vector - 会自动增长的数组

vector又称为向量数组,他是为了解决程序中定义的数组是
不能动态改变大小这个缺点而出现的。
一般程序实现是在类创建的时候同时创建一个定长数组,
随着数据不断被写入,一旦数组被填满,则重新开辟一块更大的内存区,
把原有的数据复制到新的内存区,抛弃原有的内存,如此反复。
由于程序自动管理数组的增长,对于我们程序员来说确实轻松了不少,
只管把数据往里面插就行了,当然把物理内存和虚拟内存插爆掉了
就是操作系统来找你麻烦了:-)
vector由于数组的增长只能向前,所以也只提供了后端插入和后端删除,
也就是push_back和pop_back。当然在前端和中间要操作数据也是可以的,
用insert和erase,但是前端和中间对数据进行操作必然会引起数据块的移动,
这对性能影响是非常大的。
对于所有数组来说,最大的优势就是随机访问的能力。
在vector中,提供了at和[]运算符这两个方法来进行随机访问。
由于每个数据大小相同,并且无间隔地排列在内存中,
所以要对某一个数据操作,只需要用一个表达式就能直接计算出地址:
address = base + index * datasize
同样,对vector进行内存开辟,初始化,清除都是不需要花大力气的,
从头到尾都只有一块内存。

list - 擅长插入删除的链表

有黑必有白,世界万物都是成对出现的。
链表对于数组来说就是相反的存在。
数组本身是没有动态增长能力的(程序中也必须重新开辟内存来实现),
而链表强悍的就是动态增长和删除的能力。
但对于数组强悍的随机访问能力来说的话,链表却很弱。
list是一个双向链表的实现。
为了提供双向遍历的能力,list要比一般的数据单元多出两个指向前后的指针。
这也是没办法的,毕竟现在的PC内存结构就是一个大数组,
链表要在不同的环境中实现自己的功能就需要花更多空间。
list提供了push_back,push_front,pop_back,pop_front四个方法
来方便操作list的两端数据的增加和删除,不过少了vector的at和[]运算符的
随机访问数据的方法。并不是不能实现,而是list的设计者
并不想让list去做那些事情,因为他们会做得非常差劲。
对于list来说,清除容器内所有的元素是一件苦力活,
因为所有数据单元的内存都不连续,list只有一个一个遍历来删除。

deque - 拥有vector和list两者优点的双端队列

黑与白,处于这两个极端之间的就是令人愉悦的彩色了。
deque作为vector和list的结合体,确实有着不凡的实力。
STL的deque的实现没有怎么去看过,不过根据我自己的猜测,
应该是把数组分段化,在分段的数组上添加指针来把所有段连在一起,
最终成为一个大的数组。
deque和list一样,提供了push_back,push_front,
pop_back,pop_front四个方法。可以想象,如果要对deque的两端进行操作,
也就是要对第一段和最后一段的定长数组进行重新分配内存区,
由于分过段的数组很小,重新分配的开销也就不会很大。
deque也和vector一样,提供了at和[]运算符的方法。
要计算出某个数据的地址的话,虽然要比vector麻烦一点,
但效率要比list高多了。
首先和list一样进行遍历,每次遍历的时候累积每段数组的大小,
当遍历到某个段,而且baseN <= index < baseN + baseN_length的时候,
通过address = baseN + baseN_index就能计算出地址
由于分过段的后链表的长度也不是很长,所以遍历对于
整体性能的影响就微乎其微了。
看起来deque很无敌吧,不过deque和希腊神话的阿吉里斯一样,
再怎么强大也是有自己的弱点的,之后的测试数据中就能看到了。

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