C++中，vector、deque、list、set、multiset、unordered_set和unordered_multiset容器类的总结

最近用set比较多，复习一下基础。

在C++中，vector、deque、list、set、multiset、unordered_set和unordered_multiset都是容器类，但它们有不同的特点和用途。下面是对它们的区别和示例说明：

1. vector

• 特点: 动态数组，支持快速随机访问（通过索引）。
• 时间复杂度: 插入和删除操作在末尾是常数时间复杂度，在中间和开头是线性时间复杂度。访问元素是常数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要频繁随机访问和在末尾进行插入和删除的情况。

#include <vector>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    vec.push_back(4); // 在末尾插入
    vec[1] = 10; // 通过索引访问和修改

    for (int n : vec) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

2. deque

• 特点: 双端队列，支持快速在两端进行插入和删除。
• 时间复杂度: 两端插入和删除是常数时间复杂度，随机访问是常数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要在两端进行插入和删除操作的情况。

#include <deque>
#include <iostream>

int main() {
    std::deque<int> deq = {1, 2, 3};
    deq.push_front(0); // 在前端插入
    deq.push_back(4); // 在末尾插入

    for (int n : deq) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

3. list

• 特点: 双向链表，支持快速在任意位置进行插入和删除，但不支持随机访问。
• 时间复杂度: 插入和删除是常数时间复杂度，访问元素是线性时间复杂度。
• 用途: 适用于需要频繁插入和删除元素而不需要随机访问的情况。

#include <list>
#include <iostream>

int main() {
    std::list<int> lst = {1, 2, 3};
    lst.push_front(0); // 在前端插入
    lst.push_back(4); // 在末尾插入
    auto it = lst.begin();
    std::advance(it, 2);
    lst.insert(it, 10); // 在中间插入

    for (int n : lst) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

4. set

• 特点: 有序集合，元素不重复，自动排序。
• 时间复杂度: 插入、删除、查找操作是对数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要有序集合且元素唯一的情况。

#include <set>
#include <iostream>

int main() {
    std::set<int> s = {3, 1, 2};
    s.insert(4); // 插入元素

    for (int n : s) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

5. multiset

• 特点: 有序集合，允许重复元素，自动排序。
• 时间复杂度: 插入、删除、查找操作是对数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要有序集合且允许重复元素的情况。

#include <set>
#include <iostream>

int main() {
    std::multiset<int> ms = {3, 1, 2, 2};
    ms.insert(4); // 插入元素

    for (int n : ms) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

6. unordered_set

• 特点: 无序集合，元素不重复，使用哈希表实现。
• 时间复杂度: 插入、删除、查找操作是平均常数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要快速查找且不关心顺序的情况。

#include <unordered_set>
#include <iostream>

int main() {
    std::unordered_set<int> us = {3, 1, 2};
    us.insert(4); // 插入元素

    for (int n : us) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

7. unordered_multiset

• 特点: 无序集合，允许重复元素，使用哈希表实现。
• 时间复杂度: 插入、删除、查找操作是平均常数时间复杂度。
• 用途: 适用于需要快速查找且允许重复元素的情况。

#include <unordered_set>
#include <iostream>

int main() {
    std::unordered_multiset<int> ums = {3, 1, 2, 2};
    ums.insert(4); // 插入元素

    for (int n : ums) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}