本文對c++中的stl標準庫容器進行概覽,作為筆者平時的學習筆記,以茲備忘。同時,本文作為乙個目錄,接下來對常用容器,比如vector
,map
等的 具體介紹的博文將會由本文進行索引。
c++的標準容器庫中提供了一系列的容器模版,可以作為日常工作生產中的資料結構使用,以此減少了程式設計師很多去造輪子的工作量。容器(container),顧名思義,是一種按照某種特性,用於儲存某種型別資料的一種資料結構,其中通常還包含了若干對這種資料結構進行運算的演算法,比如出棧,入棧,排列等等,c++將整個資料容器視為一種資料容器類,方便程式設計師的使用。通常來說,c++標準容器可以分為以下四大型別:
序列容器(sequence containers)
序列容器介面卡 (sequence container adapters)
關聯容器 (associative containers)
無序關聯容器 (unordered associative containers)
我們分別簡單介紹這四大型別容器中的常用的容器模版。
序列容器以一種線性的方式去儲存相同型別的資料型別的一系列資料。包括:
array
, 靜態的,連續陣列,類似於c語言中的陣列。
vector
,動態的,連續陣列,其長度可以隨著插入或者移除的元素而變化。
forward_list
,單向鍊錶
list
,雙向鍊錶
deque
,一種雙端佇列,元素可以在該佇列的頭部或者尾部插入和彈出。(不能在中間插入,只能在兩端插入)
template
<
classt,
class
container
= std::deque
>
class
stack
;
注意到這個stack
容器預設情況下是對std:deque
的一種封裝,包裹。你也可以指定特定的容器,取代這裡的deque
。
標準容器中的容器介面卡有:
stack
,提供lifo的資料結構
queue
,提供了fifo的資料結構
priority_queue
,提供了乙個優先佇列,其允許在該佇列中以常數時間複雜度去檢索最大的元素(預設情況下)
關聯容器提供了一種排序後的資料結構,配合對keys
的檢索,可以提供乙個快速的檢索,時間複雜度為o
(log(
n)
)\mathcal(\log(n))
o(log(n)
)。在stl的關聯容器中,其按照檢索的keys
,可分為兩大類:a. 每個元素都只有唯一的key
; b. 可以用相同的key
檢索多個元素。
set
,唯一key
檢索,根據key
的某些特性進行排序(比如數值大小,首字母順序等)
map
,key-value
對的集合,也是根據key
的某些特性進行排序(比如數值大小,首字母順序等)
-> 這兩者通常都是通過紅黑樹進行實現的。
我們以set
為例,觀察下其模版原型:
template
<
class
key,
class
compare
= std::less
,class
allocator
= std::allocator
>
class
set;
我們發現,我們可以指定其排列的規則,預設是std:less
。
無序關聯容器,類似於關聯容器,不過其是無序的,不需要對元素進行排序,通常根據hash進行索引。在最差的情況下,其時間複雜度是o(n
)\mathcal(n)
o(n)
,不過大部分時候都遠比線性操作要快得多,可以視為o(1
)\mathcal(1)
o(1)
,即是在常數時間內就可以對元素進行檢索。無序關聯容器有:
unordered_multiset
,類似於multiset
,只不過是無序的。
unordered_multimap
,類似於multimap
,只不過是無序的。
以unordered_set
的模版原型為例子,有:
template
<
class
key,
class
hash
= std::hash
,class
keyequal
= std::equal_to
,class
allocator
= std::allocator
>
class
unordered_set
;
[1].
c 標準庫容器使用概覽
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