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  • C++STL容器的比较
    2022-01-03 20:24:10


    前言

    STL是c++的标准模板库,模板分为类模板和函数模板,我们所说的容器是构成STL标准模板库的一部分,STL容器大致上分为两大部分:序列容器和相联容器,而相联容器又分为两大部分:排序容器和哈希容器


    一、序列容器

    序列容器里面都可用放什么东西?例如存放int double float char 类型的元素,除此之外还可以存放自己定义的结构体元素。

    1、vector动态数组:它的长度是可以改变的,在尾部插入和删除元素的时间复杂度为o(1),支持随机访问,(其实就是数组的升级版),但是在中间某个位置插入和删除元素时间复杂度为o(n),为什么?就算它支持随机访问,能快速找到要插入和删除的位置,但是插入或者删除后要进行元素的移动。

    vector<int>a(20)//定义一个vector  a容量为20
    vector.push_back(1)//把1插入到尾部
    vector.pop_back()//删除尾部元素
    //insert函数需要借助迭代器实现在中间插入一个或者多个元素
    //erase函数需要借助迭代器实现在中间删除一个或多个元素
    

    2、deque双端队列容器:它在首位插入和删除元素的时间复杂度都是O(1),在中间插入和删除的时间复杂度和vector一样,支持随机访问。

    3、list双向链表容器:不支持随机访问,但是在任意位置上插入和删除的时间复杂度都是O(1)。

    二、相联容器:排序容器和哈希容器

    相联容器里面存放的是啥?不像序列容器,相联容器顾名思义就是存放的是一个个存在联系的键值对,并且默认根据键的大小升序排序。

    1、map映射容器的特点:map容器存储的各个键值对,既不能重复,也不能被修改,键的类型会用const修饰。
    2、set容器的特点:使用 set 容器存储的各个键值对,要求键 key 和值 value 必须相等。


    总结

    加油加油

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    C++ STL容器 简单来说,容器就是一些模板类的集合,但和普通模板类不同的是,容器中封装的是组织数据的方法(也就是数据结构)。 STL提供三类标准容器:序列容器、排序容器和哈希容器,其中后两类容器也称为关联容器...

    C++ STL容器

     简单来说,容器就是一些模板类的集合,但和普通模板类不同的是,容器中封装的是组织数据的方法(也就是数据结构)。

     STL提供三类标准容器:序列容器排序容器哈希容器,其中后两类容器也称为关联容器



    序列容器

     所谓序列容器,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的数据。之所以被称为序列容器,是因为元素在容器中的位置与元素的值无关,即容器不是排序的,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。也就是说,将元素插入容器时,指定在什么位置,元素就会位于什么位置。

     序列容器主要包括:

    array数组容器

    array<T,N>:表示可以存储N个T类型的元素,是C++本身提供的一种容器。
    此类容器一旦建立,其长度就是固定不变的,这意味着不能增加或删除元素,只能改变某个元素的值。
    在这里插入图片描述

    vector向量容器

    vector< T >:用来存放T类型的元素,是一个长度可变的序列容器,即在存储空间不足时,会自动申请更多的内存。
    使用此容器,在尾部增加或删除元素的效率最高(O(1)),在其它位置插入或删除元素的效率较差(O(n),其中n是容器中元素的个数)。
    66666

    deque双端队列容器

    deque< T >:和vector非常相似,区别在于使用该容器不仅尾部插入和删除元素高效,在头部插入或删除元素也同样高效,时间复杂度均为O(1),但是在容器中某一位置插入或删除元素的时间复杂度仍为O(n)。
    在这里插入图片描述

    list链表容器

    list< T >:是一个长度可变、由T类型元素组成的序列,它以双向链表的形式组织元素,在这个序列的任何地方都可以高效的增加或删除元素(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< T >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,直到到达想要访问的元素。
    在这里插入图片描述

    forward_list正向链表容器

    forward_list< T >:和list容器非常类似,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。
    在这里插入图片描述


