C++ STL基本容器的使用

一时失言乱红尘 2022-06-17 05:24 223阅读 0赞

C++中有两种类型的容器：顺序容器和关联容器。顺序容器主要有vector、list、deque等。其中vector表示一段连续的内存，基于数组实现，list表示非连续的内存，基于链表实现，deque与vector类似，但是对首元素提供插入和删除的双向支持。关联容器主要有map和set。map是key-value形式，set是单值。map和set只能存放唯一的key，multimap和multiset可以存放多个相同的key。

容器类自动申请和释放内存，因此无需new和delete操作。

一、vector

vector动态增加大小时，并不是在原空间之后持续新空间（因为根本无法保证原空间之后尚有可供配置的空间），而是以原大小的两倍另外配置一块较大的空间，然后将内容拷贝过来，然后才开始在原内容之后构造新元素，并释放原空间，因此，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器都失效了，这是程序员易犯的一个错误，务必小心

vector基于模板实现，需包含头文件vector。

1.定义和初始化

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//1.定义和初始化 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt; vec1;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//默认初始化，vec1为空 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt; vec2(vec1);&nbsp;&nbsp;//使用vec1初始化vec2 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt; vec3(vec1.begin(),vec1.end());//使用vec1初始化vec2 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt; vec4(10);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//10个值为的元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt; vec5(10,4);&nbsp;&nbsp;//10个值为的元素 &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//2.常用操作方法 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vec1.push_back(100);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//添加元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;size = vec1.size();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//元素个数 &nbsp; &nbsp; sort(vec1.begin(),vec1.end())&nbsp;//排序 需要添加头文件&lt;algorithm&gt; sort函数在数据量少时候使用插入排序，数据量大时使用快排和堆排序 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bool&nbsp;isEmpty = vec1.empty();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//判断是否为空 &nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;vec1[0]&lt;&lt;endl;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//取得第一个元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vec1.insert(vec1.end(),5,3);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//从vec1.back位置插入5个值为3的元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;vec1.pop_back();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //删除末尾元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;vec1.erase(vec1.begin(),vec1.end());//删除之间的元素，其他元素前移 &nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;(vec1==vec2)?true:false;&nbsp;&nbsp;//判断是否相等==、！=、&gt;=、&lt;=... &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt;::iterator iter = vec1.begin();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//获取迭代器首地址 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt;::const_iterator c_iter = vec1.begin();&nbsp;&nbsp;&nbsp;//获取const类型迭代器 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//vec1.clear();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //清空元素 &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//3.遍历 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//下标法 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;length = vec1.size(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;for(int&nbsp;i=0;i&lt;length;i++) &nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;vec1[i]; &nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;endl&lt;&lt;endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//迭代器法 &nbsp;&nbsp;&nbsp; vector&lt;int&gt;::const_iterator iterator = vec1.begin(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;for(;iterator != vec1.end();iterator++) &nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;*iterator; &nbsp;&nbsp;&nbsp; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

二、list

List是stl实现的双向链表，与 向量(vectors)相比, 它允许快速的插入和删除，但是随机访问却比较慢。需要添加头文件list

<table style="color:rgb(0,0,0); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//1.定义和初始化 &nbsp;&nbsp;&nbsp; list&lt;int&gt; lst1;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建空list &nbsp;&nbsp;&nbsp; list&lt;int&gt; lst2(3);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//创建含有三个元素的list &nbsp;&nbsp;&nbsp; list&lt;int&gt; lst3(3,2);&nbsp;//创建含有三个元素的list &nbsp;&nbsp;&nbsp; list&lt;int&gt; lst4(lst2);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//使用lst2初始化lst4 &nbsp;&nbsp;&nbsp; list&lt;int&gt; lst5(lst2.begin(),lst2.end());&nbsp;&nbsp;//同lst4 &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//2.常用操作方法 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.assign(lst2.begin(),lst2.end());&nbsp;&nbsp;//分配值 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.push_back(10);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//添加值 &nbsp; &nbsp;&nbsp;lst1.push_front(10);//在list首添加 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.pop_back();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//删除末尾值 &nbsp; &nbsp;&nbsp;lst1.pop_front();//在list首删除 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.begin();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//返回首值的迭代器 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.end();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//返回尾值的迭代器 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.clear();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//清空值 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bool&nbsp;isEmpty1 = lst1.empty();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//判断为空 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end());&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//删除元素 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.front();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//返回第一个元素的引用 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.back();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//返回最后一个元素的引用 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.insert(lst1.begin(),3,2);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//从指定位置插入个 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.rbegin();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//返回第一个元素的前向指针 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.remove(2);&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//相同的元素全部删除 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.reverse();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//反转 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.size();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//含有元素个数 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.sort();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//排序,只能以这种方式，不能用algorithm中的sort（）函数 &nbsp;&nbsp;&nbsp; lst1.unique();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//删除相邻重复元素 &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//3.遍历 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//迭代器法 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;for(list&lt;int&gt;::const_iterator iter = lst1.begin();iter != lst1.end();iter++) &nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;*iter; &nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;endl; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

