C++容器详解：深入理解STL常用容器的特性和使用方法 |21xrx.com

C++容器详解：深入理解STL常用容器的特性和使用方法

2023-07-04 21:47:04 深夜i -- --

C++ 容器 STL 特性使用方法

随着计算机科学的不断发展，数据结构和算法成为了计算机科学教育中必不可少的一部分。在这些知识点中，C++ 容器是一个必须掌握的重要部分。C++ 标准模板库(STL) 中提供了多种不同的容器类型，包括序列容器、关联容器和容器适配器。本文将介绍一些常见的 C++ 容器，包括它们的特性和使用方法。

序列容器:

序列容器是一种能够存储一系列值/对象的容器。常见的序列容器包括 vector、deque、list、forward_list 以及 array 等。

vector:

vector 是一种高效的序列容器，在其内存中以连续的方式存储元素。由于其内部的实现方式，vector 提供了快速的随机访问和尾部添加删除元素的操作。vector 还提供了不同的方法来遍历其元素，例如迭代器和范围 for 循环。

deque:

deque 是 “双端队列” 的缩写，也是一种序列容器，可以在其两端进行插入和删除操作。与 vector 不同，deque 内部采用多个页面来存储元素，可以在前/后端进行快速的添加或者删除。在需要快速在两端插入或删除元素时，deque 通常比 vector 更适合。

list:

list 是一种双向链表，可以在任意位置添加或删除元素，但在其中查找某一个元素相对较慢。list 通常用于维护一组有序元素，或者实现一些需要添加、删除、查找的数据结构，例如哈希表、有向图等。

forward_list:

forward_list 是一种单向链表，与 list 类似，在任意位置添加或删除元素都很快，但是只支持单向操作。由于其内部结构的简单性，forward_list 的空间需求比 list 小，但对于需要对前/后面进行单向遍历的操作，forward_list 通常不如 list 更方便。

array:

array 是 STL 提供的固定大小的数组容器，支持随机访问，并且与传统数组一样没有额外的内存开销。在需要保证稳定内存访问，而且需要静态申请内存时，array 是一个好的选择。

关联容器：

关联容器是一种可以存储关联数据的容器，主要用于快速访问和查找元素。常见的关联容器包括 map 和 set 等。

map:

map 可以被视作一种关联数组，其元素是由键值对组成的。可以通过键值快速地查找需要的元素，例如实现字典等。map 内部采用红黑树来实现，其插入、删除、查找的时间复杂度通常为 O(logN)。

set:

set 是一种非重复元素的集合容器。其内部也采用红黑树来实现，可以快速查找特定元素是否在集合中，同时还支持元素的插入和删除操作。set 常用于去重或者排序等场景。

容器适配器：

容器适配器是一种“将一个容器对象适配到另一个接口”的机制，常见的容器适配器包括 stack 和 queue 等。

stack:

stack 是一种LIFO 栈容器，支持元素的后进先出操作，适合于一些需要后进先出的场景，例如函数调用栈、代码中的括号匹配等。

queue:

queue 是一种FIFO 队列容器，支持元素的先进先出操作，适合于一些需要先进先出的场景，例如消息队列、广度优先搜索等等。

总结：

本文介绍了 C++ 中常见的序列容器、关联容器和容器适配器，对于不同的应用场景，可以根据其特性选择不同的容器类型。需要注意的是：在实际开发中，为了避免内存问题，需要合理选择容器大小以及使用迭代器来遍历容器，同时注意容器根据容器的特性来缓存适当的数据避免以后逐一遍历带来的重复计算以及时间效率的问题。掌握好这些容器类型的使用方法，可以让我们的程序运行更加高效、稳定。

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