[STL剖析] 02 STL容器有哪些？用法？

考虑篇幅过长，使用连载方式，学习STL容器，请关注STL专题，点点赞！

一 STL容器

序列容器（sequence containers）
vector
list
deque
stack
queue
heap
priority_queue
slist
关联容器
tree（二叉搜索树，平衡二叉搜索树，AVL tree，红黑树）
set
map
multiset
multimap
hashtable
hash_set
hash_map
hash_multiset
hash_multimap

二序列容器用法

注意：优先复习常用的STL模板类容器，其他的后续补充。

2.1 vector

内存分配
vector和array的区别，体现在内存分配上。
array：静态空间，线性连续内存 ，一旦分配内存大小就不能改变。（可以为堆内存，也可以时栈内存）。
vector：动态空间，线性连续内存，内部机制允许自行扩充空间，不够存储时会自动扩容。
遍历

cpp 复制代码

std::vector<int> vtData(2, 9);
std::vector::iterator it;
for (it = vtData.begin(); it != vtData.end(); it++) {
  std::cout << it << std::endl;
}
for (int i = 0; i < (int)vtData.size(); i++) {
  std::cout << vtData[i] << std::endl;
}
for (auto &item : vtData) {
  std::cout << item << std::endl;
}

源码关键函数
标准库copy函数

cpp 复制代码

// c++ 标准函数copy用法
// 从源范围复制元素到目标范围，而不考虑目标范围是否已有内容
#include <algorithm>  
#include <iterator>  
#include <vector>  
int main() {  
    std::vector<int> source = {1, 2, 3, 4, 5};  
    std::vector<int> destination(source.size()); // 确保目标容器有足够的空间  
    // 拷贝src [begin(), end())的元素到dst
    std::copy(source.begin(), source.end(), destination.begin());  
    // 现在 destination 包含 {1, 2, 3, 4, 5}  
    return 0;  
}

vector类型别名

cpp 复制代码

// vector中类型别名
class vector {
public:
  typedef T value_type;
  typedef value_type* pointer;
  typedef value_type* iterator;
  typedef value_type& reference;
  iterator start;  // 空间头；指向第一个元素；begin()
  iterator finish; // 空间尾；指向最后一个元素的下一个位置; end() 
public:
  iterator begin() {return start;}
  iterator end() {return finish;}
};

vector的第一个元素和最后一个

cpp 复制代码

// 第一元素
reference front {return *begin(); }
// 最后一个元素
reference back() {return *(end() - 1);}

vector尾端插入和取出，插入要考虑vector的动态空间特性，会自动扩容

cpp 复制代码

// 尾巴插入一个元素; 这里体现了vector的动态空间，自动扩容特性；
void push_back(const T& x)
{
  if (finish != end_of_storage) {
    construct(finish, x);
    ++finish;
  }
  else
    insert_aux(end(), x);
}

cpp 复制代码

// 将尾端元素取出
void pop_back() {
  --finish;
  destroy(finish);
}

erase清除指定位置的元素，这里体现了内存偏移

cpp 复制代码

iterator erase(iterator position) {
  // 不是最后一个元素，擦除此位置，后续元素往前移动
  if (position +1 != end()) {
    copy(position + 1, finish, position); 
  }
  // 有效元素的位置，减去1。处理尾部边界。
  -- finish;
  // 销毁最后一个元素（注意：finish在上一行代码，已经减1，进行了偏移）
  destroy(finish);
  // 注意：返回的还是原来迭代器的位置，但是此位置的元素已经变了。
  // 同时，要注意vector是线性内存，map是链表结构，需要考虑迭代器是否失效。
  return position;
}

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二 序列容器用法

2.1 vector

二序列容器用法