C++STL容器简析

标准STL序列容器：vector、string、deque和list。

标准STL关联容器：set、multiset、map和multimap。

非标准的关联容器：hash_set、hase_multiset、hash_map和hash_multimap。

容器适配器：stack、queue、priority_queue。

 以下简述几种常见容器：

1 vector 容器

　　vector的数据安排以及操作方式，与array非常相似。两者的唯一区别在于空间的运用的灵活性。array是静态空间，一旦配置了就不能改变。vector是动态空间，随着元素的加入，它的内部机制会自行扩充空间以容纳新元素。因此，vector的运用对于内存的合理利用与运用的灵活性有很大的帮助，我们再也不必因为害怕空间不足而一开始要求一个大块的array。vector基于模板实现，需包含头文件<vector>。

（1）定义和初始化

　　vector<int> vec1; 　　 　　　　　　　　　　　　 //默认初始化，vec1为空

　　vector<int> vec2(vec1); 　　 　　　　　　　　　//使用vec1初始化vec2

　　vector<int> vec3(vec1.begin(),vec1.end());　　//使用vec1初始化vec2

　　vector<int> vec4(10); 　　 　　　　　　　　　   //10个值初始化的元素

　　vector<int> vec5(10,4); 　　 　　　　　　　　　//10个值为4的元素

（2）常用操作方法

　　vec1.push_back(t); 　　　　　　　　　　　　 　 //vec1末尾添加元素t

　　vec1.pop_back();                                         //删除末尾元素

　　unsigned int size = vec1.size(); 　　　　　　　 //元素个数

　　bool isEmpty = vec1.empty(); 　　　　　　　   //判断是否为空

　　vec1.clear(); 　　　　　　　　　　　　　　　　 //清空元素

　　vec1.insert(vec1.end(),5,3);                          //从vec1.back位置插入个值为的元素

　　vec1.erase(vec1.begin(),vec1.end());　　　　  //删除之间的元素，其他元素前移　　

（3）迭代器

　　vector<int>::const_iterator iter = vec1.begin();

注：vector动态增加大小，并不是在原空间之后持续新空间（因为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，然后将原内容拷贝过来，然后才开始在原内容之后构造新元素，并释放原空间。因此，对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。

2 list 容器

　　List是stl实现的双向链表，而且是一个环状双向链表，与 向量(vectors)相比, 它允许快速的插入和删除就配置或释放一个元素空间。因此，list对于空间的运用有绝对的精准，但是随机访问却比较慢。需要添加头文件<list>。

（1）定义和初始化

　　list<int> lst1; 　　　　　　　　　　　　　　　//创建空list

　　list<int> lst2(3); 　　　　　　 　　　　　　　//创建含有3个元素的list

　　list<int> lst3(3,2); 　　　　　 　　　　　　　//创建含有3个2元素的list

　　list<int> lst4(lst2); 　　　　　　　　　　　　//使用lst2初始化lst4

　　list<int> lst5(lst2.begin(),lst2.end());   　　//同lst4 

（2）常用操作方法

　　lst1.assign(lst2.begin(),lst2.end()); 　　　　//分配值

　　lst1.push_back(10); 　　　　　　　　　　　 //lst末尾添加值

　　unsigned int size = lst1.size(); 　　　　　　//含有元素个数

　　lst1.pop_back(); 　　　　　　　　　　　　　//删除末尾值

　　bool isEmpty1 = lst1.empty(); 　　　　　　//判断为空

　　lst1.clear(); 　　　　　　　　　　　　　　　 //清空值

　　lst1.front(); 　　　　　　　　　　　　　　　 //返回第一个元素的引用

　　lst1.back();   　　　　　　　　　　　　　　  //返回最后一个元素的引用

　　lst1.insert(lst1.begin(),3,2); 　　　　　　　//从指定位置插入个

　　lst1.erase(lst1.begin(),lst1.end());  　　　  //删除元素

　　lst1.rbegin(); 　　　　　　　　　　　　　　  //返回第一个元素的前向指针

　　lst1.remove(2); 　　　　　　　　　　　　　 //相同的元素全部删除

　　lst1.reverse(); 　　　　　　　　　　　　　　//反转

　　lst1.merge(lst2);　　　　　　　　　　　　　//合并两个list对象

　　lst1.splice();　　　　　　　　　　　　　　　//合并两个list对象

　　lst1.sort(); 　　　　　　　　　　　　　　　  //排序

　　lst1.unique(); 　　　　　　　　　　　　　　//删除相邻重复元素

 

（3）迭代器

　　list<int>::const_iterator iter = lst1.begin();

3 deque 容器

　　deque 是一种双向开口的连续线性空间，可以在队尾两端分别做元素的插入和删除操作。deque和vector的最大差异，一在于deque允许于常数时间内对起头端进行元素的插入或移除操作，push_front()，二在于deque没有所谓容量观念，因为它是动态地以分段连续空间组合而成，随时可以增加一段新的空间并链接在一起。换句话说，像vector那样"因旧空间不足而重新配置一块更大空间，然后复制元素，再释放旧空间"这样的事情在 deque是不会发生的。

