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容器的优缺点及各种容器介绍

Standard Template Language提供了三个最基本的容器:vector,list,deque vector,deque,list区别vector表示一段连续的内存区域每个元素被顺序存储在这段内存中对vector的随机访问比如先访问元素5 然后访问15然后再访问7等等效率很高,因为每次访问离vector起始处的位移都是固定的。

但是在任意位置而不是在vector末尾插人元素则效率很低,因为它需要把待插入元素右边的每个元素都拷贝一遍。

类似地删除任意一个而不是vector 的最后一个元素效率同样很低。

因为待删除元素右边的每个元素都必须被复制一遍这种代价对于大型的复杂的类对象来说尤其大。

deque一个deque 也表示一段连续的内存区域但是与vector不同的是它支持高效地在其首部插入和删除元素它通过两级数组结构来实现一级表示实际的容器第二级指向容器的首和尾listList表示非连续的内存区域并通过一对指向首尾元素的指针双向链接起来从而允许向前和向后两个方向进行遍历在list的任意位置插入和删除元素的效率都很高指针必须被重新赋值但是不需要用拷贝元素来实现移动另一方面它对随机访问的支持并不好,访问一个元素需要遍历中间的元素另外每个元素还有两个指针的额外空间开销下面是选择顺序容器类型的一些准则如果我们需要随机访问一个容器则vector要比list好得多。

如果我们已知要存储元素的个数则vector 又是一个比list好的选择。

如果我们需要的不只是在容器两端插入和删除元素则list显然要比vector好除非我们需要在容器首部插入和删除元素否则vector要比deque好1 vector向量相当于一个数组在内存中分配一块连续的内存空间进行存储。

支持不指定vector大小的存储。

STL内部实现时,首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储,即capacituy ()函数返回的大小,当超过此分配的空间时再整体重新放分配一块内存存储,这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉。

通常此默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。

优点:(1) 不指定一块内存大小的数组的连续存储,即可以像数组一样操作,但可以对此数组进行动态操作。

通常体现在push_back() pop_back()(2) 随机访问方便,即支持[ ]操作符和vector.at()(3) 节省空间。

缺点:(1) 在内部进行插入删除操作效率低。

(2) 只能在vector的最后进行push和pop,不能在vector的头进行push和pop。

(3) 当动态添加的数据超过vector默认分配的大小时要进行整体的重新分配、拷贝与释放2 list双向链表每一个结点都包括一个信息快Info、一个前驱指针Pre、一个后驱指针Post。

可以不分配必须的内存大小方便的进行添加和删除操作。

使用的是非连续的内存空间进行存储。

优点:(1) 不使用连续内存完成动态操作。

(2) 在内部方便的进行插入和删除操作(3) 可在两端进行push、pop缺点:(1) 不能进行内部的随机访问,即不支持[ ]操作符和vector.at()(2) 相对于verctor占用内存多3 deque双端队列 double-end queuedeque是在功能上合并了vector和list。

优点:(1) 随机访问方便,即支持[ ]操作符和vector.at()(2) 在内部方便的进行插入和删除操作(3) 可在两端进行push、pop缺点:(1) 占用内存多使用区别:1 如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector2 如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用list3 如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque vector和built-in数组类似,它拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变,因此它能非常好的支持随即存取,即[]操作符,但由于它的内存空间是连续的,所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝,另外,当该数组后的内存空间不够时,需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。

这些都大大影响了vector的效率。

list就是数据结构中的双向链表(根据sgi stl源代码),因此它的内存空间可以是不连续的,通过指针来进行数据的访问,这个特点使得它的随即存取变的非常没有效率,因此它没有提供[]操作符的重载。

但由于链表的特点,它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入。

deque是一个double-ended queue,它的具体实现不太清楚,但知道它具有以下两个特点:它支持[]操作符,也就是支持随即存取,并且和vector的效率相差无几,它支持在两端的操作:push_back,push_front,pop_back,pop_front等,并且在两端操作上与list 的效率也差不多。

因此在实际使用时,如何选择这三个容器中哪一个,应根据你的需要而定,一般应遵循下面的原则:1、如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector2、如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用list3、如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque。

