map 和 set
\(map\) 是映射，\(set\) 是集合，都是通过红黑树来实现的。他们的操作行为，都是转调红黑树的操作行为。
- \(map\) 中元素为 (键-值)key-value，关键字起到索引作用，值保存相关数据。\(set\) 元素为 (键)key，值即是键，
- \(map\) 允许修改 \(value\)，不允许修改 \(key\)，\(set\) 的迭代器是 \(const\) 的，不允许修改元素。原因： \(map\) 和 \(set\) 是通过关键字排序来实现有序的，如果要修改，需要删除原本键值，在插入新的键值，每次操作后都需要重新调节平衡，这样破坏了原本的结构，使得迭代器失效，不知道指向改变前的还是改变后的位置。
- \(map\) 支持下标操作，\(set\) 不支持。\(map\) 下标操作 \([key]\) ，是通过关键字 \(key\) 去查找，返回该关键字的值，若该关键字不存在，则会插入一个具有该关键字和 \(value\) 类型默认值到 \(map\) 中。
map 和 unordered_map
| map | unordered_map |
|---|---|
| 通过红黑树实现 | 通过 \(hash\) 表实现 |
| 操作复杂度 \(log\) 级别 | 操作复杂度常数级别 |
| 内部有序 | 内部无序 |
| 适用于对顺序有要求的场景 | 适用于频繁查找的场景 |
\(unordered\_map\) 基于 \(hash\) 表，需要用 \(vector\) 来解决冲突，所以查找和存储的时间大大减少，而代价是花费更多内存。
STL 的组成
\(STL\) 由六部分组成：算法、容器、迭代器、仿函数、适配器、内存分配器。
- 通过迭代器，可以实现对容器内容的读和写。
- 对于重载了 \(()\) 的类，可以实现类似函数调用过程，叫做仿函数。
- 适配器将一个类的接口适配成用户指定的形式，使原本不兼容的类可以一起工作。
- 内存分配器负责空间的配置和管理。
容器和容器适配器
容器适配器是对容器的一种再封装，容器适配器不支持迭代。
\(STL\) 自带的容器有 \(vector、list、map、set、deque\)，同时还提供了一些特别的容器适配器，比如 \(stack、queue、priority\_queue\)。
区别在于 \(stack、queue\) 的底层实现用到了 \(deque\)，\(priority\_queue\) 的底层实现用到了 \(vector\)，而 \(vector\) 的底层实现没有用到别的容器。
vector 和 list
- \(vector\) 存在扩容机制：
在向 \(vector\) 添加元素时，如果还有剩余的空间，那么会直接添加到指定位置，如果没有剩余的空间，那么会重新开辟原本容器的两倍空间，然后将旧的数据复制到新开辟的空间，释放旧内存。
| vector | list | |
|---|---|---|
| 类型 | 动态数组 | 动态链表 |
| 底层实现 | 数组实现 | 双向链表实现 |
| 访问 | 支持随机访问，\(O(1)\) | 不支持随机访问，\(O(n)\) |
| 插入 | 在末尾 \(O(1)\)，在中间 \(O(n)\) | 很快，\(O(1)\) |
| 删除 | 在末尾 \(O(1)\)，在中间 \(O(n)\) | 很快，\(O(1)\) |
| 内存来源 | 从堆区分配空间 | 从堆区分配空间 |
| 内存使用 | \(vector\) 是顺序内存 | \(list\) 不是顺序内存 |
| 内存分配 | \(vector\) 一次性分配好，不够时扩容 | \(list\) 每次插入节点都需要进行内存申请 |
| 性能 | \(vector\) 访问性能好，插入删除性能差 | \(list\) 插入删除性能好，访问性能差 |
| 适用场景 | 经常随机访问，不在乎插入和删除效率 | 经常插入删除，不在乎访问效率 |
STL 中 resize 和 reserve
\(resize()\) 改变当前容器内含有元素的数量。例如 \(vector
\(reserve()\) 改变当前容器可存放元素的最大容量，例如操作 \(g.reserve(n)\)，如果 \(n\) 值大于当前容器容量 \(g.capacity()\)，则会重新分配一块能存 \(n\) 个对象的空间，然后把容器内元素复制过来并销毁之前的内存，否则不会发生变化。
迭代器和指针
迭代器就是把不同集合类的访问逻辑抽象出来，使得不用暴露集合内部结构而达到遍历集合的效果。
迭代器不是指针，是类模板。迭代器只是模拟出指针的一些功能，本质是封装了原生指针，提供了比指针更高级的行为。迭代器返回的是对象的引用，而不是对象的值。