容器的概念所谓STL容器，即是将最常运用的一些数据结构（data structures）实现出来。容器是指容纳特定类型对象的集合。根据数据在容器中排列的特性，容器可概分为序列式（sequence）和关联式（associative）两种。迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型。它提供类似指针的功能，对容器的内容进行走访。#include例如：std::vectorIntVector;std::vector::iterator first = IntVector.begin();// begin()得到指向vector开头的Iterator,*first得到开头一个元素的值std::vector::iterator last = IntVector.end();// end()得到指向vector结尾的Iterator,*last得到最后一个元素的值序列式容器所谓序列式容器，其中的元素都可序（ordered），但未必有序（sorted）。数组为C++语言内置的序列容器，STL另外提供vector、list、deque（double - ended queue）。它们的差别在于访问元素的方式，以及添加或删除元素相关操作的运行代价。标准库还提供了三种容器适配器（adapter），所谓适配器是根据原始的容器类型所提供的操作，通过定义新的操作接口，来适应基础的容器类型。顺序容器适配器包括stack、queue、priority_queue等序列式容器。其中stack和queue由于只是将deque改头换面而成，技术上被归类为一种配接器（adapter），priority_queue是有优先级管理的队列。一.Vector1.vector的基本概念vector是标准C++建议替代C数组的动态数组模型，它维护的是一个连续线性空间。vector所采用的数据结构非常简单：线性连续空间。它以两个迭代器start和finish分别指向配置得到的连续空间中目前已被使用的范围，并以迭代器end_of_storage指向整块连续空间（含备用空间）的尾端。vector的实现技术，关键在于其对大小的控制以及重新分配时的数据移动效率。一旦vector原有空间用完，如果客户端每新增一个元素，vector内部就只扩充一个元素的空间，实为不智。因为所谓扩充控件（不论多大），是“配置新空间（malloc） / 拷贝移动数据（memcpy） / 释放旧空间（free）”的大工程，时间成本很高，应该采用某种未雨绸缪的空间配置策略。注意，所谓动态增加大小，并不是在原空间之后接续新空间（因为无法保证之后尚有可供配置的空间），而是每次再分配原大小两倍的内存空间。因此，对vector的任何操作，一旦引起控件重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。由于vector维护的是一个连续线性空间，因此vector迭代器具备普通指针的功能，支持随机存取，即vector提供的是Random Access Iterators。2.向量类模板std::vector的成员函数#includestd::vectorvec;std::vectorvec(size);std::vectorvec(size, value);std::vectorvec(myvector);std::vectorvec(first, last);Operators： == 、 != 、 <= 、 >= 、<、>、[]assign(first, last)：用迭代器first, last所指定的元素取代向量元素assign(num, val)：用val的num份副本取代向量元素at(n)：等价于[]运算符，返回向量中位置n的元素，因其有越界检查，故比[]索引访问安全front()：返回向量中第一个元素的引用back()：返回向量中最后一个元素的引用begin()：返回向量中第一个元素的迭代器end()：返回向量中最后一个元素的下一个迭代器（仅作结束游标，不可解引用）max_size()：返回向量类型的最大容量（2 ^ 30 - 1 = 0x3FFFFFFF）capacity()：返回向量当前开辟的空间大小（ <= max_size，与向量的动态内存分配策略相关）size()：返回向量中现有元素的个数（ <= capacity）clear()：删除向量中所有元素empty()：如果向量为空，返回真erase(start, end)：删除迭代器start end所指定范围内的元素erase(i)：删除迭代器i所指向的元素erase()返回指向删除的最后一个元素的下一位置的迭代器insert(i, x)；把x插入到迭代器i所指定的位置之前insert(i, n, x)：把x的n份副本插入到迭代器i所指定的位置之前insert(i, start, end)：把迭代器start和end所指定的范围内的值插入到迭代器i所指定的位置之前push_back(x)：把x推入（插入）到向量的尾部pop_back()：弹出（删除）向量最后一个元素rbegin()：返回一个反向迭代器，该迭代器指向的元素越过了向量中的最后一个元素rend()：返回一个反向迭代器，该迭代器指向向量中第一个元素reverse()：反转元素顺序resize(n, x)：把向量的大小改为n, 新元素的初值赋为xswap(vectorref)：交换2个向量的内容3.动态字符串类std::stringstring是标准C++建议替代C字符串（以零结束的字符数组）的动态字符串模型，可以简单的看做vector。#includestd::string str1;std::string str3(str2);std::string str2("this is a string");以下未列出与vector相同的通用操作。Operators： + 、 +=length()：和size()函数功能相同data()：取得字符串指针c_str()：取得C风格字符串指针c_str()的流程是先调用terminate()，然后再返回data()。因此如果你对效率要求比较高，而且你的处理又不一定需要以 / 0的方式结束，最好选择data()。