STL容器特征汇总

STL中顺序容器类和关联式容器类的主要特征如下：
（1）Vector
1、内部数据结构：连续存储，例如数组。
2、随机访问每个元素，所需要的时间为常量。
3、在末尾增加或删除元素所需要时间与元素数目无关，在中间或开头增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
4、可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，但程序员可以使用reserve()成员函数来管理内存。
5、vector的迭代器在内存重新分配时将失效(它所指向的元素在该操作的前后不再相同)。当把超过capacity()-size()个元素的插入vector中时，内存会重新分配，所有的迭代器都将失效；否则，指向当前元素以后的任何元素的迭代器都将失效。
建议：使用vector时，用reserve()成员函数预先分配需要的内存空间，它既可以保护迭代器使之不会失效，又可以提高运行效率。
（2）deque
1、内部数据结构：连续存储或分段连续存储，具体依赖于实现。
2，随机访问每个元素，所需要的时间为常量。
3、在开头和结尾增加元素所需时间与元素数目无关，在中间增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。
4、可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，不提供用于内存管理的成员函数。
5、增加任何元素都将使deque的迭代器失效。在deque的中间删除元素将使迭代器失效。在deque的头或尾删除元素时，只有指向该元素的迭代器失效。
（3）list
1、内部数据结构：双向环状链表。
2、不能随机访问一个元素。
3、可双向遍历。
4、在开头、末尾和中间任何地方增加或删除元素所需时间都为常数。
5、可动态增加或减少元素，内存管理自动完成。
6、增加任何元素都不会使迭代器失效。删除元素时，除了指向当前被删除元素的迭代器外，其他迭代器都不会失效。
（4）slist
1、内部数据结构：单向链表。
2、不可双向遍历，只能从前向后遍历。
3、其他特性与list相同。
建议：尽量不要使用slist的insert，erase，previous等操作。因为这些操作需要向前遍历，但是slist不能直接向前遍历，所以它会从头开始向后搜索，所需时间与位于当前元素之前的元素个数成正比。slist专门提供了insert_after,earse_after等函数进行优化。但若经常需要向前遍历，建议选用list。
（5）stack
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个堆栈，一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能后进先出。
不支持遍历操作。
（6）queue
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个队列，一般使用deque作为支持的序列容器。
元素只能先进先出。
不支持遍历操作。
（7）priority_queue
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个优先队列，一般使用vector作为底层存储结构。
只能访问第一个元素，不支持遍历操作。
第一个元素始终是优先级最高的元素。
建议：当需要stack、queue或priority_queue这样的数据结构时，直接使用对应的容器类，不要使用deque去做它们类似的工作。
（8）set
1、键和值相等。
2、键唯一。
3、元素默认按升序排列。
4、如果迭代器指向的元素被删除，则该迭代器失效。其他任何增加、删除元素的操作都不会使该迭代器失效。
（9）multiset
键可以不唯一。
其他特点与set相同。
（10）hash_set
与set相比较，它里面的元素不一定是经过排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然跟hash函数有关）。
其他特点与set相同。
（11）hash_multiset
1、键可以不唯一。
2、其他特点与hash_set相同。
（12）map
1、键唯一。
2、元素默认按键的升序排列。
3、如果迭代器所指向的元素被删除，则该迭代器失效。其他任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。
（13）multimap
1、键可以不唯一。
2、塔器特点与map相同。
（14）hash_map
1、与map相比较，它里面的元素不一定是按键值排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然也与hash函数有关）。
2、其他特点与map相同。
（15）hash_multimap
1、键可以不唯一。
2、其他特点与hash_map相同。

建议：
1>当元素的有序比搜索速度更重要时，应选用set、multiset、map或multimap。否则，选用hash_set,hash_multiset,hash_map或hash_multimap。
2>若经常需要在序列容器的开头或中间增加或删除元素时，应选用list。
3>当容器作为参数被传递时，请采用引用传递方式。否则将调用容器的拷贝构造函数，其开销是难以想象的。

C++ STL 的实现：

1.vector 底层数据结构为数组 ，支持快速随机访问
2.list 底层数据结构为双向链表，支持快速增删
3.deque 底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，详细见STL源码剖析P146，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问
deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
[堆1] –> [堆2] –>[堆3] –> …
每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.
4.stack 底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
5.queue 底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
（stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）
6.priority_queue 的底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现
7.set 底层数据结构为红黑树，一种加上了额外平衡条件的二叉搜索树。，有序，不重复
8.multiset 底层数据结构为红黑树，一种加上了额外平衡条件的二叉搜索树，有序，可重复
9.map 底层数据结构为红黑树，有序，不重复
10.multimap 底层数据结构为红黑树，有序，可重复
11.hash_set 底层数据结构为hash表，无序，不重复
12.hash_multiset 底层数据结构为hash表，无序，可重复
13.hash_map 底层数据结构为hash表，无序，不重复
14.hash_multimap 底层数据结构为hash表，无序，可重复