C++STL面经

1. STL 的基本组成部分。

• STL 为标准模板库，为一些常见数据结构和算法的模板集合。
• 标准模板库 STL 主要有 6 部分组成：
• （1）Container（容器）：是一种数据结构，如 list，vector 和 deques。为了访问容器中的数据，可以使用容器输出的迭代器。
• （2）Algorithm（算法）：是用来操作容器中数据的模板函数，如使用 sort 对 vector 容器中的数据进行排序。
• （3）Iterator（迭代器）：提供了访问容器中数据的方法，如使用迭代器获取 vector 中某范围内的数据。
• （4）Function object（仿函数）：仿函数又称函数对象，为重载了操作符的 struct。
• （5）Adaptor（适配器）：是一种接口类，专门用来修改现有类的结构，提供一个新的接口。
• （6）Allocator（空间适配器）：为 STL 提供空间配置，如对象的创建与销毁，内存的销毁与创建。

2. STL 常见的容器，实现原理，对应的事件复杂度。

• 顺序容器：元素是非排序的，插入位置与元素值无关。
• （1）vector：动态数组，元素在内存中连续存放，随机存取任何元素都能在常数时间完成，在尾端增删元素具有较佳的性能。插入O(N)，查看O(1)，删除O(N)。
• （2）deque：双向队列，元素在内存中连续存放，随机存取任何元素都能在常数时间完成，在两端增删元素具有较佳的性能。插入O(N)，查看O(1)，删除O(N)。
• （3）list：双向链表，元素在内存中不连续存放，不支持随机存取，在任何位置增删元素都能在常数时间完成。插入O(1)，查看O(N)，删除O(1)。
• 关联容器：底层是通过红黑树实现的，具有自动排序的功能。
• （1）set/multiset：集合，set 中不允许相同的元素，multiset 允许相同的元素。插入O(logN)，查看O(logN)，删除O(logN)。
• （2）map/multimap：字典，map 中存放元素中仅有两个变量 first 和 second，map 根据 first 的值进行从小到大的排序。插入O(logN)，查看O(logN)，删除O(logN)。
• 适配器容器：封装了些基本的容器，使之具有新的功能。
• （1）stack：栈，删除，查看，修改的项只能是最新插入的项。
• （2）queue：队列，插入只可以在队尾进行，删除，查看和修改只允许从头部进行。
• （3）priority_queue：优先队列，内部有序，确保优先级最高的元素位于头部，且是第一个出列。

3. 介绍下 STL 中的空间适配器。

• 一般情况下，一个程序包含数据结构和相应的算法，而数据结构作与内存空间有着模切的关联。
• 空间适配器就是为了实现内存空间分配的工具，每一种容器的空间分配都是通过空间适配器 alloctor 实现的。

4. STL 是怎么删除元素的？迭起器什么时候会失效？

• （1）对于 vector，deque 来说，使用 erase 后，后面的每个元素迭代器都会失效，但 erase 会返回下一个有效的迭代器。
• （2）对于 map，set 来说，使用了 rease 后，只有当前元素的迭代器会失效，需要提前记录下一个元素的迭代器。
• （3）对于 list 来说，因为它使用了不连续的内存分配，所以既可以使用 erase 返回的迭代器，也可以记录下一个迭代器。

5. 迭代器的作用是什么？和指针的区别？

作用：

• 用于指向顺序容器和关联容器中的元素。
• 通过迭代器可以读取它指向的元素。
• 通过非 const 迭代器可以修改它指向的元素。

区别：

• 迭代器不是指针，是类模板，表现得像指针。
• 它模拟了指针的一些功能，重载了指针的一些操作符，比如 ++，–。
• 迭代器封装了指针，是一个可以遍历 STL 容器内全部或部分元素的对象。

6. STL 中的 resize 和 reserver 有什么区别？

-（1）resize 即分配了空间，也创建了对象；reserve 表示容器预留空间，并没有创建对象，需要 insert 或 push_back 来创建对象。
-（2）resize 即可以修改 capacoty 大小，也可以修改 size 大小；reserve 只能够修改 capacity 大小。

7. STL 容器动态链接可能产生的问题？

• 当给动态库函数传递容器的对象本身时，会出现内存堆栈被破坏的问题。
• 是因为容器和动态链接库的相互支持不够友好。当动态链接库使用容器时，需要保证容器的大小不能超出初始大小。否则容器自动重新分配，出现堆栈破坏。

8. map 和 unordered_map 的区别？

-（1）map 是通过红黑树来实现的，红黑树有自动排序的功能，因此 map 内的所有元素都是有序的。
-（2）unordered_map 是通过哈希表来实现的，把关键码值映射到哈希表中的一个位置进行记录，查找时间复杂度为O(1)，但元素的排列是无序的。

9. push_back 和 emplace_back 的区别？

• 如果需要将一个临时变量 push 到容器的末尾，push_back 需要先构造临时对象再进行拷贝。而 emplace_back 则直接在容器的末尾构造对象，省去了拷贝的过程。