElemType> c(n) ; 创建一个含有n个ElemType类型数据的vector;

   vector<ElemType> c(n,elem); 创建一个含有n个ElemType类型数据的vector,并全部初始化为elem;

   c.~vector<ElemType>(); 销毁所有数据,释放资源;

2.vector容器中常用的函数（c为一个容器对象）

c.push_back(elem);   在容器最后位置添加一个元素elem

    c.pop_back();            删除容器最后位置处的元素

    c.at(index);                返回指定index位置处的元素

    c.begin();                   返回指向容器最开始位置数据的指针

    c.end();                      返回指向容器最后一个数据单元的指针+1

    c.front();                     返回容器最开始单元数据的引用

    c.back();                     返回容器最后一个数据的引用

    c.max_size();              返回容器的最大容量

    c.size();                      返回当前容器中实际存放元素的个数

    c.capacity();               同c.size()

     c.resize();                   重新设置vector的容量

    c.reserve();                同c.resize()

    c.erase(p);               删除指针p指向位置的数据，返回下指向下一个数据位置的指针（迭代器）

    c.erase(begin,end)     删除begin,end区间的数据，返回指向下一个数据位置的指针（迭代器）

    c.clear();                    清除所有数据

    c.rbegin();                  将vector反转后的开始指针返回(其实就是原来的end-1)

    c.rend();                     将vector反转后的结束指针返回(其实就是原来的begin-1)

    c.empty();                   判断容器是否为空，若为空返回true，否则返回false

    c1.swap(c2);               交换两个容器中的数据

    c.insert(p,elem);          在指针p指向的位置插入数据elem,返回指向elem位置的指针       

    c.insert(p,n,elem);      在位置p插入n个elem数据，无返回值

    c.insert(p,begin,end) 在位置p插入在区间[begin,end)的数据，无返回值

3.vector中的操作

    operator[] 如： c.[i];

    同at()函数的作用相同，即取容器中的数据。

 

C++ STL List队列用法（实例）

2007-12-15 12:54

#include <iostream>
#include <list>
#include <numeric>
#include <algorithm>

using namespace std;

//创建一个list容器的实例LISTINT
typedef list<int> LISTINT;

//创建一个list容器的实例LISTCHAR
typedef list<char> LISTCHAR;

void main(void)
{
    //--------------------------
    //用list容器处理整型数据
    //--------------------------
    //用LISTINT创建一个名为listOne的list对象
    LISTINT listOne;
    //声明i为迭代器
    LISTINT::iterator i;

    //从前面向listOne容器中添加数据
    listOne.push_front (2);
    listOne.push_front (1);

    //从后面向listOne容器中添加数据
    listOne.push_back (3);
    listOne.push_back (4);

    //从前向后显示listOne中的数据
    cout<<"listOne.begin()--- listOne.end():"<<endl;
    for (i = listOne.begin(); i != listOne.end(); ++i)
        cout << *i << " ";
    cout << endl;

    //从后向后显示listOne中的数据
LISTINT::reverse_iterator ir;
    cout<<"listOne.rbegin()---listOne.rend():"<<endl;
    for (ir =listOne.rbegin(); ir!=listOne.rend();ir++) {
        cout << *ir << " ";
    }
    cout << endl;

    //使用STL的accumulate(累加)算法
    int result = accumulate(listOne.begin(), listOne.end(),0);
    cout<<"Sum="<<result<<endl;
    cout<<"------------------"<<endl;

    //--------------------------
    //用list容器处理字符型数据
    //--------------------------

    //用LISTCHAR创建一个名为listOne的list对象
    LISTCHAR listTwo;
    //声明i为迭代器
    LISTCHAR::iterator j;

    //从前面向listTwo容器中添加数据
    listTwo.push_front ('A');
    listTwo.push_front ('B');

    //从后面向listTwo容器中添加数据
    listTwo.push_back ('x');
    listTwo.push_back ('y');

    //从前向后显示listTwo中的数据
    cout<<"listTwo.begin()---listTwo.end():"<<endl;
    for (j = listTwo.begin(); j != listTwo.end(); ++j)
        cout << char(*j) << " ";
    cout << endl;

