C++ Primer 学习笔记：顺序容器详解（基于Mooophy/Cpp-Primer项目）
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前言
顺序容器是C++标准库中非常重要的一部分，它提供了管理元素集合的能力。本文将深入探讨C++ Primer第9章关于顺序容器的核心概念，帮助读者理解不同容器的特性、适用场景以及常见操作。
顺序容器类型选择指南
在实际编程中，我们需要根据具体需求选择合适的顺序容器：
-
std::list（双向链表）
- 适合频繁在任意位置插入/删除元素
- 示例：需要保持元素按字母顺序排列的单词列表
- 时间复杂度：插入/删除操作O(1)
-
std::deque（双端队列）
- 适合需要在头部和尾部进行插入/删除操作
- 示例：实现队列数据结构（先进先出）
- 时间复杂度：头尾插入/删除O(1)
-
std::vector（动态数组）
- 适合随机访问和尾部操作
- 示例：需要排序的大量整数
- 时间复杂度：随机访问O(1)，尾部插入/删除O(1)
迭代器深入理解
迭代器是访问容器元素的通用方式，需要注意以下几点：
-
迭代器范围：由一对迭代器begin和end表示，必须满足：
- 指向同一容器
- 可以通过递增begin到达end
-
const_iterator与iterator的区别：
- cbegin()返回const_iterator（只读）
- begin()返回iterator（可读写）
-
容器特定限制：
- list不支持随机访问，因此不能使用<运算符比较迭代器
- 正确做法是使用!=运算符
容器初始化方式大全
vector提供了多种初始化方式：
vector<int> vec; // 空vector
vector<int> vec(10); // 10个0
vector<int> vec(10, 1); // 10个1
vector<int> vec{1,2,3}; // 初始化列表
vector<int> vec(other); // 拷贝构造
vector<int> vec(beg,end); // 范围构造
容器操作注意事项
-
resize()与reserve()区别：
- resize()改变容器大小，可能添加或删除元素
- reserve()仅预分配内存，不改变元素数量
-
插入操作对迭代器的影响：
- 向vector插入元素会使所有迭代器失效
- 解决方案：预先调用reserve()或重新获取迭代器
-
删除操作边界情况：
- 删除范围[elem1,elem1)：无操作
- 删除范围[elem1,end())：删除elem1到末尾
- 删除范围[end(),end())：无操作
字符串特殊操作
string作为特殊顺序容器，提供了丰富的字符串操作：
-
查找操作：
- find()：查找子串
- find_first_of()：查找任意匹配字符
- find_first_not_of()：查找第一个不匹配字符
-
性能优化：
- 预先知道最小大小时使用reserve()
- 大量拼接操作时使用+=或append()
实际编程技巧
-
forward_list特殊处理：
- 单向链表需要维护前驱迭代器
- 插入操作使用insert_after()
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容器适配：
- 不同类型容器间可以通过迭代器范围构造
- 元素类型可以不同，只要可转换
-
容量管理：
- vector增长策略通常是加倍当前容量
- size() ≤ capacity()总是成立
总结
顺序容器是C++编程中的基础工具，理解它们的特性和适用场景对于编写高效代码至关重要。通过本文的讲解，读者应该能够：
- 根据需求选择合适的容器类型
- 正确使用迭代器访问容器元素
- 理解容器操作对性能的影响
- 掌握字符串处理的特殊方法
在实际开发中，建议多思考不同容器的时间/空间复杂度，选择最适合当前场景的实现方式。
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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