但是对于一般的C函数中，需要以const char*为输入参数，要使用c_str()函数。operator=：赋值操作符append()：追加字符串replace()：替换字符copy()：拷贝自己的num个字符到str中（从索引index开始）。find()：在字符串中查找指定字符, 返回基于0的索引号rfind()：反向查找find_first_of()：查找包含子串中的任何字符，返回第一个位置find_first_not_of()：查找不包含子串中的任何字符，返回第一个位置find_last_of()：查找包含子串中的任何字符，返回最后一个位置find_last_not_of()：查找不包含子串中的任何字符，返回最后一个位置substr(n1, len)：得到字符串从n1开始的长度为len的子串比较字符串(支持所有的关系运算符)compare 比较字符串operator+ 字符串衔接operator+= 增加操作符operator== 判断是否相等operator!= 判断是否不等于operator< 判断是否小于operator>> 从输入流中读入字符串operator<< 字符串写入输出流getline 从输入流中读入一行二.list1.list的基本概念相对于vector的连续线性空间，list就显得复杂许多，与向量(vector)相比, 它允许快速的插入和删除，且每次插入或删除一个元素，就配置或释放一个元素空间。因此，list对于空间的运用绝对的精准，一点也不浪费。而且，对于任何位置的元素插入或元素移除，list永远是常数时间。list不再能够像vector那样以普通指针作为迭代器，因为其节点不保证在储存空间中连续存在。list迭代器必须有能力指向list的节点，并有能力进行正确的递增、递减、取值、成员存取等操作。所谓“list迭代器正确的递增、递减、取值、成员取用”操作是指，递增时指向下一个节点，递减时指向上一个节点，取值时取的是节点的数据值，成员取用时取用的是节点的成员。list不仅是一个双向链表，而其还是一个环状双向链表。所以它只需要一个指针，便可以完整实现整个链表。由于list是一个双向链表（double linked - list），迭代器必须具备前移、后移的能力，所以list提供的是Bidirectional Iterators。list有一个重要性质：插入操作（insert）和合并操作（splice）都不会造成原有的list迭代器失效。这在vector是不成立的，因为vector的插入操作可能造成记忆体重新配置，导致原有的迭代器全部失效。甚至list的元素删除操作（erase）也只有“指向被删除元素”的那个迭代器失效，其他迭代器不受任何影响。2.链表类模板std::list成员函数#includestd::listlst;std::listlst(size);std::listlst(size, value);std::listlst(mylist);std::listlst(first, last);以下未列出与vector相同的通用操作。push_front(x)：把元素x推入（插入）到链表头部pop_front()：弹出（删除）链表首元素merge(listref)：把listref所引用的链表中的所有元素插入到链表中，可指定合并规则splice()：把lst连接到pos的位置remove(val)：删除链表中所有值为val的元素remove_if(pred)：删除链表中谓词pred为真的元素（谓词即为元素存储和检索的描述，如std::less<>，std::greater<>那么就按降序 / 升序排列，你也可以定义自己的谓词）sort()：根据默认的谓词对链表排序sort(pred)：根据给定的谓词对链表排序unique()：删除链表中所有重复的元素unique(pred)：根据谓词pred删除所有重复的元素，使链表中没有重复元素注意：vector和deque支持随机访问，而list不支持随机访问，因此不支持[]访问！三.deque1.deque的基本概念vector是单向开口的连续线性空间，deque则是以中双向开口的连续线性空间。所谓双向开口，意思是可以在头尾两端分别做元素的插入和删除操作。从技术的角度而言，vector当然也可以在头尾两端进行操作，但是其头部操作效率奇差、令人无法接受。deque和vector的最大差异，一在于deque允许于常数时间内对头端进行元素的插入或移除操作，二在于deque没有所谓容量（capacity）观念，因为它是动态地以分段连续空间组合而成，随时可以增加一段新的空间并链接起来。换句话说，像vector那样“因旧空间不足而重新配置一块更大空间，然后复制元素，再释放旧空间”这样的事情在deque中是不会发生的。也因此，deque没有必要提供所谓的空间预留（reserved）功能。虽然deque也提供Random Access Iterator，但它的迭代器并不是普通指针，其复杂度和vector不可同日而语，这当然涉及到各个运算层面。因此，除非必要，我们应尽可能选择使用vector而非deque。对deque进行的排序操作，为了最高效率，可将deque先完整复制到一个vector身上，将vector排序后（利用STL的sort算法），再复制回deque。deque是由一段一段的定量连续空间构成。一旦有必要在deque的前端或尾端增加新空间，便配置一段定量的连续空间，串接在整个deque的头端或尾端。deque的最大任务，便是在这些分段的定量连续空间上，维护其整体连续的假象，并提供随机存取的接口。避开了“重新配置、复制、释放”的轮回，代价则是复杂的迭代器架构。2.双端队列类模板std::deque成员函数#includestd::dequedeq;std::dequedeq(size);std::dequedeq(size, value);std::dequedeq(mydeque);std::dequedeq(first, last);其成员函数如下：Operators：[]用来访问双向队列中单个的元素front()：返回第一个元素的引用push_front(x)：把元素x推入（插入）到双向队列的头部pop_front()：弹出（删除）双向队列的第一个元素back()：返回最后一个元素的引用push_back(x)：把元素x推入（插入）到双向队列的尾部pop_back()：弹出（删除）双向队列的最后一个元素四.