代码随想录终极总结之_STL容器使用
代码随想录终极总结之_STL容器使用
- 容器vector
- 容器deque
- 容器string
- 容器list
- 关联式容器set系列
-
- set/multiset
- unordered_set
- 关联式容器map系列
-
- map/multimap
- unordered_map
- 容器适配器stack
- 容器适配器queue
拖延了那么久，一直说要搞个总结，来梳理一下STL容器们的函数，今天终于来了。
容器vector
底层原理：
vector是动态数组，内存地址中元素存储连续，内存不够时会自动扩容（x1.5/x2都有），必须先初始化才能索引。
~
定义一个迭代器：vector::iterator it;迭代器是一种封装了指针功能的结构，可以理解为类似于智能指针。
~
初始化方式：
vector<type> v0(size,val)： 放入size个val
vector<type> v0(v1)： 拷贝构造
vector<type> v0(start,end)：复制迭代器指向的[start,end)区间元素
子函数们：
push_back()： 尾插，O(1)
pop_back()： 尾删，O(1)
insert(a, x)：a处插入x，O(n)
erase(pos)： 删除pos位置元素，O(n)
clear()： 全删，O(n)
size()： 返回数量，O(1)
empty()： 判空，O(1)
resize(n)： 重订大小为n，O(n)
begin(): 迭代器，指向首个元素
end(): 迭代器，指向末尾元素+1
reverse(start,end)：反转迭代器指向的[start,end)区间元素
容器deque
底层原理：
双端队列deque的底层也是个动态数组，但是和vector不一样，deque采用的是分段存储方式，因此不会有vector自动扩容再重新拷贝的问题。
~
初始化方式：
deque<int> dq; 空的
deque<int> dq1(5, 1); 初始5个1进去
deque<int> dq2(dq1); 拷贝构造
deque<int> dq3(start,end);迭代器指向区间构造，左闭右开
子函数们：
push_back(): 尾插，O(1)；
push_front(): 头插，O(1)；
pop_back(): 尾删，O(1)；
pop_front(): 头删，O(1)；
back(): 返回末尾元素，O(1)；
front(): 返回头部元素，O(1)；
size(): 返回元素的个数，O(1)；
empty(): 判断是否为空，O(1)；
clear(): 清空，O(n)；
erase(pos): 删除pos位置的元素，O(n)；
insert(n,"xxx"): 在n插入"xxx"，O(n)。
容器string
底层原理：
底层是个字符数组，可以像数组一样操作，最爽的在于string可以直接用+来拼接
初始化方式：
string str2("123456789"); 生成"1234456789"的复制品
string str3("12345", 0, 3);结果为"123"
string str4("012345", 5); 结果为"01234"
string str5(5, '1'); 结果为"11111"
string str6(str2, 2); 结果为"3456789"
子函数们：
size()/length()： 长度，O(1)。
empty()： 判空，O(1)。
substr(pos,length)： 从pos起，截取length长度的字符串，返回值是该串，O(n)
clear()： 清空，O(1)。
insert(n,"xxx")： 在n位置插入"xxx"，O(n)
resize(n)： 改变字符串的大小，O(n)，其中n为字符串的大小。
replace(pos,length,"xxx") 在pos位置开始将length长度替换为"xxx"，O(n)
find("xxx")/rfind()： 查找"xxx"首次出现的位置，O(n)
compare(str)： 比较当前串与str的长度，可自定义，默认返回值大于则大于0，O(n)
容器list
底层原理：
双向链表list是由多个节点链接形成的，存储上不连续，节点包含自身的值和两个指针，指向前、后。
初始化方式：
list<int>lst(lst1);拷贝构造
list<int>lst(lst2.begin(),lst2.end());指定范围拷贝构造，左闭右开
子函数们：
push_front(val)：头插，O(1)
push_back(val)： 尾插，O(1)
