c++常用容器总结
最近从网上找了一些资料，自己简单整理了一下.
1 概要介绍
vector用来代替数组，也就是，要经常用下标运算的地方
list是链表，多用表经常使用插入删除的地方
map是图，比如做一个字典了，电话薄了，会用到
queue很少用，比如排队买火车票的队列，就是这种结构
set更少用，指的是一个无序集合
vector<int>intValues(10);是10个元素的1个向量
vector<int>intValues[10];是数组,含10个空向量
map是哈希表；
list是链式存储的线性表，也叫“链表”；
vector是可动态改变大小的顺序存储的线性表，也叫“动态数组”。 vector和数组差不多，就是大小是变量，在内存是连续存储；
list是队列，每个对象都有前向指针和后象指针，在内存里也不一定是连续存储； map也是使用指针
vector是序列容器,内存分配时占用连续空间,因为采用的是随机迭代器,所以得到某一位置的值非常快 ，但是插入和删除比较慢,因为涉及到大块内存的赋值粘贴.
list也是容器,但是内存分配是零散的,采用的是双向迭代器,得到某一位置的值并不快,但插入和删除效率很高.
map底层采用的是树型结构,多数使用平衡二叉树实现,查找某一值是常数时间,遍历起来效果也不错, 只是每次插入值的时候,会重新构成底层的平衡二叉树,效率有一定影响.
2 分类介绍
在STL中基本容器有: string、vector、list、deque、set、map
set 和map都是无序的保存元素,只能通过它提供的接口对里面的元素进行访问
set:集合, 用来判断某一个元素是不是在一个组里面,使用的比较少
map:映射,相当于字典,把一个值映射成另一个值,如果想创建字典的话使用它好了
string、vector、list、deque、set 是有序容器
2.1.string
string 是basic_string<char> 的实现,在内存中是连续存放的.为了提高效率,都会有保留内存,如string s= "abcd",这时s使用的空间可能就是255, 当string再次往s里面添加内容时不会再次分配内存.直到内容>255时才会再次申请内存,因此提高了它的性能.
当内容>255时,string会先分配一个新内存,然后再把内容复制过去,再复制先前的内容.
对string的操作,如果是添加到最后时,一般不需要分配内存,所以性能最快;
如果是对中间或是开始部分操作,如往那里添加元素或是删除元素,或是代替元素,这时需要进行内存复制,性能会降低.
如果删除元素,string一般不会释放它已经分配的内存,为了是下次使用时可以更高效.
由于string会有预保留内存,所以如果大量使用的话,会有内存浪费,这点需要考虑.还有就是删除元素时不释放过多的内存,这也要考虑.
string中内存是在堆中分配的,所以串的长度可以很大,而char[]是在栈中分配的,长度受到可使用的最大栈长度限制.
如果对知道要使用的字符串的最大长度,那么可以使用普通的char[],实现而不必使用string.
string用在串长度不可知的情况或是变化很大的情况.
如果string已经经历了多次添加删除,现在的尺寸比最大的尺寸要小很多,想减少string使用的大小,可以使用:
string s = "abcdefg";
string y(s); // 因为再次分配内存时,y只会分配与s中内容大一点的内存,所以浪费不会很大
s.swap(y); // 减少s使用的内存
如果内存够多的话就不用考虑这个了capacity是查看现在使用内存的函数
大家可以试试看string分配一个一串后的capacity返回值,还有其它操作后的返回值
2.2.vector
vector就是动态数组.它也是在堆中分配内存,元素连续存放,有保留内存,如果减少大小后内存也不会释放.如果新值>当前大小时才会再分配内存
对最后元素操作最快(在后面添加删除最快 ), 此时一般不需要移动内存,只有保留内存不够时才需要
对中间和开始处进行添加删除元素操作需要移动内存,如果你的元素是结构或是类,那么移动的同时还会进行构造和析构操作,所以性能不高.
访问方面,对任何元素的访问都是O(1),也就是是常数的,所以vector常用来保存需要经常进行随机访问的内容,并且不需要经常对中间元素进行添加删除操作.
相比较可以看到vector的属性与string差不多,同样可以使用capacity看当前保留的内存,使用swap来减少它使用的内存.
总结
需要经常随机访问请用vector
2.3.list
list就是链表,元素也是在堆中存放,每个元素都是放在一块内存中
list没有空间预留习惯,所以每分配一个元素都会从内存中分配,每删除一个元素都会释放它占用的内存,这与上面不同,可要看好了
list在哪里添加删除元素性能都很高,不需要移动内存,当然也不需要对每个元素都进行构造与析构了,所以常用来做随机操作容器.
但是访问list里面的元素时就开始和最后访问最快
访问其它元素都是O(n) ,所以如果需要经常随机访问的话,还是使用其它的好
总结
如果你喜欢经常添加删除大对象的话,那么请使用list
要保存的对象不大,构造与析构操作不复杂,那么可以使用vector代替
list<指针>完全是性能最低的做法,这种情况下还是使用vector<指针>好,因为指针没有构造与析构,也不占用很大内存
2.4.deque
双端队列,也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
[堆1]
...
[堆2]
...
[堆3]
每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品,不过确实也是如此
deque可以让你在前面快速地添加删除元素,或是在后面快速地添加删除元素,然后还可以有比较高的随机访问速度
总结
vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素
list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素
deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转
deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高
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