C++之每日知识树-07-STL容器和适配器底层实现

what:STL有哪些容器?哪些适配器?

容器:
分为顺序容器:vector、list、deque
关联式容器:map、set、multimap、multiset、hash_map、hash_set、hash_multimap、hash_multiset

适配器:
容器适配器让一种已存在的容器类型采用另一种不同的抽象类型的工作方式实现。适配器是容器的接口,它本身不能直接保存元素,它保存元素的机制是调用另一种顺序容器去实现,即可以把适配器看作“它保存一个容器,这个容器再保存所有元素”。即容器适配器是对容器的一种封装形式!!
包括:stack、queue、priority_queue

how:各容器和适配器的底层实现是什么?

容器
1、vector 底层数据结构为数组 ,支持快速随机访问
2、list 底层数据结构为双向链表,支持快速增删
3、deque 底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区,支持首尾(中间不能)快速增删,也支持随机访问

C++之每日知识树-07-STL容器和适配器底层实现
C++之每日知识树-07-STL容器和适配器底层实现
由于分段数组的大小是固定的,并且它们的首地址被连续存放在索引数组中,因此可以对其进行随机访问,但效率比vector低很多。
向两端加入新元素时,如果这一端的分段数组未满,则可以直接加入,如果这一端的分段数组已满,只需创建新的分段数组,并把该分段数组的地址加入到索引数组中即可。无论哪种情况都不需要对已有元素进行移动,因此在双端队列的两端加入新的元素都具有较高的效率。
当删除双端队列容器两端的元素时,由于不需要发生元素的移动,效率也是非常高的。
双端队列中间插入元素时,需要将插入点到某一端之间的所有元素向容器的这一端移动,因此向中间插入元素的效率较低,而且往往插入位置越靠近中间,效率越低。删除队列中元素时,情况也类似,由于被删除元素到某一端之间的所有元素都要向中间移动,删除的位置越靠近中间,效率越低。

容器名称 底层实现 是否有序 可否重复
map 红黑树 yes NO
multimap 红黑树 yes yes
hash_map hash表 NO NO
hash_multimap hash表 NO yes
set 红黑树 yes NO
multiset 红黑树 yes yes
hash_set hash表 NO NO
hash_multiset hash表 NO yes

适配器:
1、stack 底层一般用list或deque实现,封闭头部即可,不用vector的原因应该是容量大小有限制,扩容耗时
2、queue 底层一般用list或deque实现,封闭头部即可,不用vector的原因应该是容量大小有限制,扩容耗时
3、priority_queue 的底层数据结构一般为vector为底层容器,堆heap为处理规则来管理底层容器实现