C++STL | 容器元素浅拷贝深拷贝问题及容器共性和使用场景

STL容器共性机制

STL容器所提供的都是值(value)寓意，而非引用(reference)寓意，也就是说当我们给容器中插入元素的时候，容器内部实施了拷贝动作，将我们要插入的元素再另行拷贝一份放入到容器中，而不是将原数据元素直接放进容器中。
也就是说我们提供的元素必须能够被拷贝。

*除了queue和stack之外，每个容器都提供可返回迭代器的函数，运用返回的迭代器就可以访问元素。begin()和end()

*通常STL不会抛出异常，需要使用者传入正确参数。

*每个容器都提供了一个默认的构造函数和默认的拷贝构造函数。

*大小相关的构造方法: 1 size()返回容器中元素的个数 2 empty()判断容器是否为空

void test_deep_copy(){
    char* data = "abcd";
    myclass mc(data); //创建myclass的实例 并用char*字符串data初始化对象

    vector<myclass> v;//创建vector容器
    v.push_back(mc); //将mc实例插入到vector容器尾部
}

我们在函数test_deep_copy()中创建了一个myclass对象，vector对象，这两个对象在函数test_deep_copy()执行完毕之后，会调用自身的析构函数，我们开题说了，STL容器都是值引用，再向容器中加入元素的时候，实际上是对元数据进行了一份拷贝，将拷贝的数据放入到容器中，如下图：

浅拷贝

由于我们没有提供拷贝构造函数,没有重载=操作符，vector对我们的mc对象进行的简单的浅拷贝，将拷贝的对象插入到容器中，导致我们的mc对象的data指针和容器中mc对象的拷贝对象中的data指针都指向了我们在堆区分配的内存，当函数结束，两个对象都调用了析构函数，先调用析构函数的对象成功释放了堆区内存，后调用析构函数的对象一释放，程序挂掉了。
原因在于两个指针指向了同一块堆区内存，这样会导致不可预知的结果，函数结束其中一个调用析构函数，销毁了data指向的内存空间，而另一个对象析构的时候就会挂掉。

问题的解决办法就是，给我们的对象提供一个拷贝构造函数，并且重载=操作符,两个指针分别指向自己的那一块内存，互不影响。

class myclass{
public:
    myclass(char* data){
        int len = strlen(data) + 1; //计算传进来的字符串长度
        this->data = new char[len];  //在堆区分配了len字节内存
        strcpy(this->data, data); //将数据拷贝到我们在堆分配的内存中
    }
    //增加拷贝构造函数
    myclass(const myclass& mc){
        int len = strlen(mc.data) + 1;
        this->data = new char[len];
        strcpy(this->data, mc.data);
    }
    //重载operator=操作符
    myclass& operator=(const myclass& mc){
        int len = strlen(mc.data) + 1;
        this->data = new char[len];
        strcpy(this->data, mc.data);
        return *this;
    }
    //既然我们在堆区分配了内存，需要在析构函数中释放内存
    ~myclass(){
        if (NULL != this->data){
            delete[] this->data;
            this->data = NULL;
                 }
    }
private:
    char* data;
};

STL容器使用时机

STL容器使用时机

vector的使用场景：比如软件历史操作记录的存储，我们经常要查看历史记录，比如上一次的记录，上上次的记录，但却不会去删除记录，因为记录是事实的描述。

deque的使用场景：比如排队购票系统，对排队者的存储可以采用deque，支持头端的快速移除，尾端的快速添加。如果采用vector，则头端移除时，会移动大量的数据，速度慢。

vector与deque的比较：
一：vector.at()比deque.at()效率高，比如vector.at(0)是固定的，deque的开始位置却是不固定的。
二：如果有大量释放操作的话，vector花的时间更少，这跟二者的内部实现有关。
三：deque支持头部的快速插入与快速移除，这是deque的优点。

list的使用场景：比如公交车乘客的存储，随时可能有乘客下车，支持频繁的不确实位置元素的移除插入。

set的使用场景：比如对手机游戏的个人得分记录的存储，存储要求从高分到低分的顺序排列。

map的使用场景：比如按ID号存储十万个用户，想要快速要通过ID查找对应的用户。二叉树的查找效率，这时就体现出来了。如果是vector容器，最坏的情况下可能要遍历完整个容器才能找到该用户。