课程总目录
文章目录
- 一、vector容器
- 二、deque和list容器
- 三、vector、deque、list横向对比
- 四、详解容器是配置stack、queue、priority_queue
- 五、无序关联容器
- 六、有序关联容器
- 七、迭代器
- 八、函数对象
- 九、泛型算法和绑定器
一、vector容器
底层数据结构是动态开辟的数组,每次以原来空间大小的2倍进行扩容
使用前需要包含头文件:#include <vector>
容器中对象的构造析构,内存的开辟释放,是通过空间配置器allocator
实现:allocate(内存开辟)、deallocate(内存释放)、construct(对象构造)、destroy(对象析构)
使用方法:
vector<int> vec;
增加:
vec.push_back(20);
,在容器末尾增加一个元素,时间复杂度O(1),有可能会导致容器扩容vec.insert(it, 20);
,在迭代器it
指向的位置增加一个元素,时间复杂度O(n),有可能会导致容器扩容
删除:
vec.pop_back();
,在容器末尾删除一个元素,时间复杂度O(1)vec.erase(it);
,删除迭代器it
指向的元素,时间复杂度O(n)
查询:
- 提供了
operator[]
重载函数,数组下标的随机访问,例如vec[5]
,时间复杂度O(1) iterator
,迭代器进行遍历,一定要考虑迭代器失效问题find
,for_each
等泛型算法- C++11提供的语法糖
foreach
,其实就是通过迭代器来实现的
注意:对容器进行连续插入或者删除操作(insert/erase),一定要更新迭代器,否则第一次insert或者erase之后,迭代器就失效了,失效问题详见这里
常用方法:
size();
,返回容器底层有效元素的个数empty();
,判断容器是否为空reserve();
,为vector
预留空间,只给容器底层开辟指定大小空间并不添加新的元素resize();
,扩容,不仅给容器底层开辟指定大小空间,还会添加新的元素swap();
,两个容器进行元素交换
代码示例:元素遍历
vector<int> vec;
for (int i = 0; i < 20; ++i)
vec.push_back(i);
int size = vec.size();
for (int i = 0; i < size; ++i)
cout << vec[i] << " ";
cout << endl;
auto it1 = vec.begin();
for (; it1 != vec.end(); ++it1)
cout << *it1 << " ";
cout << endl;
运行结果:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
代码示例:删除所有偶数
vector<int> vec;
for (int i = 0; i < 20; ++i)
vec.push_back(i);
auto it = vec.begin();
while (it != vec.end())
{
if (*it % 2 == 0)
it = vec.erase(it);
else
++it;
}
int size = vec.size();
for (int i = 0; i < size; ++i)
cout << vec[i] << " ";
cout << endl;
运行结果:
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
代码示例:所有奇数前面加一个比其小1的数
vector<int> vec;
for (int i = 0; i < 20; ++i)
vec.push_back(i);
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
{
if (*it % 2 == 1)
{
it = vec.insert(it, *it - 1);
++it;
}
}
int size = vec.size();
for (int i = 0; i < size; ++i)
cout << vec[i] << " ";
cout << endl;
运行结果:
0 0 1 2 2 3 4 4 5 6 6 7 8 8 9 10 10 11 12 12 13 14 14 15 16 16 17 18 18 19
代码示例:reserve预留空间
reserve
只是预留空间,只给容器底层开辟指定大小空间并不添加新的元素
默认定义的vector
底层开辟空间为0,第一次push_back
插入从0变更为1,再变为2,4,8,16,32…,一直进行二倍扩容,扩容频繁,效率太低,假如开始知道问题的数据量大小,即可使用reserve
预留空间
vector<int> vec;
vec.reserve(20);
cout << vec.empty() << endl;
cout << vec.size() << endl;
for (int i = 0; i < 20; ++i)
vec.push_back(i);
cout << vec.empty() << endl;
cout << vec.size() << endl;
运行结果:
1
0
0
20
代码示例:resize扩容
resize
扩容,不仅给容器底层开辟指定大小空间,还会添加新的元素,没有指定添加的元素值则为0
vector<int> vec;
vec.resize(10);
cout << vec.empty() << endl;
cout << vec.size() << endl;
for (int i = 0; i < 20; ++i)
vec.push_back(i);
cout << vec.empty() << endl;
cout << vec.size() << endl;
int size = vec.size();
for (int i = 0; i < size; ++i)
cout << vec[i] << " ";
cout << endl;
运行结果:
0
10
0
30
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
若改为vec.resize(10,3);
,则运行结果为:
0
10
0
30
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
二、deque和list容器
deque:使用前需要包含头文件:#include <deque>
双端队列容器,底层数据结构为动态开辟的二维数组。 一维数组从2开始,以2倍的方式进行扩容,每次扩容后,原来第二维的数组,从新的第一维数组的下标oldsize/2
开始存放(也就是扩容之后的中间),前后都预留相同的空行,方便支持双端的元素添加
随着元素增加:
如果继续增加呢?会对第一维扩容
使用方法:
deque<int> deq;
增加:
deq.push_back(20);
,从末尾添加元素,时间复杂度O(1),可能引起扩容deq.push_front(20);
,从首部添加元素,时间复杂度O(1),可能引起扩容。vector
中没有该方法,需要使用vec.insert(vec.begin(), 20)
,O(n)deq.insert(it, 20);
,迭代器it
指向的位置添加元素,时间复杂度O(n)
删除:
deq.pop_back();
,从末尾删除元素,时间复杂度O(1)deq.pop_front();
,从首部删除,时间复杂度O(1)deq.erase(it);
,迭代器it
指向的位置进行元素删除,时间复杂度O(n)
查询:
iterator
,迭代器进行遍历,一定要考虑迭代器失效问题(连续的insert
或erase
)
常用方法:
size();
,返回容器底层有效元素的个数empty();
,判断容器是否为空resize();
,扩容,不仅给容器底层开辟指定大小空间,还会添加新的元素swap();
,两个容器进行元素交换
list:使用前需要包含头文件:#include <list>
底层数据结构为双向循环链表,结点中包括data、pre、next
与vector
和deque
不同,list
允许高效地在任何位置插入和删除元素,但不支持随机访问
使用方法:
list<int> MyList;
增加:
MyList.push_back(20);
,从末尾添加元素,时间复杂度O(1),可能引起扩容MyList.push_front(20);
,从首部添加元素,时间复杂度O(1),可能引起扩容MyList.insert(it, 20);
,迭代器it
指向的位置添加元素,时间复杂度O(1)
删除:
MyList.pop_back();
,从末尾删除元素,时间复杂度O(1)MyList.pop_front();
,从首部删除,时间复杂度O(1)MyList.erase(it);
,迭代器it
指向的位置进行元素删除,时间复杂度O(1)
查询:
iterator
,迭代器进行遍历,一定要考虑迭代器失效问题(连续的insert
或erase
)
常用方法:
size();
,返回容器底层有效元素的个数empty();
,判断容器是否为空resize();
,扩容,不仅给容器底层开辟指定大小空间,还会添加新的元素swap();
,两个容器进行元素交换