|
序列式容器，即以线性排列（类似普通数组的存储方式）来存储某一指定类型（例如 int、double 等）的数据，需要特殊说明的是，该类容器并不会自动对存储的元素按照值的大小进行排序。序列式容器有array, vector, deque, list, forward_list。
-
array，静态数组容器，此类容器一旦建立，其长度就固定不变，即不能增加或删除元素，而只能改变某个元素的值；可直接访问某一元素 -
vector，向量容器，是一个长度可变的容器，即存储空间不足时会自动申请更多内存，在尾部增加或删除元素的效率最高（时间复杂度为 O(1) 常数阶），在其它位置插入或删除元素效率较差（时间复杂度为 O(n) 线性阶，其中 n 为容器中元素的个数）；可直接访问某一元素 -
deque，双端队列容器，与vector相似，区别在于使用该容器不仅尾部插入和删除高效，在头部插入和删除元素也同样高效，时间复杂度都是 O(1) 常数阶，但是在容器中某一位置处插入或删除元素，时间复杂度为 O(n) 线性阶；可直接访问某一元素 -
list，双向链表容器，是一个长度可变的以双向链表的形式组织元素的容器，在这个序列的任何地方都可以高效地增加或删除元素（时间复杂度都为常数阶 O(1)），但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，单向链表容器，和list容器相似，只不过它以单链表的形式组织元素，它内部的元素只能从第一个元素开始访问，是一类比链表容器快、更节省内存的容器
序列式容器 array
array 容器是在 C++ 普通数组的基础上，添加了一些成员函数和全局函数。在使用上，它比普通数组更安全，且效率并没有因此变差。array 容器的大小是固定的，无法动态的扩展或收缩，这也就意味着，在使用该容器的过程无法借由增加或移除元素而改变其大小，它只允许访问或者替换存储的元素。
array 容器以类模板的形式定义在 <array> 头文件，并位于命名空间 std 中。
#include <array>
using namespace std;
//构造
array<int, 9> a;//定义具有9个int型元素的array容器
array<int, 9> a{};//定义具有9个int型元素的array容器并初始化
array<int, 8> a{1,2,3};//定义具有9个int型元素的array容器，并指定前三个元素，其余元素初始化为0
array<int, 8> a = {1,2,3};//同上
array<int, 9> a1(a);//复制构造
array<int, 9> a1 = a;//同上
array <array<int, 9>, 9> aa{};//定义二维数组并初始化各元素为0
//迭代器
a.begin(); //返回迭代器, 指向第一元素
a.end(); //返回迭代器, 指向最末元素的下一个位置
a.cbegin(); //返回迭代器, 指向第一元素, 类型为const
a.cend();//返回迭代器, 指向最末元素的下一个位置,类型为const
a.rbegin(); //返回反向迭代器, 指向反向迭代的第一元素
a.rend(); //返回反向迭代器, 指向反向迭代的最末元素的下一个位置
a.crbegin(); //返回反向迭代器, 指向反向迭代的第一元素, 类型为const
a.crend(); //返回反向迭代器, 指向反向迭代的最末元素的下一个位置, 类型为const
//批量赋值
a.assign(3);//将容器的每个元素都赋值成 3
a.fill(4);//将容器的每个元素都赋值成 4
//交换
a.swap(a1);//交换两个容器的内容
//例:a={1,2,3,4}, a1={5,6,7}
//运行之后, a={5,6,7}, a1={1,2,3,4}
//访问
a[1];//返回下标为 id 的元素, 不检查是否越界
a.at(1);//返回下标为 id 的元素, 如果越界抛出异常
a.front();//返回首位元素
a.back();//返回末位元素
//容量
a.empty();//容器为空返回true, 否则返回 false；即size=0时为true
a.size();//返回容器内目前的元素个数, array定义之后不变
a.max_size();//返回元素个数 size 的最大值；返回的值和a.size()相同.
