STL是C/C++開發(fā)中一個非常重要的模板，而其中定義的各種容器也是非常方便我們大家使用。下面，我們就淺談某些常用的容器。這里我們不涉及容器的基本操作之類，只是要討論一下各個容器其各自的特點。STL中的常用容器包括：順序性容器（vector、deque、list）、關(guān)聯(lián)容器（map、set）、容器適配器（queue、stac）。

1、順序性容器

（1）vector
vector是一種動態(tài)數(shù)組，在內(nèi)存中具有連續(xù)的存儲空間，支持快速隨機訪問。由于具有連續(xù)的存儲空間，所以在插入和刪除操作方面，效率比較慢。vector有多個構(gòu)造函數(shù)，默認的構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造一個初始長度為0的內(nèi)存空間，且分配的內(nèi)存空間是以2的倍數(shù)動態(tài)增長的，即內(nèi)存空間增長是按照20,21,22,23.....增長的，在push_back的過程中，若發(fā)現(xiàn)分配的內(nèi)存空間不足，則重新分配一段連續(xù)的內(nèi)存空間，其大小是現(xiàn)在連續(xù)空間的2倍，再將原先空間中的元素復(fù)制到新的空間中，性能消耗比較大，尤其是當元素是非內(nèi)部數(shù)據(jù)時(非內(nèi)部數(shù)據(jù)往往構(gòu)造及拷貝構(gòu)造函數(shù)相當復(fù)雜)。vector的另一個常見的問題就是clear操作。clear函數(shù)只是把vector的size清為零，但vector中的元素在內(nèi)存中并沒有消除，所以在使用vector的過程中會發(fā)現(xiàn)內(nèi)存消耗會越來越多，導(dǎo)致內(nèi)存泄露，現(xiàn)在經(jīng)常用的方法是swap函數(shù)來進行解決：

（2）deque
deque和vector類似，支持快速隨機訪問。二者最大的區(qū)別在于，vector只能在末端插入數(shù)據(jù)，而deque支持雙端插入數(shù)據(jù)。deque的內(nèi)存空間分布是小片的連續(xù)，小片間用鏈表相連，實際上內(nèi)部有一個map的指針。deque空間的重新分配要比vector快，重新分配空間后，原有的元素是不需要拷貝的。

（3）list
list是一個雙向鏈表，因此它的內(nèi)存空間是可以不連續(xù)的，通過指針來進行數(shù)據(jù)的訪問，這使list的隨機存儲變得非常低效，因此list沒有提供[]操作符的重載。但list可以很好地支持任意地方的插入和刪除，只需移動相應(yīng)的指針即可。

（4）在實際使用時，如何選擇這三個容器中哪一個，應(yīng)根據(jù)你的需要而定，一般應(yīng)遵循下面的原則：
1) 如果你需要高效的隨即存取，而不在乎插入和刪除的效率，使用vector
2) 如果你需要大量的插入和刪除，而不關(guān)心隨即存取，則應(yīng)使用list
3) 如果你需要隨即存取，而且關(guān)心兩端數(shù)據(jù)的插入和刪除，則應(yīng)使用deque

2、關(guān)聯(lián)容器

（1）map
map是一種關(guān)聯(lián)容器，該容器用唯一的關(guān)鍵字來映射相應(yīng)的值，即具有key-value功能。map內(nèi)部自建一棵紅黑樹（一種自平衡二叉樹），這棵樹具有數(shù)據(jù)自動排序的功能，所以在map內(nèi)部所有的數(shù)據(jù)都是有序的，以二叉樹的形式進行組織。

這是map的模板：
template < class Key, class T, class Compare= less<Key>, class Allocator=allocator< pair<const Key,T> > > class map;

從模板中我們可以看出，再構(gòu)造map時，是按照一定的順序進行的。map的插入和刪除效率比其他序列的容器高，因為對關(guān)聯(lián)容器來說，不需要做內(nèi)存的拷貝和移動，只是指針的移動。由于map的每個數(shù)據(jù)對應(yīng)紅黑樹上的一個節(jié)點，這個節(jié)點在不保存你的數(shù)據(jù)時，是占用16個字節(jié)的，一個父節(jié)點指針，左右孩子指針，還有一個枚舉值（標示紅黑色），所以map的其中的一個缺點就是比較占用內(nèi)存空間。

（2）set
set也是一種關(guān)聯(lián)性容器，它同map一樣，底層使用紅黑樹實現(xiàn)，插入刪除操作時僅僅移動指針即可，不涉及內(nèi)存的移動和拷貝，所以效率比較高。set中的元素都是唯一的，而且默認情況下會對元素進行升序排列。所以在set中，不能直接改變元素值，因為那樣會打亂原本正確的順序，要改變元素值必須先刪除舊元素，再插入新元素。不提供直接存取元素的任何操作函數(shù)，只能通過迭代器進行間接存取。

set模板原型：
template <class Key, class Compare=class<Key>, class Alloc=STL_DEFAULT_ALLOCATOR(Key) > class set;

set支持集合的交(set_intersection)、差(set_difference)、并(set_union)及對稱差(set_symmetric_difference) 等一些集合上的操作。

3、容器適配器

（1）queue
queue是一個隊列，實現(xiàn)先進先出功能，queue不是標準的STL容器，卻以標準的STL容器為基礎(chǔ)。queue是在deque的基礎(chǔ)上封裝的。之所以選擇deque而不選擇vector是因為deque在刪除元素的時候釋放空間，同時在重新申請空間的時候無需拷貝所有元素。

其模板為：
template < TYPENAME _Sequence="deque<_TP" typeneam _Tp,> > class queue;

（2）stack
stack是實現(xiàn)先進后出的功能，和queue一樣，也是內(nèi)部封裝了deque，這也是為啥稱為容器適配器的原因吧（純屬猜測）。自己不直接維護被控序列的模板類，而是它存儲的容器對象來為它實現(xiàn)所有的功能。stack的源代碼原理和實現(xiàn)方式均跟queue相同。

最新評論