了解STL容器：綜合指南

本文解決了有關(guān)c中的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）容器的常見(jiàn)問(wèn)題。我們將探索不同的容器類型，選擇標(biāo)準(zhǔn)，性能權(quán)衡以及典型的用例。

STL中有哪些不同類型的容器（向量，列表，地圖，集合等）以及我什么時(shí)候應(yīng)該使用它們？

STL提供各種容器類型，每種都為特定的用例設(shè)計(jì)。最常見(jiàn)的是：

• std::vector ：一個(gè)提供連續(xù)內(nèi)存分配的動(dòng)態(tài)數(shù)組。使用其索引（隨機(jī)訪問(wèn)）訪問(wèn)元素。末尾的插入和刪除是有效的（攤銷的恒定時(shí)間），但是中間的操作是緩慢（線性時(shí)間），因?yàn)樗鼈冃枰獙⒑罄m(xù)元素轉(zhuǎn)移。使用std::vector ：

  • 您需要隨機(jī)訪問(wèn)元素。
  • 您經(jīng)常在末尾添加或刪除元素。
  • 記憶區(qū)域?qū)τ谛阅芎苤匾?/li>
  • 您會(huì)事先知道大約大小的大?。ㄒ员苊忸l繁進(jìn)行重新移位）。

• std::list ：雙關(guān)聯(lián)列表，每個(gè)元素都將指針存儲(chǔ)給其前身和繼任者。列表中任何地方的插入和刪除都是有效的（恒定時(shí)間），但是隨機(jī)訪問(wèn)很慢（線性時(shí)間）。使用std::list時(shí)：

  • 您經(jīng)常在序列的中間插入或刪除元素。
  • 不需要隨機(jī)訪問(wèn)。
  • 記憶區(qū)域不太關(guān)鍵。

• std::map ：一個(gè)存儲(chǔ)鍵值對(duì)的關(guān)聯(lián)容器，由鍵排序。它使用類似樹(shù)狀的結(jié)構(gòu)（通常是紅黑樹(shù)）提供有效的基于密鑰的查找（對(duì)數(shù)時(shí)間）。使用std::map時(shí)：

  • 您需要存儲(chǔ)與唯一鍵關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
  • 有效的基于密鑰的查找至關(guān)重要。
  • 您需要按密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。

• std::set ：類似于std::map ，但它僅存儲(chǔ)沒(méi)有關(guān)聯(lián)值的唯一鍵。它還提供有效的基于密鑰的查找（對(duì)數(shù)時(shí)間）。使用std::set時(shí)：

  • 您需要存儲(chǔ)獨(dú)特元素的集合。
  • 需要有效的會(huì)員測(cè)試。
  • 您需要對(duì)元素進(jìn)行分類。

• std::unordered_map和std::unordered_set ：這些是基于哈希桌的容器，為插入，刪除和查找提供平均恒定時(shí)間復(fù)雜性。但是，最壞情況的復(fù)雜性可以是線性的。使用這些何時(shí)以下內(nèi)容：

  • 您需要非常快速的平均案例查找，插入和刪除。
  • 要素的順序并不重要。
  • 您愿意接受最差的線性時(shí)間復(fù)雜性的可能性（盡管這很少有良好的哈希功能）。

如何為特定任務(wù)選擇最有效的STL容器？

選擇正確的容器在很大程度上取決于任務(wù)的特定要求?？紤]以下因素：

• 操作頻率：您多久插入，刪除，訪問(wèn)，搜索元素？
• 訪問(wèn)模式：您是否主要是通過(guò)索引隨機(jī)訪問(wèn)元素，還是迭代？您需要按密鑰搜索嗎？
• 內(nèi)存用法：容器將消耗多少內(nèi)存？如果預(yù)先知道大小，則向量可以提高內(nèi)存效率。
• 元素順序：元素順序重要嗎？如果是這樣， std::map ， std::set或std::vector可能是合適的。如果不是， std::unordered_map或std::unordered_set可能更快。

不同的STL容器類型之間的性能權(quán)衡是什么？

關(guān)鍵性能權(quán)衡是：

• 隨機(jī)訪問(wèn)與順序訪問(wèn)： std::vector提供快速的隨機(jī)訪問(wèn)（O（1）），而std::list不（o（o（n）））。
• 插入/刪除時(shí)間：在std::vector的中間插入和刪除速度很慢（o（n）），而在std::list （o（o（1））中，它很快。
• 搜索時(shí)間： std::map和std::set提供對(duì)數(shù)搜索時(shí)間（O（log n）），而std::unordered_map和std::unordered_set提供平均恒定時(shí)間搜索（O（1））。 std::vector and std::list需要線性搜索（o（n）），除非您有一個(gè)分類的std::vector 。

每種STL容器類型（向量，列表，地圖，設(shè)置）的常見(jiàn)用例是什么？

• std::vector ：存儲(chǔ)一系列元素，代表動(dòng)態(tài)數(shù)組，實(shí)現(xiàn)堆棧或隊(duì)列（如果僅使用末端），存儲(chǔ)游戲板數(shù)據(jù)。
• std::list ：實(shí)現(xiàn)隊(duì)列或雙端隊(duì)列，維護(hù)動(dòng)作歷史記錄，代表播放列表。
• std::map ：存儲(chǔ)字典或符號(hào)表，代表圖形的鄰接列表，管理游戲字符屬性。
• std::set ：存儲(chǔ)一組唯一標(biāo)識(shí)符，實(shí)現(xiàn)唯一的項(xiàng)目集合，檢查是否存在元素。
• std::unordered_map和std::unordered_set ：在哈希表中實(shí)現(xiàn)快速查找，緩存經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，代表訂單不重要時(shí)圖形的鄰接列表。

通過(guò)仔細(xì)考慮這些因素和權(quán)衡，您可以為您的特定編程任務(wù)選擇最合適的STL容器，從而導(dǎo)致更有效和可維護(hù)的代碼。

以上是STL中有哪些不同類型的容器（向量，列表，地圖，集合等）以及我什么時(shí)候應(yīng)該使用它們？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！