STL
文章目录
- 1.vetcor
- 2.list双向链表
- 3.deque双向队列
- 3.1.stack()堆
- 3.2.queue队列
- 4.红黑树RB-tree
- 4.1 set、multiset
- 4.2 map、multimap
- 5 hashtable
- hashtable(哈希表）
1.vetcor
vetcor维护连续线性空间
protected:
iterator start;
iterator finish;
iterator end_of_storage;
如果备用空间容量不足，容量会扩充至2倍
动态扩容是只分配原来大小两倍的新空间，然后将源数据拷贝到新空间，再将新空间构造新元素，最后释放元空间，指向原vector的所有迭代器指针失效。
2.list双向链表
底层数据结构为双向环形链表，支持快速增删。插入和删除一个元素，就配置一个或删除一个元素空间，插入和删除，常数时间。
链表进行排序，不能使用STL的sort函数，必须使用自己。
STL算法sort()函数只接受RamdonAccesslterator
3.deque双向队列
双向开口的数据结构，可以在两端进行插入和删除操作。deque表象连续，内部不连续,
中控器map提供多个缓冲区（节点）,每个缓冲区有3个迭代器指针
first指向缓冲区的头
end 指向缓冲区的尾
cur 指向缓冲区所指的现行元素
map前端与尾端节点的备用空间不足，引发缓冲区重新配置
push_back()
push_front()
pop_back()
pop_front()
clear()//deque最初状态保留一个缓冲区
erase()
3.1.stack()堆
先进先出，以容器deque()为底层结构，封闭其头部端口形成一个stack，没有迭代器，也补允许遍历
pop()
push()
top()
empty()
size()
3.2.queue队列
先进先出的数据结构，底端加入，顶端删除，不允许遍历
以deque()或list()为底层结构，封闭底部出口，顶部的入口，形成queue
queue<Type>M 定义一个queue的变量
M.empty() 查看是否为空范例 是的话返回1，不是返回0;
M.push() 从已有元素后面增加元素
M.size() 输出现有元素的个数
M.front() 显示第一个元素
M.back() 显示最后一个元素
M.pop() 清除第一个元素
4.红黑树RB-tree
二叉搜索树
- 若它的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结构的值
- 若它的右子树不空 ，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值
- 它的左、右子树也分别为二叉排序树
通过中序遍历即可得出有序的序列， 构造一棵二叉搜索树的目的，其实并不是为了排序，而是为了提高查找和插入删除关键字的速度
红黑树是一颗二叉搜索树，它在每个节点增加了一个存储位记录节点的颜色，可以是红色和黑色
4.1 set、multiset
set/multiset以rb_tree为底层结构，具有自动排序特性，排序依据是key，set/multiset元素的value和key合一，value就是key
-
set不允许键值重复，插入操作采用的是底层RB-tree的insert_unique()
-
multiset允许键值重复，插入操作采用的是底层RB-tree的insert_equal()
begin()--返回指向第一个元素的迭代
end()--返回指向最后一个元素的迭代器
clear()--清除所有元素
size()--集合中元素的数目
max_size()--返回集合能容纳的元素的最大限值
empty()--如果集合为空，返回true
swap()--交换两个集合变量
insert()--在集合中插入元素
erase()--删除集合中的元素
find()--返回一个指向被查找到元素的迭代器
count()--返回某个值元素的个数
lower_bound()--返回指向大于（或等于）某值的第一个元素的迭代器
upper_bound()--返回指向小于（或等于）某值的第一个元素的迭代器
equal_range()--返回集合中与给定值相等的上下限的两个迭代器
4.2 map、multimap
map/multimap以rb_tree为底层结构，根据元素的键值key自动排序，所有的元素都是pair，都具有实值value和键值key。pair<键值，实值>
map
-
下标取值的算法是先查找是否有此key，没有就插入一个默认值作为该key的value
-
使用find函数对键进行查找，返回指向键的迭代器，若不存在，则返回map的尾端
数组和链表优缺点
- 数组：固定长度，减小内存浪费，方便遍历(通过下标存取)，删除操作后面依次前移，插入操作依次后移
- 链表：动态分配存储，方便增减\插入\删除操作、遍历通过指针依次进行，堆分配空间
5 hashtable
STL源码剖析——hashtable
二叉搜索树具有对数平均时间，但这样的表现构造在一个假设上：输入数据有足够的随机性
hashtable（散列表）的数据结构，插入、删除、搜寻等操作具有常数平均时间
hashtable(哈希表）
基本原理是：使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数，也叫做散列函数），使每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标，hash值）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素“分类”，然后将这个元素存储在相应“类”所对应的地方，称为桶
了避免哈希表太大，需要用到某种映射函数，将大数映射为小数，这种函数称为散列函数hash function。但hash function会带来碰撞问题，即不同的元素被映射到相同位置。
线性探测：在哈希表的连续空间上，当发生冲突的时候，向后存储。
hashtable存取过程
hash_map，首先分配一大片内存，形成许多桶。是利用hash函数，对key进行映射到不同区域（桶）进行保存。其插入过程是：
- 得到key
- 通过hash函数得到hash值
- 得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
- 存放key和value在桶内。
hashtable 中桶子的大小一般设计为一个质数，至于为什么大家需要自行百度，这里我讲不明白。SGI STL 中先把 28 个质数准备好，以备随时访问，同时提供一个函数，用来查询在这 28 个质数之中，“最接近某数并大于某数” 的质数：
*当桶内的元素总个数大于桶子个数时，就会使桶子个数增长到其两倍附近的质数，所以桶子数一定比元素个数多。例子中为97，然后所有元素再执行H=hashcode%桶子数*
SGI STL中 hashtable容器的内部实现就是使用的【开链】方法。
其中键值序列，使用的是vector，而vector的大小，取的是一个质数集合，一共28个常数，大于53，且相邻质数的关系为：2的倍数中最接近的质数。
如果传入的键大小为50，那么hashtable建立的时候，就会取出__stl_prime_list的53，并建立vector。
- hashtable的迭代器没有后退操作，也没有逆向迭代器。
- 桶子维护的linked list(可单向可双向）,并不是标准库中的list,而是自行维护hash table node
哈希函数构造主要有以下几种：
1：直接寻址法；
2：取模法；
3：数字分析法；
4：折叠法；
5：平方取中法；
6：除留余数法；
7：随机数法。
处理冲突主要方法有：
1：开地址法
- 线性探测再散列
- 二次探测再散列
- 伪随机再散列
2：链地址法
3：再散列法
4：建立一个公共溢出区