【八股】基于STL实现的笔试题常考七大基本数据结构

【八股】基于STL实现的笔试题常考七大基本数据结构

上篇文章 详细介绍了九大数据结构，了解后可以与面试官侃侃而谈了。但是没有与常见题目和具体实现结合，如果面试官要求你手动实现，也需要至少会写出最常见的几种。作为C++选手，我在刷题过程中总结了常考的数据结构的特点，并结合最近阅读的《C++ Primer》、《代码随想录》，介绍了用STL模板库（一般指 SGI STL版本）具体实现的注意事项。本文可以作为准备面试的材料。

下面文章是在《代码随想录》和《labuladong的算法笔记》题目中的具体实践：
【笔记】数组
【笔记】链表
【笔记】哈希表
【笔记】字符串
【笔记】栈与队列
【笔记】二叉树

0、STL 容器总结

六大顺序容器

容器名称	特点说明
vector	可变大小数组。支持快速随机访问。在尾部之外的位置插入、删除元素可能很慢。
deque	双端队列。支持快速随机访问。在头、尾位置插入、删除元素速度很快。
list	双向链表。只支持双向顺序访问。在list中任何位置插入、删除操作速度都很快。size时间复杂度O(n)。
forward_list	单向链表。只支持单向顺序访问。在forward_list中任何位置插入、删除操作速度都很快。没有size操作。
array	固定大小数组。支持快速随机访问。不能添加、删除元素。
string	与vector相似，但只保存字符。支持快速随机访问。在尾部位置插入、删除元素速度快。

注意：

• 现代C++程序应使用标准库容器
• 两个不同容器赋值，注意灵活使用构造函数。一般参数是首begin、尾end迭代器，而不是用for遍历元素然后插入；两个相同容器赋值，可用初始化语句把另一个容器整个拷贝过来
• vector是最优解，除非有更好的理由使用别的容器
• deque也可以用下标随机访问，但并非连续存储，其元素地址不连续
• 除list外，size的时间复杂度O(1)，forward_list没有size操作
• 只有顺序容器（array除外）的构造函数才能接受大小参数
• 当不需要写访问时，迭代器应使用cbegin和cend
• 向一个string，vector和deque插入元素，会使得所有指向容器的迭代器、引用和指针失效
• emplace_back直接在容器的内存空间创建对象，而push_back是先创建临时对象，然后压入容器，前者效率更高一些

三大顺序容器适配器

容器适配器名称	说明
stack	栈。默认底层容器是deque，也可构造于除array，forward_list的其他容器之上。
queue	队列。默认底层容器是deque，也可构造于list之上。不能用vector，因为不支持删除首元素。
priority_queue	优先级队列。常被用来实现堆。默认底层容器是vector，也可构造于deque之上。不能用list，因为不能随机访问。

注意：

• 所有适配器，不能构造于array（不能添加、删除），forward_list（不能直接访问尾元素）之上
• 适配器的功能决定其底层的容器。