C STL容器内容总结

北极星光 2025-01-24T16:02:14+08:00
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引言

C++ STL(Standard Template Library)是C++标准库的一部分,提供了各种常用的数据结构和算法。容器是其中一个重要的组成部分,它们提供了不同的数据存储和操作方式,以满足各种需求。本文将对C++ STL容器进行内容总结。

1. 序列容器

序列容器是按照元素的线性顺序进行存储和访问的容器,包括vector、deque、list和array。

1.1 vector

  • vector是动态数组,在内存中连续存储,支持快速的随机访问。
  • 可以通过push_back和pop_back在尾部进行元素的增加和删除操作。
  • 支持动态扩容和内存的自动管理。
  • 适用于频繁的元素访问和尾部插入删除场景。

1.2 deque

  • deque(双端队列)是一个具有动态大小的序列容器,可以在两端进行元素的插入和删除操作。
  • 内部实现为一系列动态分配的固定大小的缓冲区,支持随机访问。
  • 可以通过push_front和pop_front在头部进行元素的增加和删除操作。
  • 适用于频繁的头部和尾部插入删除操作。

1.3 list

  • list是一个双向链表容器,每个元素包含指向前一个和后一个元素的指针,支持双向遍历。
  • 插入和删除操作效率高,不需要内存的复制和移动。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于频繁的中间插入删除操作和元素的排序。

1.4 array

  • array是一个固定大小的数组容器,大小在编译时确定,不能动态扩容。
  • 内部存储在连续的内存空间,支持随机访问和迭代器。
  • 不支持插入和删除操作,只能通过替换元素的方式进行修改。
  • 适用于大小固定且需要高效的元素存储和访问。

2. 关联容器

关联容器是按照键值进行存储和访问的容器,包括set、multiset、map和multimap。

2.1 set

  • set是一个内部自动排序的集合容器,每个元素的值唯一且按照升序排列。
  • 支持插入和删除操作,查找操作的效率较高。
  • 通过迭代器进行元素的访问,不支持随机访问。
  • 适用于需要有序且唯一元素的场景。

2.2 multiset

  • multiset与set类似,但允许重复元素的存在。
  • 元素按照升序排列,支持插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要有序且可能包含重复元素的场景。

2.3 map

  • map是一种键值对容器,每个元素包含一个键和一个值,键值唯一且按照键的升序排列。
  • 支持按照键的查找、插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要根据键进行查找和排序的场景。

2.4 multimap

  • multimap与map类似,但允许具有相同键的元素存在。
  • 键值按照升序排列,支持插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要根据键进行查找和排序的场景,并且可能包含相同键的元素。

3. 无序容器

无序容器是按照哈希函数进行存储和访问的容器,包括unordered_set、unordered_multiset、unordered_map和 unordered_multimap。

3.1 unordered_set

  • unordered_set是一个内部无序的集合容器,每个元素的值唯一且无序。
  • 支持插入和删除操作,查找操作的效率较高。
  • 通过迭代器进行元素的访问,不支持随机访问。
  • 适用于需要快速的查找和唯一元素的场景。

3.2 unordered_multiset

  • unordered_multiset与unordered_set类似,但允许重复元素的存在。
  • 元素无序,支持插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要快速的查找和可能包含重复元素的场景。

3.3 unordered_map

  • unordered_map是一种键值对容器,每个元素包含一个键和一个值,键值唯一且无序。
  • 支持按照键的查找、插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要快速的查找和键值无序的场景。

3.4 unordered_multimap

  • unordered_multimap与unordered_map类似,但允许具有相同键的元素存在。
  • 键值无序,支持插入和删除操作。
  • 不支持随机访问,只能通过迭代器进行元素的访问。
  • 适用于需要快速的查找和键值无序,并且可能包含相同键的元素的场景。

结论

C++ STL提供了丰富的容器类型,每种容器都有其独特的特点和适用场景。在选择容器时,我们应根据实际需求和性能需求来进行选择,以提高代码的效率和可读性。

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