一、C++ 标准库中的序列容器模板

每种容器的实现方法的难易不同，特性不同，适用的应用场景不同

• array ：元素个数固定的序列容器（不支持对象的增添删除）
• vector ：元素连续存储的序列容器（每一个数据的地址完全连续，在一个连续的空间内存储）
• forward_list / list ：基于链表 / 双向链表的容器（每一个数据都不连续，通过内部指针连接在一起）
• deque ：vector 与list 的折衷（有多段，每一段之间通过指针联系在一起，段内是一段连续的内存空间）
• basic_string ：提供了对字符串专门的支持

上述容器都是模板，都需要使用元素类型来实例化容器模板，从而构造可以保存具体类型的容器。
不同的容器所提供的接口大致相同，但根据容器性质的差异，其内部实现与复杂度不同。
对于复杂度过高的操作，提供相对较难使用的接口或者不提供相应的接口

二、array 容器模板

具有固定长度的容器，其内部维护了一个内建数组，与内建数组相比提供了复制操作

 std::array<int,3> x={};
 std::array<int,3> y=x;//支持数组复制操作

由于array是固定长度容器，不支持后期删除或者增添元素，所以必须要在定义的时候就给出长度参数。

提供的接口：

• 构造
  缺省初始化：可能会导致数组中的值是乱的。一般不建议这样做。

 std::array<int,3> x;

赋值初始化：

 std::array<int,3> x={3};

• 元素访问：[]，at，front，back，data

   std::array<int, 3> x = {1,2,3};
   std::cout << x[2] << std::endl; //3
   std::cout << x.at(2) << std::endl; //3
   std::cout << x.front() << std::endl; //打印首个元素 1
   std::cout << x.back() << std::endl; //打印最后一个元素 3
   std::cout << x.data()<< std::endl; //.data操作返回的是 T*，也就是该数组的首地址。这个和智能指针的get()用法是一个意思。由于智能指针以及array数组都不是普通的数据类型，而是一个模板类，所以其本身不是一个指针，需要用特定的命令获取纯的数据类型指针，就要用到这样的命令。

关于上面程序代码最后一行提到的data命令：array，vector这些都有，基本上如果是连续保存的数据类型就会有，而分散保存的，比如list就不会有。

• 容量相关（平凡实现）：empty，size

 std::array<int, 3> x = {1,2,3};
 std::cout << x.empty() << std::endl; //输出0,因为不是empty
 std::cout << x.size() << std::endl;  //3
 std::array<int, 0> y ;
 std::cout << y.empty() << std::endl; //输出1,因为是empty
 

• 填充与交换：fill，swap

 std::array<int, 3> x ;
 x.fill(100); //把x中所有元素全部赋值为100

 std::array<int, 3> x={1,2,3} ;
 std::array<int, 3> y={4,5,6} ;
 x.swap(y); //把x与y中的元素交换，此时x={4,5,6},y={1,2,3}.

• 比较操作：<=>
  比较数组内元素的每一个值的大小。
• 迭代器

三、vector元素模板

vector 容器模板：元素可变

提供的接口：与array 很类似，但有其特殊性

• 容量相关接口：capacity / reserve / shrink_to_fit

reserve的用法： 像下面这样给一个vector赋值，是没有问题的，但是系统性能太慢。原因是vector是动态分配内存，这样会经常出现已经给vector分配的内存满了，然后需要分配新的更大的内存，再拷贝过去，在新的内存上增添数据这样的情况。

 std::vector<int> x;
 for (int i = 0; i < 1024; ++i)
{
    x.push_back(i);
}

所以引入reserve用法：
使用reserve 的情况仅限于已知要给vector存入多少数据的情况。
在这种情况下，在给vector赋值对象数据之前，先调用x.reserve(1024);，此处的1024就是你想给vector存多少数据的那个值，他就会自动先分配1024个数据大小的内存空间，则后面赋值的时候就不会出现内存不够，分配新内存，再拷贝的情况，大大节省了系统性能，也提高了运行速度。

std::vector<int> x;
x.reserve(1024);
for (int i = 0; i < 1024; ++i)
{
    x.push_back(i);
}

shrink_to_fit用法：
还是由于vector是动态分配内存，且前文提到过，系统的机制是存一个数他会开辟两个数据大小的内存空间。所以常会出现已经存完数据了，但是系统给vector分配的内存空间还没有用完，就像前文的图所示。这时用到shrink_to_fit用法，传入的参数是该vector的实际大小，使得系统在其他地方重新开辟一块这个大小的内存空间，把数据拷贝过去，把原来的内存空间释放掉。该命令是为了节省内存空间。

• 附加元素接口：push_back / emplace_back
  emplace_back在某些情况下会比push_back效率更高，性能更好（具体是在string类型的vector时可能更好）
• 元素插入接口：insert / emplace
• 元素删除接口：pop_back（弹出最后一个） / erase（弹出某一个） / clear （清楚全部）

注意：

• vector 不提供push_front / pop_front ，可以使用insert / erase 模拟，但效率不高
• 与array相比，vector的swap 效率较高
• 写操作可能会导致迭代器失效