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這篇文章主要講解了c++容器list、vector、map、set有什么區別和用法,內容清晰明了,對此有興趣的小伙伴可以學習一下,相信大家閱讀完之后會有幫助。
c++容器list、vector、map、set區別
list
vector
map
set
Hash_Map
c++容器list、vector、map、set用法
vector
在內存中分配一塊連續的存儲空間進行存儲,支持不指定vector大小的存儲。即將元素置于一個動態數組中加以管理的容器。
vector對象的創建
vector<數據類型> vector容器名稱 vector<int> vecInt; //一個存放int的vector容器。 vector<float> vecFloat; //一個存放float的vector容器。 vector<string> vecString; //一個存放string的vector容器。
vector常用操作
vector.size(); //返回容器中元素的個數 vector.empty(); //判斷容器是否為空 vector.resize(num); //重新指定容器的長度為num vector.push_back(1); //在容器尾部加入一個元素 vector.pop_back(); //移除容器中最后一個元素 vector.clear(); //移除容器的所有數據 vector.erase(beg,end); //刪除[beg,end)區間的數據,返回下一個數據的位置。 vector.erase(pos); //刪除pos位置的數據,返回下一個數據的位置。 vector.insert(pos,elem); //在pos位置插入一個elem元素的拷貝,返回新數據的位置。 vector.insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n個elem數據,無返回值。 vector.insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)區間的數據,無返回值 vector<int>::iterator iter = find(vector.begin(),vector.end(),3);//查找元素3是否存在vector中。若存在返回元素,否則返回vector.end()。find()函數加上頭文件**#include<algorithm>**
vector的正向遍歷和反向遍歷
//正向遍歷 for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it) { int iItem = *it; cout << iItem; //或直接使用 cout << *it; } //反向遍歷 for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit) //注意,小括號內仍是++rit { int iItem = *rit; cout << iItem; //或直接使用cout << *rit; } //直接用vector[i]的方式訪問第i個元素 for(int i = 0;i<5;i++) { cout << vector[i] << " " ; } //for_each進行遍歷 for_each(vector.begin(),vector.end(),print);
支持隨機訪問,即支持[]運算符和vector.at()
vector.at(idx); //返回索引idx所指的數據,如果idx越界,拋出out_of_range異常。 vector[idx]; //返回索引idx所指的數據,越界時,運行直接報錯
只能從尾部進行插入和刪除,不能從頭部進行插入和刪除。中間進行插入和刪除操作需要把插入位置后媽的元素后移或前移,效率低。
vector的內存管理與效率
當元素需要插入且容器的容量不足時會發生重新分配。
問題這會導致vector的原始內存分配和回收、對象的拷貝和析構和迭代器、指針和引用的失效。
問題產生的原因:vector容器分配的是一塊連續的內存空間,每次容器的增長,并不是在原有連續的內存空間后再進行簡單的疊加,而是重新申請一塊更大的新內存(一般是當前大小的1.5~2倍的新內存區),并把現有容器中的元素逐個復制過去,同時銷毀舊的內存。
問題解決方法
提前使用reserve()函數設定容器大小,在vector操作的末尾添加vector<int>().swap(v)來修正過剩的空間或內存。
list
list是一個雙向鏈表容器,可高效地進行插入刪除操作
list.push_back(elem); //在容器尾部加入一個元素 list.pop_back(); //刪除容器中最后一個元素 list.push_front(elem); //在容器開頭插入一個元素 list.pop_front(); //從容器開頭移除第一個元素
list常用操作
list的大小size()之類的和插入刪除操作以及遍歷操作同vector
list.front(); //返回第一個元素。 list.back(); //返回最后一個元素。 list.begin(); //返回容器中第一個元素的迭代器。 list.end(); //返回容器中最后一個元素之后的迭代器。 list.reverse(); //反轉鏈表,
不支持內部的隨機訪問,即不支持[]操作符和vector.at()
deque
deque在功能上合并vector和list
stack
stack堆棧容器,是一種“先進后出”的容器
stack.push(elem); //往棧頭添加元素 stack.pop(); //從棧頭移除第一個元素 stack.top(); //返回最后一個壓入棧元素,即返回棧頂元素
queue
queue隊列容器,是一種“先進先出”的容器
stack.push(elem); //往隊尾添加元素 stack.pop(); //從隊頭移除第一個元素