    关联容器

    关联式容器在存储元素值的同时,还会为各元素额外再配备一个值,又称为“键”,其本质也是一个C++基础数据类型或自定义类型的元素,它的功能是在使用关联式容器的过程中,如果已知目标元素的键的值,则直接通过该键就可以找到目标元素, 而无需通过遍历整个容器的方式。
    也就是说,使用关联式容器存储的元素,都是一个个的键值对(<key,value>),这是和序列式容器最大的不同。除此之外,使用关联式存储的元素,默认会根据各元素的键值的大小做升序排序。



    排序容器

     排序容器中的元素默认是由小到大顺序排好的,即便是插入元素,元素也会插入到适当位置。所以关联容器在查找时具有非常好的性能。
     排序容器主要包括:

    set集合容器

    定义在< set >头文件中,使用该容器存储的数据,各个元素的键和值完全相同,且各个元素的值不能重复(保证了各元素键的唯一性)。该容器会自动根据各个元素的键(其实也就是元素的值)的大小进行升序排序(调用std::less< T >)。

    multiset多重集合容器

    定义在<set>头文件中,和set容器唯一的不同在于,multiset容器中存储元素的值可以重复(一旦值重复,则意味着键也是重复的)。

    map映射容器

    定义在< map >头文件中,使用该容器存储的数据,其各个元素的键必须是唯一的,不能重复,该容器会根据各元素键的大小,默认进行升序排序(调用std::less< T >)。

    multimap多重映射容器

    定义在< map >头文件中,和map容器唯一的不同在于,multimap容器中存储元素的键可以重复。


    哈希容器(无序关联容器、无序容器)

     哈希容器中的元素是未排序的,元素的位置由哈希函数确定
     和关联式容器一样,无序容器也使用键值对(pair类型)的方式存储数据
     但是,关联式容器和无序容器之间有本质上的不同:关联式容器的底层实现采用的树存储结构,更确切的说是红黑树结构;无序容器的底层实现采用的是哈希表的存储结构(C++底层采用哈希表实现无序容器时,会将数据存储到一整块连续的内存空间中,并且当数据存储位置发生冲突时,采用“开链法”解决)。

    基于底层实现采用了不同的数据结构,因此和关联式容器相比,无序容器具有以下两个特点

    1. 无序容器内部存储的键值对是无序的,各键值对的存储位置取决于键值对中的键。
    2. 和关联式容器相比,无序容器擅长通过指定键查找对应的值(O(1)),但对于使用迭代器遍历容器中存储的元素,无序容器的执行效率则不如关联式容器。

    C++ 11中新添加4中关联式容器:

    unordered_set哈希集合

    不再以键值对的形式存储数据,而是直接存储数据元素本身(也可以理解为,该容器存储的全部都是键key和值value相等的键值对,正因为它们相等,因此只存储value即可)。另外,该容器存储的元素不能重复,且容器内部存储的元素也是无序的。

    unordered_multiset哈希多重集合

    和unordered_set唯一的区别在于,该容器允许存储值相同的元素。

    unordered_map哈希映射

    存储键值对<key, value>类型的元素,其中各个键值对的键不允许重复,且该容器中存储的键值对是无序的。

    unordered_multimap哈希多重映射

    和unordered_map唯一的区别在于,该容器允许存储多个键相同的键值对

     很容易发现,以上4种无序容器的名称,是前面4种关联式容器名称的基础上添加了"unordered_",以 map 和 unordered_map 为例,其实它们之间只有一个区别:即 map 容器内存会对存储的键值对进行排序,而 unordered_map 不会。

     无序容器其实就是在已提供的4种关联式容器的基础上,又新增了各自的"unordered"版本,提高了查找指定元素的效率。

     既然无序容器和之前所学的关联式容器类似,那么在实际使用中应该选哪种容器呢?
     总的来说,实际场景中如果涉及大量遍历容器的操作,建议首选关联式容器;反之,如果更多的操作是通过键获取对应的值,则应首选无序容器

    本文中链接的内容持续更新中。。。

    展开全文
  • STL容器使用代码

    2017-01-05 11:03:20
    c++ STL容器使用代码,方便学习 vector string deque queue list set map multiset multimap 容器的API使用方法等
  • stl容器map的使用