//注: 由于array 是静态数组, 因此这里的 size 和 max_size 相同
//遍历
array<array<int, 4>, 5> a{};//假定a是二维数组，且维度为[5,4]
for(auto & it1 : a)// it1是array<int, 4>类型的引用
{
for(int & it2 : it1)//it2是int类型的引用
{
cout << it2 << " ";
}
cout << endl;
}
序列式容器 vector
vector 容器是 STL中最常用的容器之一，它和 array 容器非常类似，都可以看做是对 C++普通数组的“升级版”。不同之处在于，array 实现的是静态数组（容量固定的数组），而 vector 实现的是一个动态数组，即可以进行元素的插入和删除，在此过程中，vector 会动态调整所占用的内存空间，整个过程无需人工干预。
vector 常被称为向量容器，因为该容器擅长在尾部插入或删除元素，在常量时间内就可以完成，时间复杂度为O(1)；而对于在容器头部或者中部插入或删除元素，则花费时间要长一些（移动元素需要耗费时间），时间复杂度为线性阶O(n)。
vector的size和capacity，size是当前vector容器真实占用的大小（即容器内存储着多少数据），capacity是预分配的内存空间大小；分别对应resize()和reserve()方法，前者改变容器真实占用大小，后者改变预分配的内存空间大小。
#include<vector>
using namespace std;
//一些初始化方式
vector<int> a;//定义空的vector容器a
vector<int> a(10);//定义包含10个元素的容器a并默认初始化各个元素为0
vector<int> a(10, 1);//定义包含10个元素的容器a并初始化各个元素为1
vector<int> a{1,2,3,4};//定义容器a并初始化它
vector<int> a = {1,2,3,4};//同上
vector<int> a(b);//从同容器中复制构造
vector<int> a(b.begin(), b.begin()+3);//从其他容器中构造
int b[7] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
vector<int> a(b, b+7);//从数组中构造
vector<vector<int>> v(4, vector<int>(5));//静态构造二维数组，维度为[4,5]
//迭代器
vec.begin();//得到vector头的指针
vec.end();//得到vector的最后一个单元+1的指针
vec.rbegin();//将vector反转后的开始指针返回(其实就是原来的end-1)
vec.rend();//将vector反转构的结束指针返回(其实就是原来的begin-1)
vec.cbegin();
vec.cend();
vec.crbegin();
vec.crend();
//容量
vec.size();//当前使用数据的大小
vec.max_size();//得到vector最大可以是多大/ 区别于vec.size()
vec.capacity();//当前vector分配的大小
vec.empty();//判断vector是否为空，空时返回true，即size为0时返回true
vec.resize();//改变当前使用数据的大小，如果它比当前使用的大,则填充默认值
vec.reserve();//改变当前vector所分配空间的大小
vec.shrink_to_fit();//将内存减少到等于当前元素实际使用的大小
//访问
vec[1];//得到1号位置的数据
vec.at(1);//得到1号位置的数据
vec.front();//返回首位元素的引用
vec.back();//返回末位元素的引用
vec.data();//返回指向容器中第一个元素的指针
//修改
vec.assign(n, ele);//将vec赋值为n个ele元素
vec.assign(first, last);//将vec赋值为[first,last)之间的元素
vec.push_back();//在最后位置添加一个数据
vec.insert(it, ele);//在迭代器it指定的位置之前插入元素ele
vec.insert(it, n, ele);//在迭代器it指定的位置之前插入n个元素ele
vec.insert(it, first, last);//在迭代器it指定的位置之前，插入其他容器（不仅限于vector）中位于 [first,last) 区域的所有元素
vec.insert(it, {12, 34});//在迭代器 pos 指定的位置之前，插入初始化列表（用大括号{}括起来的多个元素，中间有逗号隔开）中所有的元素
vec.emplace(it, ele);//在迭代器it指定的位置之前插入元素ele
vec.emplace_back();//在末尾生成一个元素
vec.pop_back();//去掉最后一个数据
vec.erase(it);//删除迭代器it指向的元素
vec.erase(beg, end);//删除 vector 容器中位于迭代器 [beg,end)指定区域内的所有元素
vec.clear();//删除 vector 容器中所有的元素
vec.swap(vec1);//来自于algorithm的函数，与另一个vector容器vec1交换数据
remove(vec.begin(), vec.end(), ele);//来自于algorithm的函数，可删除容器中所有和指定元素值相等的元素，注意删除后容器大小不变，容量也不变
