vector和list区别

一:基本定义

vector:

基于连续内存的动态数组。

提供随机访问。

list:

基于双向链表

每个元素是一个节点,节点间通过指针连接,支持任意位置插入和删除

二:底层数据结构

vector:

元素存储在连续的内存块中。

内部维护三个指针:begin,end,capacity

当容量不足时,重新分配更大内存并复制元素

list:

元素存储在非连续的节点中,每个节点包含数据、前指针和后指针。

节点间通过指针链接,形成双向链表

内存分配是分散的,按需分配。

三:内存布局

vector:

连续内存,元素紧凑排列。

优点:访问效率高

缺点:插入删除需移动元素

list:

非连续内存,节点分散。

优点:插入删除只需调整指针

缺点:访问效率低

四:访问方式

vector:

支持下标随机访问

时间复杂度:O(1)

list:

不支持随机访问,只能遍历。

访问第n个元素时间复杂度:O(n)

五:插入和删除

vector:

尾部:push_back和pop_back是O(1)(可能触发扩容)

中间/头部:insert和erase是O(n),需要移动元素。

扩容时可能重新分配内存并拷贝所有元素。

list:

任意位置:insert和erase是O(1),只需调整指针。

不涉及内存重新分配。

六:内存管理

vector:

预分配容量capacity,通过reserve可减少重新分配。

扩容时通常按倍增(如2倍)分配。

list:

按需分配,每个节点独立申请内存。

无需预分配。

七:迭代器失效

vector:

插入可能导致扩容,使所有迭代器失效。

删除或插入(非尾部)使后序迭代器失效。

list:

插入和删除只影响当前节点的迭代器。

八:元素存储开销

vector:

仅存储元素本身,无额外指针。

内存效率高。

list:

每个节点存储数据、前指针后指针

内存效率低。

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