STL相关知识总结

  STL六大组件的交互关系

container通过allocator取得数据存储空间，algorithm通过iterator存取container中的内容，functor协助algorithm完成不同的策略变化，adapter修饰functor.

  STL 的核心思想

把数据容器与算法分开，彼此独立设计。

1.vector

动态增长机制：GCC以2的指数速度增长，vs以1.5倍的速度增长。

而在不断pop的过程中，无论原先分配的空间有多大，都不会动态减少。

迭代器特性：可以以普通指针做迭代器。一旦引起空间重新配置，指向vector的所有迭代器就都失效了。

2.List

List基于双向链表实现

List的插入、删除或者拼合操作不会造成原有迭代器的失效。

List不能用STL 中的sort函数进行排序，而是要用自身的sort函数。List仅支持随机访问迭代器，而List是双向迭代器。

3.deque

是一个双向队列

将数据分为多个存储区域，存储区域的指针存储在map存储区中，当map区域不够大时可以动态增长。所以deque可以在常数时间在首尾进行存取操作，也支持随机访问。

但是代价就是复杂的迭代器，从而导致在许多方面表现的都比vector差。

4.statck

statck可以基于多种容器实现，默认是基于deque

statck只能在尾部对元素进行存取，不允许遍历行为，不提供迭代器。

5.queue

可以基于多种容器实现，默认是deque

值允许在尾部添加元素，在首部删除元素，不允许遍历行为，不提供迭代器。

6.heap

如果用vector来存储二叉树。如果v[1]是根节点，则v[i]的父节点为v[i/2],v[i]的子节点为v[2*i]和v[2*i+1]。真是巧了

插入：先插入，递归地跟父节点相比，直到不需要交换为止。

删除：先将根节点取出，然后将其优先级设置为最低，依次与子节点进行交换，只到达到底层。

STL提供的接口

	int myints[] = { 1,3,5,2,4,6 };
	vector<int> v(myints, myints + 5);
	
	make_heap(v.begin(), v.end());//默认大顶堆
	v.push_back(0);
	push_heap(v.begin(), v.end());//先插入数据再调用函数
	pop_heap(v.begin(), v.end());//把位于堆顶的元素移至vector的末尾
	v.pop_back();//要先pop_heap
	sort_heap(v.begin(),v.end());//默认从小到大排序

7.priority_queue

默认是基于vector的大顶堆，没有迭代器，不允许遍历。

8.RB-tree

红黑树可以不平衡，平衡性比val-tree差，但是通常能够达到很好的平衡状态，平均搜索效率和avl-tree几乎相等。

迭代器：是双层迭代器，第一层提供increment()和decrement()操作。第二层基于第一层完成常规的迭代器操作。

红黑树的定义：【1】节点非红即黑【2】红节点的子节点必须为黑节点【3】根节点为黑【4】任何一节点到null的任何路径，所含黑节点数必须相同。

9.set 

基于红黑树实现。

不能通过迭代器改变元素值。（如果改变的话会破坏红黑树的结构）。

插入和删除操作都会导致之前的迭代器失效。

对于关联容器，使用自身的find()函数会比使用STL的find()更加有效。

10.map

不能通过迭代器改变key值，但是可以改变value值，删除和插入操作不会使之前的迭代器失效。
Insert操作返回的是pair,first是被插入元素的迭代器，second是bool,表示是否插入成功

Mulimap、mulitset与普通的map和set差不多，只不过是允许有重复值。

11.hash_table

 

线性探测：f(value)=value%length+i;

二次探测：f(value)=value%length+i^2

开链：相同key值的value以链表的方式保存在同一个桶中。当元素个数大于桶的个数时就重建，然后再插入重建后的相应位置。

hash_map和hash_set都是基于hash_table.

vs说hash_map和hash_set都过时了，要用unordered_map,unorder_set，性能最佳。

12.仿函数

仿函数是行为类型函数的对象，通过继承基本的仿函数类然后实现operator()来实现。仿函数的主要作用是配合STL的算法。

13.sort

Sort（） 当数据量大时采用快速排序，一旦分段后的数据量小于某个门槛，为避免快速排序的递归调用带来过大的额外负荷，就改用插入排序，如果递归层次过深（或者一旦发现会有O（N^2）的危险），还会改用堆排序。

14.迭代器总结

拥有迭代器的：vector list deque map set RB-tree

没有迭代器的：stack queue priority_queue 

迭代器会失效的：vector 

是随机存取的：vector deque