    2014-07-20 21:35:44
    stl容器map的使用 包含6.0代码 以及详细的文档说明
  • 从下面表中的数据来看写入用时vector和deque很快,因为他们内存分配次数少,关联容器和list都是一个一个分配的,一个一个分配也会造成内存碎片,内存利用率低
  • 主要介绍了C++ STL容器stack和queue详解的相关资料,需要的朋友可以参考下
  • STL 容器简介

    2018-10-02 15:53:11
    STL分为:容器,迭代器,适配器,算法,函数对象。其中容器分为:顺序性容器,关联式容器。迭代器有5种:随机访问迭代器,双向迭代器,前向迭代器,输入迭代器,输出迭代器。  一、概述 STL 对定义的通用容器分...

    转自:https://www.cnblogs.com/wxquare/p/7119724.html

    STL(标准模板库)库是用模板(template)写出来的,模板是STL的基础。STL分为:容器,迭代器,适配器,算法,函数对象。其中容器分为:顺序性容器,关联式容器。迭代器有5种:随机访问迭代器,双向迭代器,前向迭代器,输入迭代器,输出迭代器。 

    一、概述

    STL 对定义的通用容器分三类:顺序性容器、关联式容器和容器适配器。

    顺序性容器是一种各元素之间有顺序关系的线性表。元素在顺序容器中保存元素置入容器时的逻辑顺序,除非用删除或插入的操作改变这个位置,否则元素的位置保持为原来的位置。

    关联式容器是非线性的结构,包含二叉树结构和hash结构。元素在关联容器中没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。但是关联式容器提供了另一种根据元素特点排序的功能,这样迭代器就能根据元素的特点“顺序地”获取元素。关联容器另一个显著的特点是它是以键值的方式来保存数据,就是说它能把关键字和值关联起来保存,而顺序性容器只能保存一种。

    容器适配器:适配器是使一事物的行为类似于另一事物的行为的一种机制。容器适配器以某种容器作为底部结构,将其接口改变,使得它满足与另一种数据结构的接口,例如借助deque分别实现stack和queue接口,借助vector实现priority_queue接口。

    二、顺序容器

    1 .vector动态数组<连续存储、随机访问、检索快、只能在后端添加删除>

    vector是一个线性顺序结构。相当于动态数组,其大小可以预先指定也可以不指定,并且自动扩展,它可以像数组一样被操作。在创建一个vector 后,它会自动在内存中分配一块连续的内存空间进行数据存储,初始的空间大小可以预先指定也可以由vector 默认指定,这个大小即capacity ()函数的返回值。当存储的数据超过分配的空间时vector 会重新分配一块内存块,但这样的分配是很耗时的,在重新分配空间时它会做重新分配空间、拷贝与释放原有空间三个动作。如果vector 保存的数据量很大时,这样的操作一定会导致糟糕的性能(这也是vector 被设计成比较容易拷贝的值类型的原因)。所以说vector 不是在什么情况下性能都好,只有在预先知道它大小的情况下vector 的性能才是最优的。

    2.双向循环链表list<不连续存储、不支持随机访问、支持任意位置插入删除>

    list是一个线性链表结构,它的数据由若干个节点构成,每一个节点都包括一个实际存储的数据、一个前驱指针和一个后驱指针。它无需分配指定的内存大小且可以任意伸缩,这是因为它存储在非连续的内存空间中,并且由指针将有序的元素链接起来。由于其结构的原因,list 随机检索的性能非常的不好,因为它不像vector 那样直接找到元素的地址,而是要从头一个一个的顺序查找,这样目标元素越靠后,它的检索时间就越长。检索时间与目标元素的位置成正比。虽然随机检索的速度不够快,但是它可以迅速地在任何节点进行插入和删除操作。因为list 的每个节点保存着它在链表中的位置,插入或删除一个元素仅对最多三个元素有所影响,不像vector 会对操作点之后的所有元素的存储地址都有所影响,这一点是vector不可比拟的。

