C++各容器特性总结

青旅半醒 2022-11-29 13:17 106阅读 0赞

# set #

set放第一个是因为很多人经常忽略set的特性而造成BUG

> set是一种关联式容器，其特性如下：
> 
>  *  set以RBTree作为底层容器
>  *  所得元素的只有key没有value，value就是key
>  *  不允许出现键值重复
>  *  所有的元素都会被**自动排序，**元素默认按升序排列。
>  *  不能通过迭代器来改变set的值，因为set的值就是键

# map #

> map和set一样是关联式容器，它们的底层容器都是红黑树，区别就在于map的值不作为键，键和值是分开的。它的特性如下：
> 
>  *  map以RBTree作为底层容器
>  *  所有元素都是键+值存在
>  *  不允许键重复
>  *  所有元素是通过键进行自动排序的
>  *  map的键是不能修改的，但是其键对应的值是可以修改的
> 
> 优点：
> 
> 有序性，这是map结构最大的优点，其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作  
> 红黑树，内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高  
> 缺点：
> 
> 空间占用率高，因为map内部实现了红黑树，虽然提高了运行效率，但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间
> 
> 适用处：对于那些有顺序要求的问题，用map会更高效一些

# unordered\_map #

> 优点： 因为内部实现了哈希表，因此其查找速度非常的快  
> 缺点： 哈希表的建立比较耗费时间  
> 适用处：对于查找问题，unordered\_map会更加高效一些，因此遇到查找问题，常会考虑一下用unordered\_map  
> 总结：
> 
> 内存占有率的问题就转化成红黑树 VS hash表 , 还是unorder\_map占用的内存要高。  
> 但是unordered\_map执行效率要比map高很多  
> 对于unordered\_map或unordered\_set容器，其遍历顺序与创建该容器时输入的顺序不一定相同，因为遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的

# vector #

> 当需要使用**数组的情况**下，可以考虑使用vector
> 
> (1) 一个动态分配的数组(当数组空间内存不足时，都会执行: **分配新空间-复制元素-释放原空间**);
> 
> (2) 当删除元素时，不会释放限制的空间，所以向量容器的容量(capacity)大于向量容器的大小(size);
> 
> (3) 对于删除或插入操作，执行效率不高，越靠后插入或删除执行效率越高;
> 
> (4) 高效的随机访问的容器。
> 
> vector迭代器的失效情况：  
> （1）当插入（push\_back）一个元素后，end操作返回的迭代器肯定失效。  
> （2）当插入（push\_back）一个元素后，capacity返回值与没有插入元素之前相比有改变，则需要重新加载整个容器，此时begin和end操作返回的迭代器都会失效。  
> （capacity和size的区别：size是容器当前拥有的元素个数，而capacity则指容器在必须分配新存储空间之前可以存储的元素总数。）  
> （3）当进行删除操作（erase,pop\_back）后，指向删除点的迭代器全部失效；指向删除点后面的元素的迭代器也将全部失效。

# **deque** #

> (1) deque(double-ended queue 双端队列);
> 
> (2) 具有**分段数组、索引数组**, 分段数组是存储数据的，索引数组是存储每段数组的首地址;
> 
> (3) 向两端插入元素效率较高！
> 
> (若向两端插入元素，如果两端的分段数组未满，既可插入;如果两端的分段数组已满，
> 
> 则创建新的分段函数，并把分段数组的首地址存储到deque容器中即可)。
> 
> 中间插入元素效率较低！
> 
> (4) deque迭代器的失效情况：
> 
>  *  在deque容器首部或者尾部插入元素不会使得任何迭代器失效。
>  *  在其首部或尾部删除元素则只会使指向被删除元素的迭代器失效。
>  *  在deque容器的任何其他位置的插入和删除操作将使指向该容器元素的所有迭代器失效。

# list #

>  *  内部数据结构：双向循环链表
>  *  不能随机访问某一个元素
>  *  可双向遍历
>  *  在开头，末尾和中间增加或删除元素所需时间都为常量
>  *  增加元素迭代器不会失效，删除元素，指向当前被删除元素的迭代器会失效