其他操作同deque容器。
priority_queue
priority_queue<int, deque<int>> pq; priority_queue<int, vector<int>> pq;
最大值優先級隊列、最小值優先級隊列
priority_queue<int> p1; //默認是 最大值優先級隊列 大頂堆,隊頭元素最大 //priority_queue<int, vector<int>, less<int> > p1; //相當于這樣寫 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> p2; //最小值優先級隊列
set和multiset容器
這兩個容器屬于關聯式容器(元素的值與某個特定的鍵相關聯),對應同一個頭文件#include<set>
原因set容器本質是二叉樹,不需要做內存拷貝和移動。set容器內所有元素都是以節點的方式來存儲,其節點的結構和鏈表類似,如圖所示。在插入時只需把節點的指針指向新的節點即可,刪除類似把指向刪除節點的指針指向其他節點即可。
set容器中每次insert后,以前保存的iterator不會失效。因為iterator相當于指向節點的指針,內存不變,指向內存的指針就不會變。
set不支持內部的隨機訪問,即不支持[]操作符和vector.at()。但是set中查找使用二分查找,即使數據元素增多,插入和搜索的速度也不會變即log2。
multiset與set的區別:set支持唯一鍵值,每個元素值只能出現一次;而multiset中同一值可以出現多次。
不可以直接修改set或multiset容器中的元素值,因為該類容器是自動排序的。如果希望修改一個元素值,必須先刪除原有的元素,再插入新的元素。
基本操作
set<int,less<int> > setIntA; //該容器是按升序方式排列元素。 set<int,greater<int>> setIntB; //該容器是按降序方式排列元素。 set<int> 相當于 set<int,less<int>>。
pair的使用
pair譯為對組,可以將兩個值視為一個單元。
pair<T1,T2>存放的兩個值的類型,可以不一樣,如T1為int,T2為float。T1,T2也可以是自定義類型。
以下操作返回一個pair
set.find(elem); //查找elem元素,返回指向elem元素的迭代器。 set.count(elem); //返回容器中值為elem的元素個數。對set來說,要么是0,要么是1。對multiset來說,值可能大于1。 set.lower_bound(elem); //返回第一個>=elem元素的迭代器。 set.upper_bound(elem); // 返回第一個>elem元素的迭代器。 set.equal_range(elem); //返回容器中與elem相等的上下限的兩個迭代器。上限是閉區間,下限是開區間,如[beg,end)。
map和multimap容器
這兩個容器屬于關聯式容器,對應同一個頭文件#include<map>,查找的時間復雜度為logn
基本操作
插入元素四種方式,前三種返回值為pair<iterator,bool>。其他操作同set容器。
一、通過pair的方式插入對象 mapStu.insert( pair<int,string>(3,"小張") ); 二、通過pair的方式插入對象 mapStu.inset(make_pair(-1, “校長-1”)); 三、通過value_type的方式插入對象 mapStu.insert( map<int,string>::value_type(1,"小李") ); 四、通過數組的方式插入值 mapStu[3] = “小劉"; map.begin(); //返回容器中第一個數據的迭代器。 map.end(); //返回容器中最后一個數據之后的迭代器。
迭代器遍歷
//前向遍歷和反向遍歷同上 for (map<int,string>::iterator it=mapA.begin(); it!=mapA.end(); ++it) { cout <<it->first << " " << it->second << endl; } //數組方式遍歷 for(int i = 1;i<=mapStu.size();++i) { cout << i << " " << mapStu[i] << endl; }
map的排序
map<T1,T2,less<T1> > mapA; //該容器是按鍵的升序方式排列元素。未指定函數對象,默認采用less<T1>函數對象。 map<T1,T2,greater<T1>> mapB; //該容器是按鍵的降序方式排列元素。
總結
deque的使用場景:比如排隊購票系統,對排隊者的存儲可以采用deque,支持頭端的快速移除,尾端的快速添加。如果采用vector,則頭端移除時,會移動大量的數據,速度慢。
vector與deque的比較:
vector.at()比deque.at()效率高,比如vector.at(0)是固定的,deque的開始位置卻是不固定的。
如果有大量釋放操作的話,vector花的時間更少,這跟二者的內部實現有關。
deque支持頭部的快速插入與快速移除,這是deque的優點。
list的使用場景:比如公交車乘客的存儲,隨時可能有乘客下車,支持頻繁的不確實位置元素的移除插入。
set的使用場景:比如對手機游戲的個人得分記錄的存儲,存儲要求從高分到低分的順序排列。
map的使用場景:比如按ID號存儲十萬個用戶,想要快速要通過ID查找對應的用戶。二叉樹的查找效率,這時就體現出來了。如果是vector容器,最壞的情況下可能要遍歷完整個容器才能找到該用戶。
看完上述內容,是不是對c++容器list、vector、map、set有什么區別和用法有進一步的了解,如果還想學習更多內容,歡迎關注億速云行業資訊頻道。
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