pop_front()： 头删，O(1)
pop_back()： 尾删，O(1)
insert(pos,val)：在迭代器pos位置插入val，O(1)
erase(pos)： 删除迭代器pos指向的元素，O(1)
clear()： 全删，O(1)
size()： 个数，O(n)
empty()： 判空，O(1)
front()： 返回头部元素，O(1)
back()： 返回尾部元素，O(1)
sort(): 排序，默认从小到大，O(n)
sort可以自定义排序规则：
bool cmp(const string& s1, const string& s2) {
return s1>s2;
} 这就改成从大到小了
list.sort(cmp);
关联式容器set系列
set/multiset
底层原理：
二者底层都是红黑树，数据有序，set数据不重复，multiset可重复，二者内部存储的都是数据，其与数组vector关联性非常强，用法也都类似，还可以直接拷贝vector，非常神奇。
初始化方式：
set<int> s2(s1); 拷贝构造
set<int> s(v.begin(), v.end());范围拷贝构造，左闭右开
子函数们：
insert() 插入元素，O(logN)。
emplace() 插入元素，O(logN)。
erase() 删除元素，O(logN)。
clear() 清空容器，O(N)。
find(key) 查找元素，O(logN)。
count(key) 统计元素个数，O(logN)。
empty() 判空，O(1)。
size() 返回总个数，O(1)。
begin()： 返回头的迭代器，O(1)。
end()： 返回尾+1，O(1)。
unordered_set
底层原理：
底层依旧是无敌的哈希表，由于哈希的特性，相比于vector，更适用于频繁插入删除的场景
构造方式和set一样，就不提了。
子函数们：
insert() 插入pair，O(1)
erase(key) 删除,O(1)
find(key) 查找,O(1)
operator[] 访问值,O(1)
size() 数量,O(1)，因为有时刻维护size变量
empty() 判空,O(1)
关联式容器map系列
map/multimap
底层原理：
二者底层都是红黑树，数据有序，map的key不重复，multimap可重复，二者内部存储的都是对组pair
multimap使用根据key值进行的一系列操作，会查到首个该key
子函数们：
insert() 插入元素，O(logN)。
emplace() 插入元素，O(logN)。
erase() 删除元素，O(logN)。
clear() 清空容器，O(N)。
find(key) 查找元素，O(logN)。
count(key) 统计元素个数，O(logN)。
empty() 判空，O(1)。
size() 返回总个数，O(1)。
begin()： 返回头的迭代器，O(1)。
end()： 返回尾+1，O(1)。
特别的：
operator[] 无脑索引，没索引到就插入一个，会爆内存
at(key) 有脑索引，没索引到就out_of_range异常
unordered_map
底层原理：
底层是无敌的哈希表，无序，但是key->value这个索引过程非常快，底层根据key通过哈希函数算出哈希值，直接索引。
子函数们：
insert() 插入pair，O(1)
erase(key) 删除,O(1)
find(key) 查找,O(1)
operator[] 访问值,O(1)
size() 数量,O(1)，因为有时刻维护size变量
empty() 判空,O(1)
容器适配器stack
底层原理：
栈stack底层通过使用vector、deque或list等STL容器来实现，默认为deque，可使用stack来指定底层容器
可用于实现单调栈法，解决找临近的首个大于/小于当前的值，是一种空间换时间的方法。
子函数们：
push()： 入栈，O(1)
pop()： 出栈，O(1)
top()： 返回栈顶元素的引用，可以直接对其进行赋值和修改，O(1)
empty()：判空，O(1)
size()： 返回个数，O(1)
这里size为O(1)是因为stack时刻维护一个数量变量，size直接索引到它。
容器适配器queue
底层原理：
单向队列queue底层是双向队列deque，只提供单方向出队就变成了queue
子函数们：
push()： 入队，O(1)
pop()： 出队，O(1)
front()：返回队头元素，O(1)
back()： 返回队尾元素，O(1)
size()： 个数，O(1)
empty()：判空，O(1)