序列式容器 deque
deque是一个double-ended queue，又称双端队列容器。deque在序列尾部和头部添加和删除元素的时间复杂度是O(1)（vector容器只擅长在序列尾部添加和删除元素），在中间添加和删除元素的时间复杂度要更高。deque也是一个动态容器，可以根据需要修改自身容量和大小。与vector容器不同，deque 容器中存储元素并不能保证所有元素都存储到连续的内存空间中。
#include <queue>
using namespace std;
deque<int> d;//创建一个空deque
deque<int> d(nSize);//创建一个deque,元素个数为nSize,且各个元素初始化为默认值
deque<int> d(nSize, t);//创建一个deque,元素个数为nSize,且值均为t
deque<int> d{1,2,3,4,5};//创建并初始化一个deque
deque<int> d = {1,2,3,4,5};//同上
//也可从数组中构造，从其他容器中构造，或者复制构造
用法参考 vector 容器,
和 vector 相比，额外增加了实现在容器头部添加和删除元素的成员函数，同时删除了 capacity()、reserve() 和 data() 成员函数。
//迭代器
//容量
d.size();
d.max_size();
d.resize(n);//将deque的长度改为n，超出的元素将被删除
d.empty();//deque为空返回true，否则返回false
d.shrink_to_fit();//将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小
//访问
d.at(1);
d[1];
d.front();//获取deque头部元素的引用
d.back();//获取deque最后一个元素的引用
//修改
d.assign();
d.push_back();
d.push_front();
d.emplace_back();
d.emplace_front();
d.insert();
d.emplace();
d.pop_back();
d.pop_front();
d.erase();
d.clear();
序列式容器 list
STL list 容器，又称双向链表容器，即该容器的底层是以双向链表的形式实现的。这意味着，list 容器中的元素可以分散存储在内存空间里，而不是必须存储在一整块连续的内存空间中。
list 容器中各个元素的前后顺序是靠指针来维系的，每个元素都配备了 2 个指针，分别指向它的前一个元素和后一个元素。其中第一个元素的前向指针总为 null，因为它前面没有元素；同样，尾部元素的后向指针也总为 null。
基于这样的存储结构，list 容器具有一些其它容器（array、vector 和 deque）所不具备的优势，即它可以在序列已知的任何位置快速插入或删除元素（时间复杂度为O(1)）。并且在 list 容器中移动元素，也比其它容器的效率高。使用 list 容器的缺点是，它不能像 array 和 vector 那样，通过位置直接访问元素。
list 容器在<list>头文件中，并位于 std 命名空间中。
#include <list>
using namespace std;
list<int> l;//声明一个空列表；
list<int> l(n);//声明一个有n个元素的列表，每个元素都是由其默认构造函数T()构造出来的
list<int> l(n,val);//声明一个由n个元素的列表，每个元素的值都是val得来的
list<int> l{1,2,3};//声明并初始化一个列表
//也可以从数组中构造，从其他容器中构造，或者复制构造
序列式容器 forward_list
forward_list 是 C++ 11 新添加的一类容器，其底层实现和 list 容器一样，采用的也是链表结构，只不过 forward_list 使用的是单链表，而 list 使用的是双向链表。
forward_list 容器具有和 list 容器相同的特性，即擅长在序列的任何位置进行插入元素或删除元素的操作，但对于访问存储的元素，没有其它容器（如 array、vector）的效率高。另外，由于单链表没有双向链表那样灵活，因此相比 list 容器，forward_list 容器的功能受到了很多限制。比如，由于单链表只能从前向后遍历，而不支持反向遍历，因此 forward_list 容器只提供前向迭代器，而不是双向迭代器。这意味着，forward_list 容器不具有 rbegin()、rend() 之类的成员函数。
forward_list 容器底层使用单链表，存储相同个数的同类型元素，单链表耗用的内存空间更少，空间利用率更高，并且对于实现某些操作单链表的执行效率也更高。
forward_list 容器包含在<forward_list>头文件中，并定义在 std 命名空间中。
#include <forward_list>
using namespace std;
forward_list<int> fl;//创建一个没有任何元素的空 forward_list 容器
forward_list<int> fl(n);//创建一个包含 n 个元素的 forward_list 容器，并且各个元素被默认初始化
forward_list<int> fl(n, value);//创建一个包含 n 个元素的 forward_list 容器，并为每个元素指定初始值
forward_list<int> fl{1,2,3};//创建并初始化
forward_list<int> fl = {1,2,3};//同上
//从数组中构造，从其他容器中构造，或者复制构造
|