泛型编程与STL学习笔记之容器

泛型编程与STL学习笔记之容器

C++ STL定义两种大小可变的 containers : Sequence Container和Associative Container。

1，Sequence 是Forward Container的一个强化（Refinement），是一种最明显的大小可变的container。就像所有的containers一样，Sequence 以严格线性序列的range来呈现其元素。此外，你不但可以取用任何元素，也可以在range的任意一个地点新增或删除元素。也就是说，Sequence不会以某种规定来排列元素，它让你依照你所希望的顺序进行排列。

STL 包含三种 Sequence Class：vector，list和deque,其中主要差异在于他们所提供的iterator种类，Iterator的无效语义（意指什么样地操作行为会造成先前取得的Iterator无效）。

很多程序并不需要在Sequence的任意位置安插或者删除元素，只可能会在最开头或者最尾端安插或者删除元素，安插于开头或者结尾是个很重要的特例。

Front Insert Sequence具有三个特别的member functions:(1)front,返回container中的第一个元素；（2）push_front,在开头安插新元素；（3）pop_front，删除第一个元素。

Back Insert Sequence具有三个对应的member functions:back,push_back和pop_back;

Associative Containers

2，Associative Container 是一种可变大小的container，可以高效率的获取以key为基础的元素。Associative Container的每个元素都有一个相关联的key。只要给定一个key,Associative Container便有办法快速找寻具有该key之元素。

Associative Container的基本操作行为是查询（lookup），安插（insert）和消除（erasure）。你也可以在Sequence中执行这些行为，差别在于：（1），Associative Container提供明白支持这些行为的member function；（2）那些操作行为都具有良好的效率，平均是O(logN)。

下面对C++ STL常用容器做一下总结：

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

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

               hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap

三: 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与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_set将key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与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。

#include
#include
#include

using namespace std;

int main(int argc,char *argv[])
{
	int A[]={1,3,5,7,9};
	vector V1;
	vector V2(A,A+sizeof(A)/sizeof(int));
	vector V3(5);

	V1.push_back(11);
	V2.push_back(11);
	V3.push_back(11);

	cout<<"V1 size: "<(cout," "));
	cout<(cout," "));
	cout<(cout," "));
    cout<