　　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。需要添加头文件<deque>。

成员函数： push_front(),push_back(),pop_front(),pop_back(),size(),empty(),insert(),erase(),clear(),swap()。

迭代器：deque<int>::const_iterator iter = deq1.begin();

　　　　deque<int>::const_reverse_iterator iter = deq1.rbegin();

4 stack 容器

　　stack 是一种先进后出（First In Last Out , FILO）的数据结构。它只有一个出口，stack 允许新增元素，移除元素，取得最顶端元素。但除了最顶端外，没有任何其它方法可以存取stack的其它元素，stack不允许遍历行为。需要添加头文件<stack>。

成员函数：push(),top(),pop(),size(),empty(),getallocator()。不属于容器，只是容器适配器，不支持迭代器。

5 queue 容器

　　queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO) 的数据结构。它有两个出口，queue允许新增元素，移除元素，从最底端加入元素，取得最顶端元素。但除了最底端可以加入，最顶端可以取出外，没有任何其它方法可以存取queue的其它元素。需要添加头文件<queue>。

成员函数：front(),back(),push_back(),pop_front(),size(),empty()。不属于容器，只是容器适配器，不支持迭代器。

6 priority_queue 容器

　　priority_queue是一个拥有权值观念的queue,它允许加入新元素，移除旧元素，审视元素值等功能。由于这是一个queue，所以只允许在底端加入元素，并从顶端取出元素，除此之外别无其它存取元素的途径。priority_queue带有权值观念，其内的元素并非依照被推入的次序排列，而是自动依照元素的权值排列（通常权值以实值表示）。权值最高者，排在最前面。需要添加头文件<queue>。

注：heap并不归属于STL容器组件，它是个幕后英雄，扮演priority queue的助手。priority queue允许用户以任何次序将任何元素推入容器中，但取出时一定按从优先权最高的元素开始取。按照元素的排列方式，heap可分为max-heap和min-heap两种，前者每个节点的键值(key)都大于或等于其子节点键值，后者的每个节点键值(key)都小于或等于其子节点键值。因此， max-heap的最大值在根节点，并总是位于底层array或vector的起头处；min-heap的最小值在根节点，亦总是位于底层array或vector起头处。STL 供应的是max-heap，用c++实现。

7 set 容器

　　set的特性是，所有元素都会根据元素的键值自动被排序。集合数据既充当存储元素又充当简码，不允许两个元素有相同的值。set是通过红黑树来实现的，由于红黑树（RB-tree）是一种平衡二叉搜索树，自动排序的效果很不错，所以标准的STL的set即以RB-Tree为底层机制。又由于set所开放的各种操作接口，RB-tree也都提供了，所以几乎所有的set操作行为，都只有转调用RB-tree的操作行为而已。需要添加头文件<set>。

成员函数：size(),max_size(),empty(),count(),find(),low_bound(),upper_bound(),equal_range(),insert(),erase(),clear(),swap()。

迭代器：set<int>::const_iterator iter = st1.begin();

　　　　set<int>::const_reverse_iterator iter = st1.rbegin();

8 multiset 容器

　　multiset的特性以及用法和set完全相同，唯一的差别在于它允许键值重复，因此它的插入操作采用的是底层机制RB-tree的insert_equal()而非insert_unique()。需要添加头文件<set>。

9 map 容器

　　map的特性是，所有元素都会根据元素的键值自动被排序。map的所有元素都是pair,同时拥有实值（value）和键值（key）。 pair的第一元素被视为键值，第二元素被视为实值。map不允许两个元素拥有相同的键值.由于RB-tree是一种平衡二叉搜索树，自动排序的效果很不错，所以标准的STL map即以RB-tree为底层机制。又由于map所开放的各种操作接口，RB-tree也都提供了，所以几乎所有的map操作行为，都只是转调RB-tree的操作行为。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。需要添加头文件<map>。

(1)定义和初始化

　　map<int,string> map1;                  　　　　　　　　　　//空map

(2)常用操作方法

　　map1[3] = "Saniya";                   　　　　　　　　　　　 //添加元素     

　　map1.insert(map<int,string>::value_type(2,"Diyabi"));  //插入元素

　　map1.insert(make_pair<int,string>(4,"V5"));　　　　　　//插入元素　　

　　string str = map1[3];                  　　　　　　　　　　　  //根据key取得value，key不能修改

　　int key = iter_map->first;             　　　　　　　　　　　//取得eky

　　string value = iter_map->second;       　　　　　　　　　//取得value

　　map1.erase(iter_map);                  　　　　　　　　　　 //删除迭代器数据

　　map1.erase(3);                         　　　　　　　　　　　  //根据key删除value

　　map1.size();                       　　　　　　　　　　　　　　//元素个数　　

　　map1.empty();                       　　　　　　　　　　　　  //判断是否为空map　　

　　map1.clear();                      　　　　　　　　　　　　　  //清空所有元素

（3）迭代器

　　map<int,string>::const_iterator iter = map1.begin();

　　map<int,string>::const_reverse_iterator iter = map1.rbegin();

10 multimap 容器

　　multimap的特性以及用法与map完全相同，唯一的差别在于它允许键值重复，因此它的插入操作采用的是底层机制RB-tree的insert_equal()而非insert_unique。需要添加头文件<map>。