zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 【转】STL容器的实现原理

    STL的容器可以分为以下几个大类:
    一:序列容器, 有vector, list, deque, string.

     : 关联容器,     set, multiset, map, mulmap

                   hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap

    其他的杂项: stack, queue, valarray, bitset

     

    STL各个容器的实现:

     

    (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
    按照键进行排序存储, 值必须可以进行比较, 可以理解为set就是键和值相等的map
    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
    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)。hash_setkey进行hash 然后将key放在hash值对应的桶中, 原理可以这样理解, hash_set就是key value相等的hash_map
    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
    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。

     

     

     

    STL容器的实现原理 

     
    STL共有六大组件
     1、容器。2、算法。3、迭代器。4、仿函数。6、适配器。

    STL容器的实现原理

    STL来管理数据十分方便,省去了我们自己构建数据结构的时间.其实,STL的实现也是基于我们常见的数据结构.


    序列式容器:
    vector-数组,元素不够时再重新分配内存,拷贝原来数组的元素到新分配的数组中。
    list-单链表。
    deque-分配中央控制器map(并非map容器),map记录着一系列的固定长度的数组的地址.记住这个map仅仅保存的是数组的地址,真正的数据在数组中存放着.deque先从map中央的位置(因为双向队列,前后都可以插入元素)找到一个数组地址,向该数组中放入数据,数组不够时继续在map中找空闲的数组来存数据。当map也不够时重新分配内存当作新的map,把原来map中的内容copy的新map中。所以使用deque的复杂度要大于vector,尽量使用vector。


    stack-基于deque。
    queue-基于deque。
    heap-完全二叉树,使用最大堆排序,以数组(vector)的形式存放。
    priority_queue-基于heap。
    slist-双向链表。

    关联式容器:
    set,map,multiset,multimap-基于红黑树(RB-tree),一种加上了额外平衡条件的二叉搜索树。


    hash table-散列表。将待存数据的key经过映射函数变成一个数组(一般是vector)的索引,例如:数据的key%数组的大小=数组的索引(一般文本通过算法也可以转换为数字),然后将数据当作此索引的数组元素。有些数据的key经过算法的转换可能是同一个数组的索引值(碰撞问题,可以用线性探测,二次探测来解决),STL是用开链的方法来解决的,每一个数组的元素维护一个list,他把相同索引值的数据存入一个list,这样当list比较短时执行删除,插入,搜索等算法比较快。


    hash_map,hash_set,hash_multiset,hash_multimap-基于hash table。

    综上所述大家应该知道了什么情况下该使用哪一个STL容器更合适,可以在适当时候避免使用一些影响效率的STL容器.

  • 相关阅读:
    LA 2038 Strategic game(最小点覆盖,树形dp,二分匹配)
    UVA 10564 Paths through the Hourglass(背包)
    Codeforces Round #323 (Div. 2) D 582B Once Again...(快速幂)
    UVALive 3530 Martian Mining(贪心,dp)
    UVALive 4727 Jump(约瑟夫环,递推)
    UVALive 4731 Cellular Network(贪心,dp)
    UVA Mega Man's Mission(状压dp)
    Aizu 2456 Usoperanto (贪心)
    UVA 11404 Plalidromic Subsquence (回文子序列,LCS)
    Aizu 2304 Reverse Roads(无向流)
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zhiqli/p/3078006.html
Copyright © 2011-2022 走看看