STL相关知识点

STL介绍？

主要包括三类：算法、容器和迭代器

• 算法：容器中数据的处理，包括排序，复制等
• 容器分为：序列式容器（vector、list） 关联式容器（set 、map）
• 迭代器：就是在不暴露容器内部结构的情况下对容器的遍历

各容器的优缺点？

vector

数组

高效随机访问

动态查找超过自身容量的需要申请大两倍的拷贝过程

当插入(push_back)一个元素后，end 操作返回的迭代器肯定失效。若 capacity 返回值没有改变，则 first 返回的迭代器依旧有效；否则，first迭代器也失效

list 

链表

任意位置插入、删除元素是常量时间复杂度

删除操作也只有指向被删除元素的那个迭代器失效，其他迭代器不受影响

deque

数据模式是数组和链表的这种（是stack和queue的基础），双向链表

在容器首部尾部插入元素不会使得任何迭代器失效，但是其他位置的插入和删除操作会使得所有的迭代器失效

在首部或尾部删除元素，只会使得被删除的元素的迭代器失效

Map

mmuitimap

set

multiset

vector的resize和reserve的区别？

• resize：改变容器大小，并创建对象，即resize是带初始化的
• reserve：容器预留空间，并不真正创建元素对象。

STL中vector的实现？

vector可以根据需要自动扩大容器的大小。不够用时，会重新申请大原来容量两倍的内存，将原容器拷贝到新容器，并释放原空间，返回新空间的指针

因此对于频繁插入，最好先指定vector的大小。因为容量不够时，每次调用push_back都会重新分配新的空间

vector中的push_back与emplace_back的区别？

pushu_back：首先会调用构造函数创建这个临时对象，然后调用拷贝构造函数将这个临时对象放入容器中，最后是释放原来的临时对象。

引入了右值引用，转移构造函数后，push_back()右值时就会调用构造函数和转移构造函数,如果可以在插入的时候直接构造，就只需要构造一次即可

emplace_back：在容器尾部添加一个元素，这个元素原地构造，不需要触发拷贝构造和转移构造。

STL中的排序算法sort的实现？

数据量较大时，采用快速排序，分段递归

数据量小于某个阈值（16）时，改用插入排序

为避免递归调用带来的负荷，递归达到一定程度采用堆排序

递归会导致栈溢出：因为每次调用递归函数都会在栈中分配空间，每个进程的栈空间容量都是有限的。

堆排序与快速排序的区别？

堆排序数据访问方式没有快速排序友好。快速排序是顺序访问的，堆排序数据是跳着访问的。

同样的数据，堆排序算法数据交换次数要多于快速排序

STL源码中的hash表的实现？

STL中的hash表就是unordered_map。使用的是哈希进行实现。记录的键是元素的哈希值。

unordered_map的底层实现是hashtable，采用开链法（也就是桶）来解决哈希冲突，当桶的大小超过8时，就自动转为红黑树进行组织。

关联容器的插入效率一般比其他序列容器高？

关联容器（list，set map）不需要做内存拷贝和内存移动。变换的时候，只需要堆指针进行操作即可

unordered_map 和 map 的实现机制性能差异？

map的内部实现是二叉平衡树（红黑树），有序的

unordered_map：哈希表，无序的

map和set的区别？

• 都属于关联性容器，底层数据结构都是红黑树
• 时间复杂度均是红黑树的时间复杂度，O(logN)
• set中所有元素都会被自动排序
• map中所有元素是通过键进行自动排序的
• map适合存储一个数据字典，并要求方便根据key找value。set适合查找一个元素是否在某个集合内存中

set不能直接改变元素的值。需要先删除旧元素，在插入新元素

map的key是不能修改的，但是可以通过key改变value的值

插入复杂度比较？

• set、map的插入复杂度就是红黑树的插入复杂度，log（N）
• unordered_set,unordered_map的插入复杂度是O(1)，最坏是O(N)
• vector的插入复杂度是O(N)（最坏的情况是从头插入）
   

没有遍历行为的容器？（不提供迭代器）

queue：除了头部外，没有其他方法存取deque的其他元素

stack：除了最顶端外，没有任何其他方法可以存取stack的其他元素