序列式容器详解

• 序列式容器
• 序列式容器共有函数：
• 迭代器成员函数
• 常用其他成员函数

• 初始化
• array 特有常用函数

• 初始化
• vector常用函数

• 初始化
• deque常用函数
• deque 的特殊底层原理

• 初始化
• list 常用函数

序列式容器

所谓STL序列式容器，其共同的特点是不会对存储的元素进行排序，元素排列的顺序取决于存储它们的顺序。不同序列式容器的适用场景不同。常用的序列式容器有：array、vector、deque、list

序列式容器共有函数：

下面是序列式容器的共有方法、主要是基于迭代器的一些方法和一些常用的方法。

迭代器成员函数

迭代器是什么?

begin()

end()

rbegin()

rend()

cbegin()

begin()

cend()

end()

crbegin()

rbegin()

crend()

rend()

常用其他成员函数

size()

empty()

at(n)

out_of_range

list容器没有此成员函数

erase()

clear()

insert()

array由于不能添加元素，不支持

resize()

array由于固定长度，不支持

swap()

如果是array,还需要保证长度相等

front()

该函数不适用于空的 array 容器

back()

<1> array

array 容器是 C++ 11 标准中新增的序列容器，简单地理解，它就是在 C++ 普通数组的基础上，添加了一些成员函数和全局函数。在使用上，它比普通数组更安全，且效率并没有因此变差。

array 容器以类模板的形式定义在

<array>

namespace std{
template <typename T, size_t N>
class array;
}

初始化

头文件:

#include<array>

std::array<double, 10> values;

所以要创建初始化为0的array容器要采用下面的方式：

std::array<double, 10> values {};

也可以像创建常规数组那样对元素进行初始化：

std::array<double, 10> values {0.5,1.0,1.5,,2.0};

array 特有常用函数

<2> vector

vector 容器是 STL 中最常用的容器之一，它和 array 容器非常类似，都可以看做是对 C++ 普通数组的“升级版”。不同之处在于，array 实现的是静态数组（容量固定的数组），而 vector 实现的是一个动态数组，即可以进行元素的插入和删除，在此过程中，vector 会动态调整所占用的内存空间，整个过程无需人工干预。

该容器擅长在尾部插入或删除元素，在常量时间内就可以完成，时间复杂度为O(1)；而对于在容器头部或者中部插入或删除元素，则花费时间要长一些（移动元素需要耗费时间），时间复杂度为线性阶O(n)。原因在于其是基于数组的数据结构。

vector 容器以类模板 vector（ T 表示存储元素的类型）的形式定义在

<vector>

初始化

头文件:

#include <vector>

vector<int> vec;

可以调用其构造函数指定一个初始容量为10的vector

vector<int> vec(10);

或者 利用其成员函数

reserve()

   	vector<int> vec;vec.reserve(10);

也可以像数组一样初始化(C++11 新增)

vector<int>vec = {1,2,3,4,5};

vector常用函数

<3>deque

双端队列deque(double-end-queue)，和vector非常相似，都是通过动态数组管理内存，支持随机访问，并且和vector用相同的接口。不同点在于，deque的头尾两端都是开放的。因此，deque在头尾插入和删除都是O(1)。

• deque 容器中存储元素并不能保证所有元素都存储到连续的内存空间中,因为deque中存储的是元素的指针，而非元素本身(详情)
• deque不支持内存重新分配控制，因此，当有元素插入到容器中间时（非两端），那么这时候指向deque的指针、迭代器和引用都会失效！

deque 的使用场景：

1. 需要在容器前后两端插入和删除元素的时候

2. 不需要指向容器中的元素

初始化

deque的初始化方式与vector差不多,有以下几种：
头文件:

#include <deque>

std::deque<int> deq;

也可以创建一个 初始长度为10的队列，里面的元素为对应类型的默认值

deque<int> deq(10);

还可以创建一个具有 n 个元素的 deque 容器，并为每个元素都指定初始值

deque<int> deq(10,2);

deque常用函数

deque的成员函数用法与vector差不多,最大的差别在于:deque里面没有capacity()函数

deque 的特殊底层原理

和 vector 容器采用连续的线性空间不同，deque 容器存储数据的空间是由一段一段等长的连续空间构成，各段空间之间并不一定是连续的，可以位于在内存的不同区域。为了管理这些连续空间，deque 容器用数组存储着各个连续空间的首地址。也就是说， 数组中存储的都是指针，指向那些真正用来存储数据的各个连续空间。

当 deque 容器需要在头部或尾部增加存储空间时，它会申请一段新的连续空间，同时在 map 数组的开头或结尾添加指向该空间的指针，由此该空间就串接到了 deque 容器的头部或尾部。

<4>list

list是一个双向链表(doubly linked list)，list的内部结构和vector，array，deque完全不同。list里面有两个指针（anchors），分别指向第一个元素和最后一个元素，每个元素都有指向自己前驱和后驱的指针。基于这样的存储结构，list 容器具有一些其它容器（array、vector 和 deque）所不具备的优势，即它可以在序列已知的任何位置快速插入或删除元素（时间复杂度为O(1)）。并且在 list 容器中移动元素，也比其它容器的效率高。

初始化

list 的创建方式和deque的方式完全一样:
头文件:

#include <list>

std::list<int> l;

也可以创建一个 初始长度为10的队列，里面的元素为对应类型的默认值

list<int> l(10);

还可以创建一个具有 n 个元素的 deque 容器，并为每个元素都指定初始值为2

list<int> l(10,2);

list 常用函数

forward_list

forward_list 是 C++ 11 新添加的一类容器，其底层实现和 list 容器一样，采用的也是链表结构，只不过 forward_list 使用的是单链表，而 list 使用的是双向链表

整理资源来自：C语言中文网