Vector:C++容器模板中的大哥大,就像是一个加强版的队列,之所以这样说,是因为它不但有队列形式的索引,还能动态的添加扩充。

特点:把被包含的对象以数组的形式存储,支持索引形式的访问(这种访问速度奇快无比)。

但由此也产生了一个问题,由于数据存储形式的固定化,你如果想在他中间部位insert对象的话,搞不好会让你吃尽头。

因为他在分配空间的时候,可是成块分配的连续空间。

Deque:英文“double-ended-queue”。

名如其人,这是C++有序容器中闻名遐迩的双向队列。

他在设计之初,就为从两端添加和删除元素做了特殊的优化。

同样也支持随即访问,也有类似vector的[ ]操作符,但不要因此就把他和vector混为一潭。

特点:从本质上讲,他在分配内存的时候,使用了MAP的结构和方法。

化整为零,分配了许多小的连续空间,因此,从deque两端添加、删除元素是十分方便的。

最重要的一点:如果在不知道内存具体需求的时候,使用deque绝对是比vector好的。

List:模板中的双向链表。

设计他的目的可能就是为了在容器中间插入、删除吧,所以有得比有失,他的随机访问速度可不敢恭维。

而且没有[ ]操作。

特点:随机的插入、删除元素,在速度上占有明显的优势。

并且,由于内存分配不连续,他对插入的要求也十分的低。

所以在使用大对象的时候,这可是一个不错的选择。

“vector和deque的区别主要在于他们底层的实现不同,特别是在插入和删除操作的实现机制不同。

对于vector来说,不管其大小是多少,在头部插入的效率总是比在尾部插入的效率低。

在尾部插入将耗费固定的时间。

在头部进行插入时,耗费的时间与vector的大小成正比,vector越大,耗费的时间越多。

例如,在一个大小为1000的vector头部插入一个元素,与在一个大小为10的vector头部插入一个元素相比,将耗费100倍的时间。

删除操作的情形也与插入类似。

因此,vector适合于插入和删除操作都在尾部进行的情况。

deque和vector不同,不管进行的插入还是删除操作,也不管这些操作时在头部还是尾部进行,算法的效率是固定的。

例如:不管deque 的大小是10,100,还是1000.deque在头部和尾部插入删除的时间是一样的。

因此要在对于两端进行插入或者删除操作时。

deque要优于vector。

博客分类:在STL中基本容器有: string、vector、list、deque、set、mapset 和map都是无序的保存元素,只能通过它提供的接口对里面的元素进行访问set:集合, 用来判断某一个元素是不是在一个组里面,使用的比较少map:映射,相当于字典,把一个值映射成另一个值,如果想创建字典的话使用它好了string、vector、list、deque、set 是有序容器1.stringstring 是basic_string<char> 的实现,在内存中是连续存放的.为了提高效率,都会有保留内存,如string s= "abcd",这时s使用的空间可能就是255, 当string再次往s里面添加内容时不会再次分配内存.直到内容>255时才会再次申请内存,因此提高了它的性能.当内容>255时,string会先分配一个新内存,然后再把内容复制过去,再复制先前的内容. 对string的操作,如果是添加到最后时,一般不需要分配内存,所以性能最快;如果是对中间或是开始部分操作,如往那里添加元素或是删除元素,或是代替元素,这时需要进行内存复制,性能会降低.如果删除元素,string一般不会释放它已经分配的内存,为了是下次使用时可以更高效.由于string会有预保留内存,所以如果大量使用的话,会有内存浪费,这点需要考虑.还有就是删除元素时不释放过多的内存,这也要考虑.string中内存是在堆中分配的,所以串的长度可以很大,而char[]是在栈中分配的,长度受到可使用的最大栈长度限制.如果对知道要使用的字符串的最大长度,那么可以使用普通的char[],实现而不必使用string.string用在串长度不可知的情况或是变化很大的情况.如果string已经经历了多次添加删除,现在的尺寸比最大的尺寸要小很多,想减少string使用的大小,可以使用:string s = "abcdefg";string y(s); // 因为再次分配内存时,y只会分配与s中内容大一点的内存,所以浪费不会很大s.swap(y); // 减少s使用的内存如果内存够多的话就不用考虑这个了capacity是查看现在使用内存的函数大家可以试试看string分配一个一串后的capacity返回值,还有其它操作后的返回值2.vectorvector就是动态数组.它也是在堆中分配内存,元素连续存放,有保留内存,如果减少大小后内存也不会释放.如果新值>当前大小时才会再分配内存对最后元素操作最快(在后面添加删除最快), 此时一般不需要移动内存,只有保留内存不够时才需要对中间和开始处进行添加删除元素操作需要移动内存,如果你的元素是结构或是类,那么移动的同时还会进行构造和析构操作,所以性能不高(最好将结构或类的指针放入vector 中,而不是结构或类本身,这样可以避免移动时的构造与析构)。

访问方面,对任何元素的访问都是O(1),也就是是常数的,所以vector常用来保存需要经常进行随机访问的内容,并且不需要经常对中间元素进行添加删除操作.相比较可以看到vector的属性与string差不多,同样可以使用capacity看当前保留的内存,使用swap来减少它使用的内存.总结需要经常随机访问请用vector3.listlist就是链表,元素也是在堆中存放,每个元素都是放在一块内存中list没有空间预留习惯,所以每分配一个元素都会从内存中分配,每删除一个元素都会释放它占用的内存,这与上面不同,可要看好了list在哪里添加删除元素性能都很高,不需要移动内存,当然也不需要对每个元素都进行构造与析构了,所以常用来做随机操作容器.但是访问list里面的元素时就开始和最后访问最快访问其它元素都是O(n) ,所以如果需要经常随机访问的话,还是使用其它的好总结如果你喜欢经常添加删除大对象的话,那么请使用list要保存的对象不大,构造与析构操作不复杂,那么可以使用vector代替list<指针>完全是性能最低的做法,这种情况下还是使用vector<指针>好,因为指针没有构造与析构,也不占用很大内存4.deque双端队列,也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:[堆1]...[堆2]..[堆3]每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品,不过确实也是如此deque可以让你在前面快速地添加删除元素,或是在后面快速地添加删除元素,然后还可以有比较高的随机访问速度vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高STL 入门--vector list deque 区别stl的内容很多,本文就实际中比较常用的和初学时应该注意的方面进行介绍任何一门高级计算机语言,都需要有一定的类库或者函数库的支持。

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