数组

array

不开口的连续线性空间，支持随机访问。

array是C++11中新提出来的容器类型，它继承了数组最基本的特性，同时也融入了很多容器操作，容器化使得array可以严格检查越界读写，因此与C语言数组相比，array更加安全，可以用来替代C语言数组。作为C语言数组的升级版，array和数组一样，是一种固定大小的容器类型，在定义的时候就要声明大小和类型。无法动态的扩展或收缩，只允许访问或者替换存储的元素。

array的数据存储在栈中，因此处理数据的效率快于vector，但是由于需要考虑栈溢出问题，array只适合一些操作简单、数据量较少的情况。

• array支持的操作

vector

单向开口的连续线性空间，支持随机访问。

动态空间，随着新元素的加入，它的内部机制会自行扩充空间以容纳新元素。

扩充空间=配置新空间+数据移动+释放旧空间。

vector维护的是连续线性空间，其指针就是普通指针。

为了降低频繁空间配置带来的成本开销，vector实际配置的大小会比客户需求的更大一些，以备将来可能的扩充。

所谓动态增加大小，并不是在原空间之后接续新空间（因为无法保证原空间之后有可供配置的空间），而是以原空间大小的两倍另外配置一块较大空间，然后将原内容拷贝过来，然后才开始在原内容后边构造新元素，并释放原空间。

因此，对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器就都失效了。

• vector常见操作如下

栈和队列

deque

双向开口的连续线性空间，支持随机访问。

• deque支持的操作
  
  

stack

一端开口的连续线性空间，不支持随机访问。

FILO（先进后出）

将deque的头端开口关闭，就形成了一个stack。

• stack支持的操作

queue

头尾两端单向开口的连续线性空间，不支持随机访问。

FIFO（先进先出）

将deque头端的入口和尾端的出口关闭，就形成了一个queue。

• queue支持的操作

堆

heap

一种用数组表述完全二叉树的方式，分为大根堆和小根堆。

heap=vector+heap算法。

heap并非STL的容器组件，而是以算法形式呈现，作为priority_queue的幕后助手。

priority_queue

priority_queue使用vector作为其底层存储数据的容器，在vector上又使用了heap算法将vector中元素构造成堆的结构，因此priority_queue是C++ STL提供的堆容器。

priority_queue是一个queue，所以只允许在底端加入元素，并从顶端取出元素。

其元素并非依照被推入队列的顺序排列。而是自动依照元素的权值排列。默认为大根堆，即权值最高者排在最前面。

• priority_queue支持的操作：

链表

list

list是环状双向链表。

• list常见操作

forward_list

forward_list是单向链表。

• forward_list常见操作

树

二叉搜索树（BST）提供对数时间的元素插入和访问。其节点放置规则是：任何节点的值一定大于其左子树中每一节点的值，并小于其右子树中每一节点的值。故其中序遍历为递增序列。

平衡二叉搜索树要求没有任何一个节点过深，即加了平衡条件的二叉搜索树。包括AVL树和红黑树等。

• AVL树要求任何节点的左右子树高度相差最多1。

• 红黑树在二叉搜索树的基础上，添加以下规则：

  1. 节点分为红色和黑色；
  2. 根节点为黑色；
  3. 如果节点为红色，则其子节点必须为黑色；
  4. 任一节点至NULL的任何路径，所含黑色节点数必须相同。

set、map、multiset、multimap均以红黑树为底层结构。

set

set的所有元素会根据其键值自动被排序。

set的键值（key）就是实值（value），实值就是键值。

set不允许两个元素有相同的键值。

因为set的元素值关系到其排列规则，所以不能通过set的迭代器改变set的元素值，

map

map的所有元素会根据其键值自动被排序。

map的所有元素都是pair，同时拥有键值key和实值value。

map不允许两个元素有相同的键值。

可以通过map的迭代器修改map元素的实值value，但不能修改元素的键值key，因为键值key关系到map元素的排列规则。

multiset

multiset与set的唯一差别：multiset允许键值重复，而set不允许。

multimap

multimap与map的唯一差别：multimap允许键值重复，而map不允许。

哈希表

哈希表中元素的存储位置由元素的key值和Hash函数共同确定，Hash函数根据元素的key值计算出该元素应在的位置。
$$Address=Hash(key)$$
哈希碰撞问题：不同的元素被映射到相同的位置。

哈希碰撞解决方法：

• 线性探测法：Hash出的位置H不可用时，往下一一寻找H+1、H+2、…、H+i，直到找到一个可用空间为止。
• 二次探测法：Hash出的位置不可用时，往下一一寻找H+1、H+4、…、H+i*i，直到找到一个可用空间为止。
• 开链法：Hash出的每个位置都维护一个链表。SGI STL采用此法。如下图所示。

unordered_set、unordered_map、unordered_multiset、unordered_multimap均以哈希表为底层结构。

unordered_set

unordered_set与set的唯一差别：unordered_set内的元素不会被自动排序，而set会。

unordered_map

unordered_map与map的唯一差别：unordered_map内的元素不会被自动排序，而map会。

unordered_multiset

unordered_multiset与multiset的唯一差别：unordered_multiset内的元素不会被自动排序，而multiset会。

unordered_multiset与unordered_set的唯一差别：unordered_multiset允许键值重复，而unordered_set不允许。

unordered_multimap

unordered_multimap与multimap的唯一差别：unordered_multimap内的元素不会被自动排序，而multimap会。

unordered_multimap与unordered_map的唯一差别：unordered_multimap允许键值重复，而unordered_map不允许。

图

暂不了解