C++ 容器详解(已整理成表格)

目录

1. vector

2. deque

3. list

4. set

5. map

6. stack

7. queue

8. priority_queue

C++常见容器属性表

结语

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本文将详细介绍常见的 C++ 容器，包括它们的定义、使用场景、功能、时间复杂度以及优缺点。最后，附上一个总结表格，方便快速查阅。

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1. vector

定义

vector 是一种动态数组，可以根据需要自动调整大小。它提供了数组的所有功能，并且支持在末尾进行高效的插入和删除操作。

底层结构

vector 底层采用一块连续的内存空间，类似于 C 的数组。当 vector 的容量不足以容纳新元素时，会分配一块更大的内存，并将原数据复制到新内存空间中。

成员函数

• push_back(const T& value): 在末尾插入一个元素。
• pop_back(): 删除最后一个元素。
• size(): 返回当前元素的个数。
• capacity(): 返回当前分配的存储容量。
• resize(size_t n): 调整容器大小。

使用场景

适用于需要动态调整大小的数组，常用于需要频繁插入、删除操作的场景，如动态数据管理。

访问和修改的时间复杂度

• 访问: O(1)
• 修改: O(1)
• 插入/删除: O(1)（末尾），O(n)（其他位置）

优缺点

• 优点: 支持动态调整大小，末尾操作高效，灵活性强。
• 缺点: 在中间位置插入或删除元素时效率较低，因为需要移动其他元素。

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2. deque

定义

deque（双端队列）支持在两端高效地进行插入和删除操作。与 vector 不同，它不仅可以在末尾，还可以在前端进行高效操作。

底层结构

deque 底层是由一组连续的内存块组成，提供了类似 vector 的随机访问能力，但允许在两端进行插入和删除操作。

成员函数

• push_front(const T& value): 在前端插入一个元素。
• push_back(const T& value): 在末尾插入一个元素。
• pop_front(): 删除前端元素。
• pop_back(): 删除末尾元素。

使用场景

适用于需要在两端进行频繁插入和删除操作的场景，如实现双端队列、滑动窗口等。

访问和修改的时间复杂度

• 访问: O(1)
• 修改: O(1)
• 插入/删除: O(1)（两端）

优缺点

• 优点: 支持双端操作，两端插入和删除效率高。
• 缺点: 随机访问效率不如 vector，内存使用效率略低。

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3. list

定义

list 是一种双向链表容器，提供对数据的高效插入和删除操作。

底层结构

list 底层采用双向链表结构，每个节点包含前驱和后继指针，以及数据。

成员函数

• push_front(const T& value): 在前端插入一个元素。
• push_back(const T& value): 在末尾插入一个元素。
• pop_front(): 删除前端元素。
• pop_back(): 删除末尾元素。
• insert(iterator pos, const T& value): 在指定位置插入元素。