在写C++程序的时候会发现STL是一个不错的东西,减少了代码量,使代码的复用率大大提高,减轻了程序猿的负担。还有一个就是容器,你会发现要是自己写一个链表、队列,或者是数组的时候,既要花时间还要操心怎么去维护,里面的指针啊,内存够不够用啊,长度问题,有没有可能溢出啊等等一系列的问题等着我们去解决,还是比较头疼的。所以容器的出现解决了这一个问题,它将这些数据结构都封装成了一个类,只需要加上头文件,我们就可以轻松的应用,不用那么复杂,就连指针也被封装成了迭代器,用起来更方便,更人性化,方便了我们的编程,对于程序员来说还是一大福音!!
C++中的容器类包括“顺序存储结构”和“关联存储结构”,前者包括vector,list,deque等;后者包括set,map,multiset,multimap等。若需要存储的元素数在编译器间就可以确定,可以使用数组来存储,否则,就需要用到容器类了。
1.vector
连续存储结构,每个元素在内存上是连续的;支持高效的随机访问和在尾端插入/删除操作,但其他位置的插入/删除操作效率低下;相当于一个数组,但是与数组的区别为:内存空间的扩展。vector支持不指定vector大小的存储,但是数组的扩展需要程序员自己写。 vector的内存分配实现原理: STL内部实现时,首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储,即capacity()函数返回的大小,当超过此分配的空间时再整体重新放分配一块内存存储(VS6.0是两倍,VS2005是1.5倍),所以这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉。通常此默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。 扩充空间(不论多大)都应该这样做: (1)配置一块新空间 (2)将旧元素一一搬往新址 (3)把原来的空间释放还给系统 注:vector 的数据安排以及操作方式,与array 非常相似。两者的唯一差别在于空间的利用的灵活性。Array 的扩充空间要程序员自己来写。 vector类定义了好几种构造函数,用来定义和初始化vector对象: vector<T> v1; vector保存类型为T的对象。默认构造函数v1为空。 vector<T> v2(v1); v2是v1的一个副本。 vector<T> v3(n, i); v3包含n个值为i的元素。 vector<T> v4(n); v4含有值初始化的元素的n个副本。2.deque 连续存储结构,即其每个元素在内存上也是连续的,类似于vector,不同之处在于,deque提供了两级数组结构, 第一级完全类似于vector,代表实际容器;另一级维护容器的首位地址。这样,deque除了具有vector的所有功能外,还支持高效的首/尾端插入/删除操作。 deque 双端队列 double-end queue deque是在功能上合并了vector和list。 优点: (1) 随机访问方便,即支持[ ]操作符和vector.at() (2) 在内部方便的进行插入和删除操作 (3) 可在两端进行push、pop 缺点:占用内存多3.list 非连续存储结构,具有双链表结构,每个元素维护一对前向和后向指针,因此支持前向/后向遍历。支持高效的随机插入/删除操作,但随机访问效率低下,且由于需要额外维护指针,开销也比较大。每一个结点都包括一个信息快Info、一个前驱指针Pre、一个后驱指针Post。可以不分配必须的内存大小方便的进行添加和删除操作。使用的是非连续的内存空间进行存储。 优点: (1) 不使用连续内存完成动态操作。 (2) 在内部方便的进行插入和删除操作 (3) 可在两端进行push、pop 缺点: (1) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ]操作符和vector.at() (2) 相对于verctor占用内存多 使用区别: (1)如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector (2)如果你需要大量的插入和删除,而不关心随机存取,则应使用list (3)如果你需要随机存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque4.vector VS. list VS. deque: a、若需要随机访问操作,则选择vector; b、若已经知道需要存储元素的数目,则选择vector; c、若需要随机插入/删除(不仅仅在两端),则选择list d、只有需要在首端进行插入/删除操作的时候,还要兼顾随机访问效率,才选择deque,否则都选择vector。 e、若既需要随机插入/删除,又需要随机访问,则需要在vector与list间做个折中-deque。 f、当要存储的是大型负责类对象时,list要优于vector;当然这时候也可以用vector来存储指向对象的指针, 同样会取得较高的效率,但是指针的维护非常容易出错,因此不推荐使用。问题一:list和vector的区别:(1)vector为存储的对象分配一块连续的地址空间,随机访问效率很高。但是插入和删除需要移动大量的数据,效率较低。尤其当vector中存储的对象较大,或者构造函数复杂,则在对现有的元素进行拷贝的时候会执行拷贝构造函数。(2)list中的对象是离散的,随机访问需要遍历整个链表,访问效率比vector低。但是在list中插入元素,尤其在首尾插入,效率很高,只需要改变元素的指针。(3)vector是单向的,而list是双向的;
(4)向量中的iterator在使用后就释放了,但是链表list不同,它的迭代器在使用后还可以继续用;链表特有的;
问题二:deque和vector的区别:
(1)两端都能够快速插入和删除元素。vector只能在尾端进行。
(2)deque的元素存取和迭代器操作会稍微慢一些。因为deque的内部结构会多一个间接过程。
(3)迭代器是特殊的智能指针,而不是一般指针。它需要在不同的区块之间跳转。
(4)因为deque使用不止一块内存(而vector必须使用一块连续内存),所以deque的max_size()可能更大。
(5)不支持对容量和内存分配时机的控制。
注意:在除了首尾两端的其他地方插入和删除元素,都将会导致指向deque元素的任何pointers、references、iterators失效。不过,deque的内存重分配优于vector。因为其内部结构显示不需要复制所有元素。
6、deque的内存区块不再被使用时,会被释放。deque的内存大小是可缩减的。不过,是不是这么做以及怎么做由实作版本定义。
问题三:常量容器const
const vector<int> vec(10);//这个容器里capacity和size和值都是不能改变的,const修饰的是vector; 迭代器:const vector<int>::const_iterrator ite; //常量迭代器; 注:const vector <int> vec(10) —— 与const int a[10]是一回事,意思是vec只有10个元素,不能增加了,里面的元素也是不能变化的vector a(10);const vector b(10);a[1]=10;//正确b[1]=10;//错误a.resize(20);//正确b.resize(20);//错误
问题四:capacity V.S size
a、capacity是容器需要增长之前,能够盛的元素总数;只有连续存储的容器才有capacity的概念(例如vector,deque,string),list不需要capacity。 b、size是容器当前存储的元素的数目。 c、vector默认的容量初始值,以及增长规则是依赖于编译器的。问题五:用vector存储自定义类对象时,自定义类对象须满足: a、有可供调用的无参构造函数(默认的或自定义的);b、有可用的拷贝赋值函数(默认的或自定义的)
问题六:迭代器iterator
a、vector与deque的迭代器支持算术运算,list的迭代器只能进行++/--操作,不支持普通的算术运算。
b .向量中的iterator在使用后就释放了,但是链表list不同,它的迭代器在使用后还可以继续用;链表特有的;