《C++ Primer》读书笔记第九章-1- 顺序容器概述 And 容器库概览

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顺序容器概述

前言：这部分的内容在写程序的时候肯定是处处都能用到的，而且会让你的程序很简洁。本章是第三章的拓展，详细地介绍了标准库顺序容器的知识。一个容器就是一些特定类型对象的集合。

不同容器在两个方面的性能不同：

向容器中添加或删除元素；

访问容器中的元素。

详情如下：

容器	特征
vector	可变大小数组，支持快速随机访问，在尾部之外的位置插入或删除元素较慢。（因为在内存中元素是连续存储的，所以快速随机访问（想访问谁就访问谁）很容易，头的位置再加上你要访问的顺序就好，添加删除元素就需要移动它之后的所有元素，所以慢）
list	双向链表，只支持双向顺序访问，不支持随机访问，在任意位置插入删除都快，内存中不连续，通过指针指向前后元素
deque	双端队列。支持快速随机访问，在头尾位置插入或删除元素很快。
forward_list	单向链表，只支持单向顺序访问，在链表任意位置插入删除都快。也就是：不支持反向容器迭代器，且其迭代器不支持递减运算。
array	固定大小数组，支持快速随机访问，不能添加或删除
string	与vector类似，专门用于保存字符，随机访问快，在尾部插入删除快

标准库容器性能通常优于同类数据结构。

可以看到每个容器都对性能有所侧重，都有不同的灵活度。

那我们在选择容器的时候应该怎么选呢？

除非你有很好的理由选择其他容器，否则一律用vector；

程序要求随机访问，就用vector或deque；

程序有很多小的元素，需要很大的额外开销，不要用list或forward_list，因为它们再去连其他内存开销更大；

如果程序要在容器中间插入或删除元素，应使用list或forward_list；

程序只在头尾插入删除元素，用deque。

总结：在实际应用的时候，你一定要自己衡量好性能，只要你掌握了表格中各个容器的特点，相信你能做出最合适的选择！

容器库概览

这部分讲述所有容器的共性，每个容器都定义在一个头文件中，文件名和类型名相同，例如，deque定义在头文件deque中。容器均定义为模板类，我们必须提供额外信息来生成特定的容器类型。

对容器可以保存的元素类型的限制：

顺序容器几乎可以保存任意类型的元素，包括它自己。也有一些例外，比如类类型。

例子：我要保存一个类类型的对象，而这个类没有默认构造函数，于是，我得自己给它提供一个元素初始化器：

//假定a是一个没有默认构造函数的类型
vector<a> v1(10, init); //正确：10个a类型的元素init（也就是10个a的对象）
vector<a> v2(10); //错误：没有默认构造函数，无法初始化。

迭代器

之前介绍过，这里就不介绍了。

迭代器可加可减，但forward_list不支持减，理由不用解释。

反向迭代器

大多数容器还提供反向迭代器，反向迭代器++就是上一个元素。

reverse_iterator按逆序寻址的迭代器，rbegin()是尾迭代器，crend()表示前迭代器。

要遍历的话，就从crend()递减到rbegin()。

begin和end成员

list<string> a = {"1", "2", "3"};
auto it1 = a.begin(); //此auto为list<string>::iterator
auto it2 = a.rbegin(); //list<string>::reverse_iterator
auto it3 = a.cbegin(); //list<string>::const_iterator
auto it4 = a.crbegin(); //list<string>::const_reverse_iterator

当不需要修改时，最好用cbegin。

容器定义和初始化

每个容器类型都定义了一个默认构造函数。除了array之外，其他容器的默认构造函数都会创建一个指定类型的空容器。下图已经说得很清楚了：



补充：

explicit构造函数是用来防止隐式转换的。请看下面的代码：

class Test1
{
public:
Test1(int n)//普通构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
class Test2
{
public:
explicit Test2(int n)//explicit(显式)构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
int main()
{
Test1 t1=12;//隐式调用其构造函数,成功。
Test2 t2=12;//不能隐式调用其构造函数，编译错误。
Test2 t2(12);//显式调用其构造函数,成功。这种就叫显示构造函数！！！
return 0;
}

与顺序容器大小相关的构造函数：

vector<int> a1(10, -1);//10个-1
vector<int> a2(10);//10个0
vector<string> a3(10);//10个空string

总结：如果元素类型是内置类型或有默认构造函数的类类型，可以在初始化的时候只为构造函数提供一个容器大小参数；如果没有默认构造函数，必须要显式地提供初值（具体例子可见本文“容器库概览”）。

标准库array具有固定大小：

列表初始化的数目必须等于或小于array的大小；花括号列表只能初始化不能赋值。

array的大小也是类型的一部分：

array<int, 3>; //类型是3个int的数组
array<int, 10> a1; //10个0
array<int, 3> a2 = {1, 2, 3}; //列表初始化
array<int, 3> a3 = {5}; //正确的。a3为5, 0, 0

我们不能对内置数组进行拷贝，但array可以（可能这也是为什么搞出array的原因）：

array<int, 3> a = {1, 2, 3};//列表初始化
array<int, 3> copy = a;//拷贝

赋值和swap

vector<int> a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
a1 = {1, 2}; //这样正确，a1变为1，2。

array<int, 5> b1 = {1, 2, 3, 4, 5};
b1 = {1}; //这样错误。只有array，花括号列表只能初始化不能赋值。

使用swap：

vector<string> s1(10);
vector<string> s2(20);
swap(s1, s2); //交换后，s1有20个元素，s2有10个元素。

容器大小操作

名称	含义
size	返回容器中元素个数
empty	只在size为0时返回true
max_size	返回一个大于或等于该容器所能容纳的最大元素个数

关系运算符

容器装的元素类型支持关系运算，我们才能来用它。比如：内置类型

vector<int> v1 = {1, 3, 5, 7, 9, 12};
vector<int> v2 = {1, 3, 9};
vector<int> v3 = {1, 3, 5, 7};
v1 < v2;
v1 > v3;