    //使用STL的max_element算法求listTwo中的最大元素并显示
    j=max_element(listTwo.begin(),listTwo.end());
    cout << "The maximum element in listTwo is: "<<char(*j)<<endl;
}

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;
typedef list<int> INTLIST;

//从前向后显示list队列的全部元素
void put_list(INTLISTlist, char *name)
{
    INTLIST::iterator plist;

    cout << "The contents of " << name << " : ";
    for(plist = list.begin(); plist != list.end(); plist++)
        cout << *plist << " ";
    cout<<endl;
}

//测试list容器的功能
void main(void)
{
//list1对象初始为空
    INTLIST list1;  
    //list2对象最初有10个值为6的元素
    INTLIST list2(10,6);
    //list3对象最初有3个值为6的元素
    INTLIST list3(list2.begin(),--list2.end());

    //声明一个名为i的双向迭代器
    INTLIST::iterator i;

    //从前向后显示各list对象的元素
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list2,"list2");
    put_list(list3,"list3");
   
//从list1序列后面添加两个元素
list1.push_back(2);
list1.push_back(4);
cout<<"list1.push_back(2) andlist1.push_back(4):"<<endl;
    put_list(list1,"list1");

//从list1序列前面添加两个元素
list1.push_front(5);
list1.push_front(7);
cout<<"list1.push_front(5) andlist1.push_front(7):"<<endl;
    put_list(list1,"list1");

//在list1序列中间插入数据
list1.insert(++list1.begin(),3,9);
cout<<"list1.insert(list1.begin()+1,3,9):"<<endl;
    put_list(list1,"list1");

//测试引用类函数
cout<<"list1.front()="<<list1.front()<<endl;
cout<<"list1.back()="<<list1.back()<<endl;

//从list1序列的前后各移去一个元素
list1.pop_front();
list1.pop_back();
cout<<"list1.pop_front() andlist1.pop_back():"<<endl;
    put_list(list1,"list1");

//清除list1中的第2个元素
list1.erase(++list1.begin());
cout<<"list1.erase(++list1.begin()):"<<endl;
    put_list(list1,"list1");

//对list2赋值并显示
list2.assign(8,1);
cout<<"list2.assign(8,1):"<<endl;
    put_list(list2,"list2");

//显示序列的状态信息
cout<<"list1.max_size(): "<<list1.max_size()<<endl;
cout<<"list1.size(): "<<list1.size()<<endl;
cout<<"list1.empty(): "<<list1.empty()<<endl;

//list序列容器的运算
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list3,"list3");
cout<<"list1>list3: "<<(list1>list3)<<endl;
cout<<"list1<list3: "<<(list1<list3)<<endl;

//对list1容器排序
list1.sort();
    put_list(list1,"list1");
   
//结合处理
list1.splice(++list1.begin(),list3);
    put_list(list1,"list1");
    put_list(list3,"list3");
}

 

map：

map映照容器的元素数据是一个键值和一个映照数据组成的，键值与映照数据之间具有一一映照的关系。
        map映照容器的数据结构是采用红黑树来实现的，插入键值的元素不允许重复，比较函数只对元素的键值进行比较，元素的各项数据可通过键值检索出来。
        使用map容器需要头文件包含语句“#include<map>”，map文件也包含了对multimap多重映照容器的定义。
        
1、map创建、元素插入和遍历访问
        创建map对象，键值与映照数据的类型由自己定义。在没有指定比较函数时，元素的插入位置是按键值由小到大插入到黑白树中去的，下面这个程序详细说明了如何操作map容器。

 1 #include  < map >
 2 #include  < string >
 3 #include  < iostream >
 4
 5 using  std :: cout ;
 6 using  std :: endl ;
 7 using  std ::  string  ;
 8 using  std :: map ;
 9
10 int  main()
11 {
12     //定义map对象，当前没有任何元素
13     map<string,float> m ;
14     
15     //插入元素，按键值的由小到大放入黑白树中
16     m["Jack"] = 98.5 ;
17     m["Bomi"] = 96.0 ;
18     m["Kate"] = 97.5 ;
19     
20     //先前遍历元素
21     map<string,float> :: iterator it ;
22     for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
23     {
24          cout << (*it).first << " : " << (*it).second << endl ;
25     }
26     
27     return 0 ;
28}
29

