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C++容器底层数据结构介绍

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内置数组：

int arr[10][10];
memset(arr,0,10*10*sizeof(int)); //初始化
int tmp[10][10];
memcpy(arr, tmp, 10 * 10 * sizeof(int));//拷贝

void *memcpy(void *destin, void *source, unsigned n); //源*目的内存覆盖问题

memcpy 函数用于 把资源内存（src所指向的内存区域） 拷贝到目标内存（dest所指向的内存区域）；拷贝多少个？有一个size变量控制拷贝的字节数；

序列容器：array、vector 、deque、 list 、 forward_list

array (数组容器) ：基于数组，长度固定的序列，有 N 个 T 类型的对象。

vector (向量容器)  ：基于数组，长度可变的序列，用来存放T类型的对象，预留分配大一些的一段连续空间，当超出时会二次分配更大的拷贝过去。

deque (双端队列容器) ：长度可变序列，用来存放T类型的对象，在序列的两端都能高效地增加或删除元素，由一段一段的定量连续空间构成，下标访问必须进行二次指针解引用，与之相比 vector 的下标访问只进行一次，只保有一个元素的 deque 必须分配其整个内部数组（例如 64 位 libstdc++ 上为对象大小 8 倍； 64 位 libc++ 上为对象大小 16 倍或 4096 字节的较大者）。

list (链表容器) ：长度可变的、由 T 类型对象组成的序列，它以双向链表的形式组织元素，在这个序列的任何地方都可以高效地增加或删除元素。访问容器中任意元素的速度要比前三种容器慢，这是因为 list 必须从第一个元素或最后一个元素开始访问，需要沿着链表移动，直到到达想要的元素。

forward list (正向链表容器) ：长度可变的、由 T 类型对象组成的序列，它以单链表的形式组织元素，是一类比链表容器快、更节省内存的容器，但是它内部的元素只能从第一个元素开始访问。

string：与vector相似的容器，但专门用于保存字符。随机访问快。在尾部插入/删除速度快。

所有序列容器的函数成员 max_size() 都会返回它能存储的元素个数的最大值。这通常是一个很大的值，一般是 2^32 -1。

C++容器底层数据结构介绍

Stack

The standard container classes vector, deque and list fulfill these requirements. By default, if no container class is specified for a particular stack class instantiation, the standard container deque is used. 

默认使用deque而不是vector作为底层容器

set、map、multimap、unordered_set、unordered_map、unordered_multimap的底层数据结构，以及几种map容器如何选择？

  • set、map、multimap基于红黑树，是非严格平衡二叉搜索树，元素有序，且插入、删除效率高但空间占用率高

  • unordered_set、unordered_map、unordered_multimap基于哈希表，元素无序，查找效率高。

  • 内存占有率的问题就转化成红黑树 VS hash表 , 还是unorder_map占用的内存要高，哈希表的建立比较耗费时间。

map > empty_map1; map1.swap(empty_map1); map1.clear(); 或 StrategyMap().swap(_stg_flows);

map.clear()只是把map清空了，但是内存没有释放，如果要释放内存不止是要clear()掉，还要和一个空的map来进行swap，将内存释放。

注意map中如果元素不是基本类型，也要进行内存释放，如指针，vector要尤其注意，否则map占的内存太大，会造成程序崩溃。

vector

C++容器底层数据结构介绍

array： 固定长度的数组,使用栈（静态内存分配），因此效率与数组相同。

  1. 使用fill方法实现了数据填充。

  2. 使用size方法取得数组的大小。

  3. 虽然at(i)方法实现带有越界检查的读写。

写入速度的比较结果：内置数组的速度最快，vector容器次之，array容器最慢???

拷贝速度：https://blog.csdn.net/qq_35976351/article/details/82940121

拷贝：/* 未开优化： array=466ms vector=7923ms memcpy=198ms */ /* -O3优化，最高速度： array=0ms vector=453ms memcpy=0ms */

迭代器iterator

在STL中，使用迭代器（内置类型 iterator）给出数据在表中的位置

  • 正向迭代器：containerType::iterator itr;

  • 常量正向迭代器（不可更改）：containerType::const_iterator itr;

  • 反向迭代器：containerType::reverse_iterator itr;

  • 常量反向迭代器：containerType::const_reverse_iterator itr;

常用的需要使用迭代器的容器方法：

  • iterator insert(iterator pos, const Object & x)：添加x到表中迭代器pos所指向的位置之前的位置。对1ist是常量时间操作，对vector则不是。返回值是一个指向插入项位置的迭代器

  • iterator erase(iterator pos)：删除迭代器所给出位置的对象。对1ist是常量时间操作，对vector不是。返回值是调用之前pos所指向元素的下一个元素的位置。这个操作使pos失效。pos不再有用，因为它所指向的容器变量已经被删除了

  • iterator erase(iterator start, iterator end)：删除所有的从位置start开始直到位置end(但是不包括end)的所有元素

到此，关于“C++容器底层数据结构介绍”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！


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