C++ STL 容器简介

发布时间 2023-08-13 22:54:44作者: Arthurian

1、总述

C++ STL(Standard Template Library)是 C++ 标准库的一部分,包括了许多数据结构的实现,提供了许多好用的轮子,同时,其设计思想也非常值得学习。其中,容器是 STL 中最重要的一部分,它是一种高效的数据存储和管理方式,能够方便地处理不同类型的数据,并提供许多常用的操作,如插入、删除、查找等。

2、容器分类

C++ STL 容器分为两大类:序列型容器和关联型容器。

2.1 序列型容器

序列型容器包括 vector、list、deque 等,它们都是基于数组或链表实现的,能够处理连续或非连续的内存。
vector:vector 是一种动态数组容器,它能够自动分配空间,支持随机访问和顺序访问。vector 适用于对大小进行频繁变动的容器,如存储动态数据等。
list:list 是一种双端链表容器,它不进行内存分配,支持随机访问和顺序访问。list 适用于对元素进行频繁添加、删除和遍历等操作。
deque:deque 是一种双端队列容器,它能够自动分配空间,并支持随机访问和顺序访问。deque 适用于对首元素进行频繁添加、删除和遍历等操作。

2.2 关联型容器

关联型容器是 C++ STL 中另一种重要的容器,它们以关键字(key)为索引,存储一组有序的键值对(key-valuepair),并提供了快速的查找、插入和删除等操作。关联容器包括以下几种:
map:map 是一种基于红黑树实现的关联容器,它以 key 为索引,存储一组有序的键值对。map 适用于需要根据 key 进行查找、插入和删除等操作的场景。
multimap:multimap 是一种基于红黑树实现的关联容器,它以 key 为索引,存储多组有序的键值对。multimap 适用于需要根据 key 进行查找、插入和删除等多组数据的场景。
set:set 是一种基于哈希表实现的关联容器,它以 key 为索引,存储一组唯一的键值对。set 适用于需要根据 key 进行查找、插入和删除等操作的场景。
multiset:multiset 是一种基于哈希表实现的关联容器,它以 key 为索引,存储多组唯一的键值对。multiset 适用于需要根据 key 进行查找、插入和删除等多组数据的场景。

3、容器的优缺点

C++容器具有许多优点,如动态分配空间、访问高效、支持随机访问等。然而,它也有一些缺点:
资源消耗:容器需要额外的空间来存储元数据(如大小、容量等),这可能会导致额外的内存消耗。
性能损失:部分容器操作可能涉及额外的计算,如哈希表的哈希函数、红黑树的旋转操作等,这可能会影响性能。
通用性限制:部分容器可能只能存储特定类型的数据,如向量只能存储对象,不能存储函数指针等。

4、总结

容器是 C++ STL 中非常重要的一部分,能够方便地处理不同类型的数据,并提供许多常用的操作,如插入、删除、查找等。其中,序列型容器和关联型容器是容器的两大类,分别适用于不同的场景。掌握容器的原理、使用场景和方法,能够提高程序开发的效率和代码可读性,对于开发工作有很大的好处。