    3.双向队列deque<vector和list特点结合,支持随机访问、支持内部插入删除>

    deque是一种优化的、对序列两端元素进行添加和删除操作的基本序列容器。它允许较为快速地随机访问,但它不像vector 把所有的对象保存在一块连续的内存块,而是采用多个连续的存储块,并且在一个映射结构中保存对这些块及其顺序的跟踪。向deque 两端添加或删除元素的开销很小。它不需要重新分配空间,所以向末端增加元素比vector 更有效。实际上,deque 是对vector 和list 优缺点的结合,它是处于两者之间的一种容器。deque有如下几个特点:

    vector、list和deque 的比较:vector 是一段连续的内存块,而deque 是多个连续的内存块,list 是所有数据元素分开保存。vector 的查询性能最好,并且在末端增加数据也很好,除非它重新申请内存段;适合高效地随机存储。list是一个链表,任何一个元素都可以是不连续的;deque是介于两者之间,它兼顾了数组和链表的优点。

    三、关联容器

    set, multiset, map, multimap 是一种非线性的树结构,具体的说采用的是一种比较高效的特殊的平衡检索二叉树—— 红黑树结构。因为关联容器的这四种容器类都使用同一原理,所以他们核心的算法是一致的,但是它们在应用上又有一些差别,先描述一下它们之间的差别。

    1.set ,又称集合,实际上就是一组元素的集合,但其中所包含的元素的值是唯一的,且是按一定顺序排列的,集合中的每个元素被称作集合中的实例。因为其内部是通过链表的方式来组织,所以在插入的时候比vector快,但在查找和末尾添加上被vector 慢。

    2.multiset ,是多重集合,其实现方式和set 是相似的,只是它不要求集合中的元素是唯一的,也就是说集合中的同一个元素可以出现多次。

    3.map ,提供一种“键- 值”关系的一对一的数据存储能力。其“键”在容器中不可重复,且按一定顺序排列(其实我们可以将set 也看成是一种键-值关系的存储,只是它只有键没有值。它是map 的一种特殊形式)。由于其是按链表的方式存储,它也继承了链表的优缺点。

    4.multimap和map的原理基本相似,它允许“键”在容器中可以不唯一。

    5.unordered_map和map类似,都是存储的key-value的值,可以通过key快速索引到value。不同的是unordered_map不会根据key的大小进行排序,存储时是根据key的hash值判断元素是否相同,即unordered_map内部元素是无序的,而map中的元素是按照二叉搜索树存储,进行中序遍历会得到有序遍历。所以在使用map的key时,需要定义operator<,而在使用unordered_map需要定义哈希函数,并且重载operator==

    6.unordered_set类似

    四、容器适配器

    STL 中包含三种适配器:栈stack 、队列queue 和优先级priority_queue。

    1.stack 是一种先进后出(First In Last Out , FILO)的数据结构。它只有一个出口,stack 允许新增元素,移除元素,取得最顶端元素。但除了最顶端外,没有任何其它方法可以存取stack的其它元素,stack不允许遍历行为。以某种容器作为底部结构,将其接口改变,使之符合“先进后出”的特性,形成一个stack,是很容易做到的。deque是双向开口的数据结构,若以 deque为底部结构并封闭其头端开口,便轻而易举地形成了一个stack.因此,SGI STL 便以deque作为缺省情况下的stack底部结构,由于stack 系以底部容器完成其所有工作,而具有这种"修改某物接口,形成另一种风貌"之性质者,称为adapter(配接器),

    2.queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO) 的数据结构。它有两个出口,queue允许新增元素,移除元素,从最底端加入元素,取得最顶端元素。但除了最底端可以加入,最顶端可以取出外,没有任何其它方法可以存取queue的其它元素。以某种容器作为底部结构,将其接口改变,使之符合“先进先出”的特性,形成一个queue,是很容易做到的。deque是双向开口的数据结构,若以 deque为底部结构并封闭其底部的出口和前端的入口,便轻而易举地形成了一个queue.

    3.heap和priority:heap 并不归属于STL容器组件,是priority queue的助手。priority queue允许用户以任何次序将任何元素推入容器中,但取出时一定按从优先权最高的元素开始取。按照元素的排列方式,heap可分为max-heap和 min-heap两种,前者每个节点的键值(key)都大于或等于其子节点键值,后者的每个节点键值(key)都小于或等于其子节点键值。因此, max-heap的最大值在根节点,并总是位于底层array或vector的起头处;min-heap的最小值在根节点,亦总是位于底层array或 vector起头处。

    展开全文
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  • GDB调试,如何查看STL容器值?

