C++ STL库的总结以及实现原理
2014-03-23 14:46
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STL的容器可以分为以下几个大类:
一:序列容器, 有vector, list, deque, string.
二 : 关联容器, 有set,
multiset, map, mulmap
hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap
三: 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
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)。hash_set将key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
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。
一:序列容器, 有vector, list, deque, string.
二 : 关联容器, 有set,
multiset, map, mulmap
hash_set,hash_map, hash_multiset, hash_multimap
三: 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
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)。hash_set将key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
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。
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