音视频开发之旅（22) STL 之 容器

目录

1. STL的六大部件介绍
2. 容器分类
3. 序列式容器介绍（vector、list、deque）
4. 关联式容器
5. 资料
6. 收获

一、STL六大部件

STL：cpp standard library cpp标准库

STL的六大部件compounts：

1. 容器 （Containers）
2. 分配器（Allocators）
3. 算法（Algorithms）
4. 迭代器（Iteratros）
5. 适配器（Adapters）
6. 仿函数（Functors）

其中比较重要或者常用的部件是：容器、算法、迭代器、仿函数
迭代器是连接容器和算法的桥梁，仿函数是对“（）”的操作符重载。接下来我们会重点学习实践容器和算法。而本篇主要介绍各种容器的特性。

二、容器分类

容器从内存分配是否是连续上来划分，可以分为序列式容器和关联式容器以及无序容器。

序列式容器：强调值的排序，每个元素都有固定的位置

包含以下几种容器类型：

1. Array（数组 固定大小）
2. Vector（向量 会自动扩充）、
3. Deque（双向队列，前后都可以扩充）
4. List：链表（双向链表）
5. Forward-list：（单项链表）

关联式容器：二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。
使用场景：大量查找

包含以下几种容器：

1. Set/Multiset
2. Map/Multimap ：key-Value

其中 Set 和Map 元素内容不可以重复，Multiset和Multimap 元素内容可重复

内部是高度平衡的树即红黑树结构

无序容器
HashTable Separate Chaining

三、序列式容器介绍（vector、list、deque）

3.1 vector

Vector和普通数组的区别在于，数组是静态空间，vector是动态扩展。这里的动态扩展并不是在原空间之后续接新空间，而是寻找更大的内存空间，以两倍增长的方式 ，将原数据拷贝过去。

获取数据的方式

[]
at
front
back

容器互换: swap()
查看容器的容量: capacity()
重新制定vector容器大小: resize()

3.2 list 链表

链表是由一个个节点组成，节点包含 数据域和指针域。

优点：对任意位置可以快速添加删除数据，只需要改变节点指针域的指向，而不用移动后续位置；大小比较灵活，不用想vector的双倍扩展
缺点：遍历速度没有连续的array块；由于指针域的存在，占用的空间比array大。

Stl中的链表是一个双向循环链表。链表的迭代器只能前移或后移，不能跳跃

前加加： operator++（） 返回值是self&
后加加： operator++（int） 返回值是self

3.3 deque容器

双端数组，可以对头端进香插入删除操作，deque内存上是分段连续的

顺序容器适配器栈stack 内部是deque实现
先进后出

顺序容器适配器 队列queue 先进先出，内部也是deque实现

常用的方法如下：

赋值操作

=
assign(begin,end)
assign(n,num)

大小

deque.empty() 
deque.size()
deque.resize(num)
deque.resize(num,elem)

没有容量capacity

void printDeuqe(const deque)
{
    for(deque::const_iterator it =d.begin();it !=d.end();it++)
    {
        cout << *it << "";
    }
    cout <

插入删除

//在容器尾部添加一个数据
push_back(elem);

//在容器头部添加一个容器
push_front(elem);

//删除容器的最后一个数据
pop_back();

//删除容器的第一个数据
pop_front();

//在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置
insert(pos,elem);
//在pos位置插入【beg,end）区间的数据
insert(pos,beg,end);

clear();
erase(pos);
erase(beg,end);

数据存取

//返回索引pos所指的数据
at(int pos);
opeartor[];
//返回容器中第一个数据元素
front();
//返回容器最后一个数据元素
back();

排序

//对beg和end区间内元素进行排序
sort(iterator beg, iterator end)

四、关联性容器

可以理解为 小型的关联型数据库

4.1 set/multiset容器

容器set中所有的元素插入时候会自动排序，其中set不允许重复值；multiset可以重复。

赋值
插入数据使用insert

赋值构造
拷贝构造

查找和统计

//查找key是否存在，如存在，返回该键的元素的迭代器；如不存在返回set.end()

find(key);

//统计key的元素个数,对于set返回值是0或1. 
count(key);

排序

利用仿函数，改变排序规则

仿函数 重载（），记得加const
如： bool opeartor（）（int x, int y） const;

class Mycompare
{
public:
    bool operator()(int v1,int v2)
    {
        return v1 >v2;
    }
}

对于自定义的数据类型排序，要使用仿函数制定排序规则。
set

4.2 map/multimap容器

map中所有元素都是pair，其中Pair的第一元素是key，起到索引作用，第二个元素是value，所有元素都会根据元素的key自动排序。

另外容器的迭代器采用左闭右开的区间编程

这篇就到这里，了解stl的六大组件，容器的分类，以及各种容器的特点，常用方法以及部分使用场景。从下一篇开始开始学习实践算法，一起来学习吧。

五、资料

1. 《Tinking in C++》
2. 《C++Primer》
3. [侯捷C++ STL 体系结构与内核分析] : https://www.bilibili.com/video/BV1db411q7B8?from=search&seid=653949808386505225 上面的图片均来自于该资源。

六、收获

1. 了解stl的六大组件
2. 了解序列式容器和关联式容器的分类
3. 了解各种容器的特点，常用方法，和优缺点。

感谢你的阅读
下一篇我们开始进入算法章节的学习实践，在这也立个flag，每天更新一种类型的算法（遍历、查找、排序、拷贝、替换等），这些基础知识非常重要，来一起学习吧。 欢迎关注公众号“音视频开发之旅”，一起学习成长。
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