基于deque的顺序容器适配器stack、queue（priority_queue）stack1.stack的基本概念stack是一种后进先出（First In Last Out，FILO）的数据结构，它只有一个出口。stack允许新增元素、移除元素、取得最顶端元素。但除了最顶端外，没有任何其他方法可以存取stack的其他元素，换言之，stack不允许随机访问。STL以deque作为stack的底层结构，对deque封闭期头端开口，稍作修改便形成了stack。将元素插入stack的操作称为push，将元素弹出stack的操作称为pop。stack所有元素的进出都必须符合“后进先出”的条件，只有stack顶端的元素，才有机会被外界取用。stack不提供走访功能，也不提供迭代器。2.容器适配器堆栈类std::stack成员函数#includestack实现后进先出的操作std::stackstk;type为堆栈操作的数据类型container为实现堆栈所用的容器类型，默认基于deque，还可以为std::vector和std::list例如std::stack> IntStack;其成员函数如下：top()：返回顶端元素的引用push(x)：将元素压入栈（顶）pop()：弹出（删除）顶端元素queue1.queue的基本概念queue是一种先进先出（First In First Out，FIFO）的数据结构，它有两个出口。queue允许新增元素、移除元素、从最底端加入元素、取得最顶端元素。但除了最底端可以加入、最顶端可以取出，没有任何其他方法可以存取queue的其他元素。换言之，queue不支持随机访问。STL以deque作为queue的底层结构，对deque封闭其底端的出口和前端的入口，稍作修改便形成了queue。2.容器适配器队列类std::queue成员函数#includequeue实现先进先出的操作std::queueque;type为队列操作的数据类型container为实现队列所用的容器类型，只能为提供了push_front操作的std::deque或std::list，默认基于std::deque其成员函数如下：front()：返回队首元素的引用back()：返回队尾元素的引用push(x)：把元素x推入（插入）到队尾pop()：队首元素出列（弹出（删除）队首元素）priority_queue1.priority_queue的基本概念priority_queue为优先级队列，它允许用户为队列中存储的元素设置优先级。这种队列不是直接将新元素放置在队列尾部，而是放置在比它优先级低的元素前面，即提供了一种插队策略。标准库默认使用<操作符来确定他们之间的优先级关系。即权重大的排在队首。使用priority_queue时，包含文件。2.容器适配器队列类std::priority_queue成员函数#includepriority_queue实现先进先出的操作std::priority_queuepri_que;type为队列操作的数据类型container为实现队列所用的容器类型，可以为std::vector, std::deque，默认基于dequecomp为排队策略，默认为std::less<>，即插到小于它的元素前例如std::priority_queue, std::greater> IntPriQue;其成员函数如下：top()：返回队首（优先级最高）元素的引用push(x)：将元素推入（按插队策略插排）队列（尾部）pop()：弹出（删除）队首（优先级最高）元素关联式容器所谓关联式容器，概念上类似关联式数据库（实际上则简单许多）：每项数据（元素）包含一个键值（key）和一个实值（value）。当元素被插入到关联式容器中时，容器内部数据结构（可能是RB - tree，也可能是hash - table）便依照其键值大小，以某种特定规则将这个元素放置于适当位置。关联式容器没有所谓头尾（只有最大元素和最小元素），所以不会有push_back()，push_front()，pop_back()，pop_front()，begin()，end()这样的操作。一般而言，关联式容器的内部结构是一个balanced binary tree（平衡二叉树），以便获得良好的搜索效率。balanced binary tree有很多种类型，包括AVL - tree、RB - tree、AA - tree，其中广泛运用于STL的是RB - tree（红黑树）。标准的STL关联式容器分为set（集合）和map（映射类）两大类，以及这两大类的衍生体multiset（多键集合）和multimap（多键映射表）。这些容器的底层机制均以RB - tree完成（红黑树）。RB - tree也是一个独立容器，但并不开放给外界使用。此外，SGI STL还提供了一个不在标准规格之列的关联式容器：hash table(散列表，哈希表)，以及以此hash table为底层机制而完成的hash_set（散列集合）、hash_map（散列映射表）、hash_multiset（散列多键集合）、hash_multimap（散列多键映射表）。map关联式容器std::map成员函数#includemap建立key - value映射std::mapmp;std::mapmp;
key为键值
value为映射值
comp可选，为键值对存放策略，例如可为std::less<>，键值映射对将按键值从小到大存储
其成员函数如下：
count()：返回map中键值等于key的元素的个数
equal_range()：函数返回两个迭代器——一个指向第一个键值为key的元素，另一个指向最后一个键值为key的元素
erase(i)：删除迭代器所指位置的元素（键值对）
lower_bound()：返回一个迭代器，指向map中键值 >= key的第一个元素
upper_bound()：函数返回一个迭代器，指向map中键值>key的第一个元素
find(key)：返回键值为key的键值对迭代器，如果没有该映射则返回结束游标end()
注意map的[]操作符，当试图对于不存在的key进行引用时，将新建键值对，值为空。