        运行结果：
                          Bomi ：96
                          Jack  ：98.5
                          Kate  ：97.5
        程序编译试，会产生代号为“warning C4786” 的警告， “4786” 是标记符超长警告的代号。可以在程序的头文件包含代码的前面使用"#pragma waring(disable:4786)" 宏语句，强制编译器忽略该警告。4786号警告对程序的正确性和运行并无影响。
2、删除元素
        map映照容器的 erase() 删除元素函数，可以删除某个迭代器位置上的元素、等于某个键值的元素、一个迭代器区间上的所有元素，当然，也可使用clear()方法清空map映照容器。
        下面这个程序演示了删除map容器中键值为28的元素：

 1 #include  < map >
 2 #include  < string >
 3 #include  < iostream >
 4
 5 using  std :: cout ;
 6 using  std :: endl ;
 7 using  std ::  string  ;
 8 using  std :: map ;
 9
10 int  main()
11 {
12    //定义map对象，当前没有任何元素
13    map<int, char> m ;
14    //插入元素，按键值的由小到大放入黑白树中
15    m[25] = 'm' ;
16    m[28] = 'k' ;
17    m[10] = 'x' ;
18    m[30] = 'a' ;
19    //删除键值为28的元素
20    m.erase(28) ;
21    //向前遍历元素
22    map<int, char> :: iterator it ;
23    for(it = m.begin() ; it != m.end() ; it ++)
24    {
25        //输出键值与映照数据
26        cout << (*it).first << " : " << (*it).second << endl ;
27    }
28    return 0 ;
29}
30

运行结果：
                     10 : x
                     25 : m
                     30 : a
3、元素反向遍历
      可以用反向迭代器reverse_iterator反向遍历map映照容器中的数据，它需要rbegin()方法和rend()方法指出反向遍历的起始位置和终止位置。

 1 #include  < map >
 2 #include  < string >
 3 #include  < iostream >
 4
 5 using  std :: cout ;
 6 using  std :: endl ;
 7 using  std ::  string  ;
 8 using  std :: map ;
 9
10 int  main()
11 {
12    //定义map对象，当前没有任何元素
13    map<int, char> m ;
14    //插入元素，按键值的由小到大放入黑白树中
15    m[25] = 'm' ;
16    m[28] = 'k' ;
17    m[10] = 'x' ;
18    m[30] = 'a' ;
19    //反向遍历元素
20    map<int, char> :: reverse_iterator rit ;
21    for( rit = m.rbegin() ; rit != m.rend() ; rit ++)
22    {
23        //输入键值与映照数据
24        cout << (*rit).first << " : " << (*rit).second << endl ;
25    }
26    return 0 ;
27}
28

运行结果：
                  30 : a
                  28 : k
                  25 : m
                  10 : x
4、元素的搜索
       使用find()方法来搜索某个键值，如果搜索到了，则返回该键值所在的迭代器位置，否则，返回end()迭代器位置。由于map采用黑白树数据结构来实现，所以搜索速度是极快的。
       下面这个程序搜索键值为28的元素：

 1 #include  < map >
 2 #include  < string >
 3 #include  < iostream >
 4
 5 using  std :: cout ;
 6 using  std :: endl ;
 7 using  std ::  string  ;
 8 using  std :: map ;
 9
10 int  main()
11 {
12    //定义map对象，当前没有任何元素
13    map<int, char> m ;
14    //插入元素，按键值的由小到大放入黑白树中
15    m[25] = 'm' ;
16    m[28] = 'k' ;
17    m[10] = 'x' ;
18    m[30] = 'a' ;
19    map<int, char> :: iterator it ;
20    it = m.find(28) ;
21    if(it != m.end())  //搜索到该键值
22            cout << (*it).first << " : " << ( *it ).second << endl ;
23    else
24            cout << "not found it" << endl ;
25    return 0 ;
26}
27