STL 容器

STL的容器可以分为以下几个大类:
一:序列容器, 有vector, list, deque, string.

 : 关联容器,     set, multiset, map, mulmap

               hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap

其他的杂项: stack, queue, valarray, bitset

 

STL各个容器的实现:

 

(1) vector
内部数据结构:数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
在末尾增加或删除元素所需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。
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。
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。当删除元素时,指向被删除元素以后的任何 元素的迭代器都将失效。

 

(2)deque
内部数据结构:数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
在开头和末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。
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。
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
内部数据结构:双向环状链表。
不能随机访问一个元素。
可双向遍历。
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量。
可动态增加或减少元素,内存管理自动完成。
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,其它迭代器都不会失效。

(4)slist
内部数据结构:单向链表。
不可双向遍历,只能从前到后地遍历。
其它的特性同list相似。

(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(LIFO)。
不能遍历整个stack

(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(FIFO)。
不能遍历整个queue

(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级队列,一般使用vector作为底层存储方式。
只能访问第一个元素,不能遍历整个priority_queue
第一个元素始终是优先级最高的一个元素。

(8)set
按照键进行排序存储, 值必须可以进行比较, 可以理解为set就是键和值相等的map
键唯一。
元素默认按升序排列。
如果迭代器所指向的元素被删除,则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(9)multiset
键可以不唯一。
其它特点与set相同。

(10)hash_set
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)。hash_setkey进行hash 然后将key放在hash值对应的桶中, 原理可以这样理解,hash_set就是key value相等的hash_map
其它特点与set相同。

(11)hash_multiset
键可以不唯一。
其它特点与hash_set相同。

(12)map
键唯一。
元素默认按键的升序排列。
如果迭代器所指向的元素被删除,则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

(13)multimap
键可以不唯一。
其它特点与map相同。

(14)hash_map
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(当然也跟hash函数有关)。
其它特点与map相同。

(15)hash_multimap
键可以不唯一。
其它特点与hash_map相同。

### STL 容器概述 C++ 标准模板库 (STL) 提供了一组通用的容器类,这些容器能够存储不同类型的对象并提供高效的访问方式[^1]。容器STL的核心组件之一,它们封装了数据结构,并提供了丰富的接口来操作内部元素。 #### 主要容器类型及其特点 以下是几种常用的STL容器: - **`std::vector`**: 动态数组,支持随机存取,在尾部插入/删除元素非常高效;但是中间位置的操作性能较差。 - **`std::list`**: 双向链表,适合频繁地在列表两端执行插入和移除动作;不支持快速随机访问。 - **`std::map`**: 关联式容器,基于键值对的方式存储数据,默认按键排序;查找、插入和删除的时间复杂度均为O(log n)。 - **`std::set`**: 实现了一个无重复元素集合的数据结构,同样按照一定顺序排列其成员;适用于需要唯一性的场景。 每种容器都有各自的优势以及适用场合,选择合适的容器对于程序设计至关重要[^2]。 #### 基本使用方法 下面给出各个容器的基本创建与简单使用的例子: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <map> #include <set> int main() { // Vector example std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; vec.push_back(4); // 添加新元素到末尾 // List example std::list<std::string> lst; lst.push_front("world"); lst.push_back("hello"); // Map example std::map<char,int> mp; mp['a'] = 10; // 插入一对key-value组合 auto it = mp.find('b'); // 查找是否存在指定key对应的记录 // Set example std::set<double> st{1.5, 2.7, 3.9}; bool inserted = st.insert(-8).second; return 0; } ``` 通过上述代码片段可以看到如何初始化不同类型的标准容器,并对其实施基本操作如添加、查询等。
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