面试宝典：容器和算法

1、说一下map和set有什么区别，分别是怎么实现的：
map和set都是c++的关联容器，底层实现都是红黑树；
区别在于：map中的元素是（关键字–值）对，关键词起到索引的作用，值表示与索引相关联的数据；set是关键字的简单集合，set中每个元素只包含一个关键字；
set的迭代器是const的，map允许修改value不允许修改key，因为map和set是根据关键字排序保证其有序性；
map支持下标操作，set不支持，当map使用下标执行查找时若不存在相应key，则插入一个具有该key和mapped_type类型默认值的元素到map中；

2、介绍STL中的allocaotr：
和vector一样allocator是一个模板类型，它将内存配置（new运算）和内存释放（delete运算）两个阶段操作区分开；
为了提升内存管理效率，减少申请小内存造成的碎片问题，采用两级配置器，当分配的空间大小超过128B时，会使用第一级空间配置器；当分配空间大小小于128B时，将使用第二级空间配置器，第一级空间配置器直接使用malloc，realloc，free函数进行内存空间的分配和释放，而第二级空间配置器采用内存池技术，通过空闲链表管理内存。

3、说一说STL迭代器删除元素：
对于序列容器vector、deque来说，使用erase（itertor）后，后面的每个元素的迭代器都会失效，但是后面的每个元素都会往前移动一个位置，但是erase会返回下一个有效的迭代器；
对于关联容器map set来说，使用了erase(itertor)后，当前元素的迭代器失效，删除当前元素的，不会影响到下一个元素的迭代器；
对于list来说，它使用了不连续分配的内存，并且它的erase方法也会返回下一个有效的itraator。

4、STL中MAP数据存放形式：
红黑树，底层结构是哈希表。

5、STL有什么基本组成：
容器、迭代器、仿函数、算法、分配器、配接器
分配器给容器分配存储空间，算法通过迭代器获取容器内容，仿函数可以协助算法完成各种操作，配接器用来套接适配仿函数。

6、STL中的map与unordered_map：
map映射，map所有元素都是pair，同时拥有key和value，pair的第一元素被视为key，第二元素被视为value，所有元素都会根据元素的key自动被排序，不允许key重复，底层用红黑树实现；
multimap多重映射，和map的区别是允许键值重复，底层用红黑树实现，其他同map。

7、vector和list的区别，应用：
vector是一个连续存储的容器，动态数组，在堆上分配空间；
底层实现是数组，vector增加新元素时，如果未超过当时的容量，直接添加到最后，然后调整迭代器，若没有剩余空间，则会重新配置原有元素个数的两倍空间，然后将原空间元素复制初始化新空间，再向新空间增加元素，最后析构并释放原空间，之前的迭代器会失效；性能方面：访问O(1),插入（最后插入空间够很快，不够申请内存释放原空间，以及对之前数据进行拷贝；中间插入内存够 内存拷贝；不够多一个内存申请和释放）删除（最后删除很快，中间删除 内存拷贝）适用于随机访问，且不经常对非尾节点进行插入删除；
list：动态链表，在堆上分配空间，每插入一个元素都会分配空间，每删除一个元素都会释放空间；底层是双向链表，随机访问性能很差只能快速访问头尾节点，插入和删除很快，使用也经常插入删除大量数据的场景；
区别：vector底层实现是数组，list是双向链表；
vector支持随机访问，list不支持；
vector是顺序内存，list不是；
vector在中间节点插入删除会导致内存拷贝，list不会；
vector一次性分配好内存，不够时进行二倍扩容，list每次插入新节点都会进行内存申请；
vector随机访问性能良好，插入删除性能差；list插入删除性能好，随机访问性能差。

8、说一下为什么STL中迭代器的作用，有指针为何还要迭代器：
迭代器用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素，而又不暴露该对象内部表示；运用迭代器是我们可以在不知道内部表示的情况下，按照一定顺序访问聚合对象中的各个元素；
迭代器不是指针，是类模板，表现得像指针，只是通过重载了一些操作符–，++等模拟了指针的一些功能；迭代器封装了指针，是一个可遍历STL容器内全部或部分元素的对象，本质是封装了原生指针，相当于一种智能指针，可以根据不同类型的数据结构来实现不同的++，–等操作，迭代器返回的是对象的引用；
iterator类访问方式就是把不同集合类的访问逻辑抽象出来，使得不用暴露集合内部结构而达到循环遍历集合的效果。

9、说一说epoll原理：
首先创建一个epoll对象，然后使用epoll_ctl对这个对象进行操作把需要监控的描述添加进去，这些描述将会以epoll_event结构体的形式组成一颗红黑树，接着阻塞在epoll_wait，进入大循环，当某个fd上有事件发生时，内核将会把其对应的结构体放入到一个链表中，返回有事件发生的链表；

10、n个整数的无序数组，找到每个元素后面比他大的第一个数，要求时间复杂度为O(n):
vector < int> find(vector< int> num) {
if (num.size() == 0)
return num;
vector< int> arr(num.size());
int i = 0;
stack< int> s;
while (i < num.size()) {
if (s.empty() || num[s.top()] >= num[i])
s.push(i++);
else{
arr[s.top()] = num[i];
s.pop();
}
}
while (!s.empty()) {
arr[s.top()] = INT_MAX;
s.pop();
}
for (int j = 0; j < arr.size(); j++) {
cout << arr[j] << " ";
}
return arr;
}

11、回答一下STL里resize和reserve的区别：
resize：改变当前容器内含有元素的数量，例如：vector< int> v;v.resize(len);v的size变为len，那么容器新增（len-size）个元素，元素的值默认为0，当v.push_back(3)之后，3放在了容器末尾，下标为len，此时容器是size为len+1；
reserve()：改变容器的最大容量，他不会生成元素，只是改变这个容器允许放入多少对象，如果reserve(len)的值大于当前的容器容量，那么会重新分配一块能存len个对象的空间，然后把之前的对象复制进去，销毁之前的内存；

12、set和map是怎么实现的：
集合，所有的元素都会根据元素值自动被排序，且不允许重复，底层用红黑树实现，set所开放的各种操作接口，rb-tree也都提供了，所以几乎所有的set操作行为，都只是转调rb-tree的操作行为，适用于有序不重复集合；
map映射，map映射的所有元素都是pair，同时拥有value和key，pair的第一元素被视为key第二元素被视为value，所有元素都会根据元素的减值自动被排序，不允许键值重复，底层是红黑树，适用于有序键值对不重复映射。