三、deque

deque容器类与vector类似，支持随机访问和快速插入删除，它在容器中某一位置上的操作所花费的是线性时间。与vector不同的是，deque还支持从开始端插入数据：push\_front()。其余类似vector操作方法的使用。

四、map

C++中map容器提供一个键值对（key/value）容器，map与multimap差别仅仅在于multiple允许一个键对应多个值。需要包含头文件map。对于迭代器来说，可以修改实值，而不能修改key。Map会根据key自动排序。

五、set

set的含义是集合，它是一个有序的容器，里面的元素都是排序好的，支持插入，删除，查找等操作，就像一个集合一样。所有的操作的都是严格在logn时间之内完成，效率非常高。set和multiset的区别是：set插入的元素不能相同，但是multiset可以相同。Set默认自动排序。使用方法类似list。

六、各种容器总结（转自：http://hi.baidu.com/ewook/item/514fc22ecde5940e73863e65）

(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。  
在末尾增加或删除元素所需时间与元素数目无关，在中间或开头增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。  
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，但程序员可以使用reserve()成员函数来管理内存。  
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。

(2)**deque**  
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。  
在开头和末尾增加元素所需时间与元素数目无关，在中间增加或删除元素所需时间随元素数目呈线性变化。  
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成，不提供用于内存管理的成员函数。  
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。

(3)**list**  
内部数据结构：双向环状链表。  
不能随机访问一个元素。  
可双向遍历。  
在开头、末尾和中间任何地方增加或删除元素所需时间都为常量。  
可动态增加或减少元素，内存管理自动完成。  
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。

(4)**slist**  
内部数据结构：单向链表。  
不可双向遍历，只能从前到后地遍历。  
其它的特性同list相似。

(5)**stack**  
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个堆栈，一般使用deque作为支持的序列容器。  
元素只能后进先出（LIFO）。  
不能遍历整个stack。

(6)**queue**  
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个队列，一般使用deque作为支持的序列容器。  
元素只能先进先出（FIFO）。  
不能遍历整个queue。

(7)**priority\_queue**  
适配器，它可以将任意类型的序列容器转换为一个优先级队列，一般使用vector作为底层存储方式。  
只能访问第一个元素，不能遍历整个priority\_queue。  
第一个元素始终是优先级最高的一个元素。

(8)**set**  
键和值相等。  
键唯一。  
元素默认按升序排列。  
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。

(9)**multiset**  
键可以不唯一。  
其它特点与set相同。

(10)**hash\_set**  
与set相比较，它里面的元素不一定是经过排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然跟hash函数有关）。  
其它特点与set相同。

(11)**hash\_multiset**  
键可以不唯一。  
其它特点与hash\_set相同。

(12)**map**  
键唯一。  
元素默认按键的升序排列。  
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。

(13)**multimap**  
键可以不唯一。  
其它特点与map相同。

(14)**hash\_map**  
与map相比较，它里面的元素不一定是按键值排序的，而是按照所用的hash函数分派的，它能提供更快的搜索速度（当然也跟hash函数有关）。  
其它特点与map相同。

(15)**hash\_multimap**  
键可以不唯一。  
其它特点与hash\_map相同。