C++标准库容器分类

 

C++标准库容器分类

C++标准库提供了多种容器，根据其存储方式和特性可分为以下几类：

序列容器（Sequence Containers）

• vector：动态数组，支持快速随机访问，尾部插入/删除高效。
• deque：双端队列，支持头尾高效插入/删除，随机访问性能略低于vector。
• list：双向链表，任意位置插入/删除高效，但不支持随机访问。
• forward_list（C++11）：单向链表，内存占用更小，仅支持单向遍历。
• array（C++11）：固定大小数组，编译时确定尺寸，无动态内存分配。

关联容器（Associative Containers）

• set：有序唯一键集合，基于红黑树实现，查找复杂度O(log n)。
• multiset：允许重复键的有序集合。
• map：键值对集合，键唯一且有序。
• multimap：允许重复键的有序键值对集合。

无序关联容器（Unordered Associative Containers, C++11）

• unordered_set：哈希表实现的唯一键集合，平均查找复杂度O(1)。
• unordered_multiset：允许重复键的哈希集合。
• unordered_map：哈希表实现的键值对集合。
• unordered_multimap：允许重复键的哈希键值对集合。

容器适配器（Container Adapters）

• stack：基于deque/list/vector的LIFO（后进先出）结构。
• queue：基于deque/list的FIFO（先进先出）结构。
• priority_queue：基于vector的优先队列，默认最大堆。

选择容器的关键因素

• 访问模式：频繁随机访问优先选vector或array；大量插入/删除考虑list或forward_list。
• 排序需求：需要有序数据使用关联容器；无需排序且追求速度用无序容器。
• 内存开销：连续内存容器（如vector）缓存友好，但扩容可能代价高；链表容器（如list）无扩容问题但内存碎片化更严重。

代码示例：容器声明

#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <stack>

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};          // 动态数组
std::unordered_map<std::string, int> umap; // 哈希表
std::stack<double> stk;                    // 栈适配器