金山(Kingsoft)笔试面试题整理之006
题目6：简述 list, map, vector, set 四种STL数据结构的区别和各自的特点。
在STL中基本容器有：vector, list, deque, set, map。
set 和map 都是无序的保存元素，只能通过它提供的接口对里面的元素进行访问。
set:集合，用来判读某一元素是不是在一个组里面，使用的比较少
map:映射，相当于字典，把一个值映射成另一个值，底层采用的是树形结构，多数使用平衡二叉树实现，查找某一个值是常数时间，遍历起来效果也不错，只是每次插入值的时候，会重新构造底层 的平衡二叉树，效率有一定的影响。
vector, list, deque, set是有序容器
1、vector就是动态数组，它也是在堆中分配内存，元素连续存放，有保留内存，如果减少大小后内存也不会释放，如果新值个数大于当前的内存数时才会分配内存。它拥有一段连续的内存空间，并且起始地址不变，因此它能非常好的支持随机存取，但是由于内存空间是连续的，在插入和删除时会造成大量元素的拷贝移动，另外，当该数组的内存空间不够时，需要重新申请一块足够大的内存并进行拷贝，这些都大大影响了vector的效率。需要经常随机访问请用vector。
2、list就是双向链表，元素也是再堆中存放，每个元素都是放在一块内存中的，它的内存空间可以是不连续的，通过指针进行数据访问，这个特点使得它不能随机存取。但是由于链表的特点，它可以以很好的效率支持插入和删除. list没有空间预留习惯，所以每分配一个元素都会从内存中分配，每删除一个元素，都会释放它占有的内存。
list在哪里添加删除元素性能都很高,不需要移动内存,当然也不需要对每个元素都进行构造与析构了,所以常用来做随机操作容器.
但是访问list里面的元素时就开始和最后访问最快
访问其它元素都是O(n) ,所以如果需要经常随机访问的话,还是使用其它的好
总结
如果你喜欢经常添加删除大对象的话,那么请使用list
要保存的对象不大,构造与析构操作不复杂,那么可以使用vector代替
list<指针>完全是性能最低的做法,这种情况下还是使用vector<指针>好,因为指针没有构造与析构,也不占用很大内存
3.deque
deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
[堆1]
...
[堆2]
...
[堆3]
每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.
它支持[]操作符，也就是支持随即存取，可以让你在前面快速地添加删除元素,或是在后面快速地添加删除元素,然后还可以有比较高的随机访问速度,和vector的效率相差无几，它支持在两端的操作：push_back,push_front,pop_back,pop_front等，并且在两端操作上与list的效率也差不多。
在标准库中vector和deque提供几乎相同的接口,在结构上它们的区别主要在于这两种容器在组织内存上不一样,deque是按页或块来分配存储器的,每页包含固定数目的元素.相反vector分配一段连续的内存,vector只是在序列的尾段插入元素时才有效率,而deque的分页组织方式即使在容器的前端也可以提供常数时间的insert和erase操作,而且在体积增长方面也比vector更具有效率
总结：
vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素
list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素
deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转
deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高。
因此在实际使用时，如何选择这三个容器中哪一个，应根据你的需要而定，一般应遵循下面
的原则：
1、如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector
2、如果你需要大量的插入和删除，而不关心随即存取，则应使用list
3、如果你需要随即存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque。