STL容器小结
1、空间分配器
std::alloc用于容器中内存空间的分配和释放,以及分配内存的管理。construct()、destroy()等全局函数用于为对象的构造和析构。
2、迭代器和trains
迭代器将容器和算法联系起来,行为类似指针。各个容器都自己实现自己的迭代器,最重要的是对operator*和operator-> 进行重载。每个迭代器里都定义了一些类型,包括所指对象的类型。trains将这些类型提取出来。
STL的容器可以分为以下几个大类:
一:序列容器, 有vector, list, deque.
二 : 关联容器, 有set, multiset, map, mulmap
hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap
序列容器是表示容器可序的,注意不是已经排好序的。比如vector,可以通过push_back记录下进入数组的顺序。
(1) vector
内部数据结构:数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
vector的迭代器在内存重新分配时将失效(它所指向的元素在该操作的前后不再相同)。当把超过capacity()-size()个元素插入 vector中时,内存会重新分配,所有的迭代器都将失效;否则,指向当前元素以后的任何元素的迭代器都将失效。当删除元素时,指向被删除元素以后的任何 元素的迭代器都将失效。
在添加新元素时,如果剩余空间足够,就之间添加;如果剩余空间不够,需要开辟一块新的内存(为原内存2倍),然后复制旧的内存到新内存,添加元素,释放就内存。
(2)deque(双端队列)
内部数据结构:一段段数组(空间)。还分配了一段连续空间用来管理这些数组。
随机访问每个元素,所需要的时间为常量。
增加任何元素都将使deque的迭代器失效。在deque的中间删除元素将使迭代器失效。在deque的头或尾删除元素时,只有指向该元素的迭代器失效。
stack(堆)和queue(队列)默认底层的数据结构都是deque,stack是只有一端进出;queue是一端进,一端出。默认是deque,用list也能实现
(3)list
内部数据结构:双向链表。
不能随机访问一个元素。
增加任何元素都不会使迭代器失效。删除元素时,除了指向当前被删除元素的迭代器外,其它迭代器都不会失效。
总结:
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,而不关心随即存取,则应使用list
3、如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque
(3)set map
基于红黑树(RB-tree),查找(插入、删除)的时间复杂度是对数的O(logN)。自定义的键值类型需要重载<运算符,因为set、map是有排序的。
如果迭代器所指向的元素被删除,则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。
(3)hash_set hash_map
底层使用hash_table,vector作为数组,用开链法解决散列冲突。键值类型要实现hash函数,有的内置类型在hash_table中有默认的hash函数,但是自定义类型没有。所以合适的数组大小,hash函数对性能的影响很大。
与set、map相比:
1.查找(插入、删除)可能更快:在“不碰撞的情况下”,其实换句话说,就是要有足够好的hash函数,它要能使key到value的映射足够均匀,认为它是O(1)级的;否则,在最坏的情况下,它的计算量就退化到O(N)级,变成和链表一样。
2.需要更多内存:通过Hash表来加快查找过程,将待存数据的key经过映射函数变成一个数组(一般是vector)的索引,STL是用开链的方法来解决的,每一个数组的元素维护一个list,他把相同索引值的数据存入一个list;但是需要更多的内存来存放这些Hash桶元素,因此可以算得上是采用空间来换取时间策略。
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