    千次阅读 2021-12-16 10:23:24
    GDB调试,如何查看STL容器值?

    Python脚本支持

    GDB 7.0版本后的gdb打印stl容器功能其实是pretty-printer这个python脚本来提供的。通过在gdb中info pretty-printer查看是否有该脚本支持。

    设置pretty-printer

    方法如下:

    1. 获得python脚本,建议使用gcc默认安装的版本。

      sudo find / -name "*libstdcxx*"

    2. 若本机查找不到python脚本,建议下载gcc对应版本源码包,相对目录如下。

      gcc-4.8.1/libstdc++-v3/python

    3. 也可直接下载最新版本。

    svn co svn://gcc.gnu.org/svn/gcc/trunk/libstdc++-v3/python

    4. 复制python所在目录。

    5.在个人目录下创建一份.gdbinit文件,内容很简单,如下。

    set auto-load safe-path /
    
    python
    import sys
    sys.path.insert(0, '/usr/share/gcc-9.3.0/python') # python目录
    from libstdcxx.v6.printers import register_libstdcxx_printers
    register_libstdcxx_printers (None)
    end

    6. 再次启动gdb,输出信息如下:

    [fuchangyao@longquan-cloud-dm-0002 z_leetcode_test]$ gdb test
    GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 7.6.1-120.el7
    Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
    License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
    This is free software: you are free to change and redistribute it.
    There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
    and "show warranty" for details.
    This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu".
    For bug reporting instructions, please see:
    <http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
    Reading symbols from /home/fuchangyao/workspacefcy/west/z_leetcode_test/test...done.

    7. 查看info pretty-printer

    (gdb) info pretty-printer
    global pretty-printers:
      libstdc++-v6
        __gnu_cxx::_Slist_iterator
        __gnu_cxx::__8::_Slist_iterator
        __gnu_cxx::__8::__normal_iterator
        __gnu_cxx::__8::slist
        __gnu_cxx::__normal_iterator
        __gnu_cxx::slist
        __gnu_debug::_Safe_iterator
        std::_Deque_const_iterator
        std::_Deque_iterator
        std::_Fwd_list_const_iterator
        std::_Fwd_list_iterator
        std::_List_const_iterator
        std::_List_iterator
        std::_Node_handle
        std::_Rb_tree_const_iterator
        std::_Rb_tree_iterator
        std::__8::_Deque_const_iterator
        std::__8::_Deque_iterator
        std::__8::_Fwd_list_const_iterator
        std::__8::_Fwd_list_iterator
        std::__8::_List_const_iterator
        std::__8::_List_iterator
        std::__8::_Node_handle
        std::__8::_Rb_tree_const_iterator
        std::__8::_Rb_tree_iterator
        std::__8::__cxx11::__cxx1998::list
        std::__8::__cxx11::basic_string
        std::__8::__cxx11::list
    ---Type <return> to continue, or q <return> to quit---

    8. 查看STL容器值

    (gdb) l
    75      //     B *pb = &c;
    76      //     C *pc = &c;
    77      //     printf("%p, %p, %p\n", pa, pb, pc);
    78      //     printf("%d, %d, %d\n", sizeof(*pa), sizeof(*pb), sizeof(*pc));
    79      //     return 0;
    80      // }
    81
    82      int main()
    83      {
    84          int i1 = 32;
    (gdb) 
    85          int i2 = 45; 
    86          double d = i1 + i2 / 3;
    87       
    88          vector<string> vstr;
    89          vstr.push_back("Hello");
    90          vstr.push_back("World");
    91          vstr.push_back("!");
    92       
    93          map<string, int> m_si;
    94          m_si["A"] = 12;
    (gdb) 
    95          m_si["D"] = 93;
    96          m_si["B"] = 77;
    97       
    98          return 0;
    99      }(gdb) 
    Line number 100 out of range; test.cpp has 99 lines.
    (gdb) b 98
    Breakpoint 1 at 0x401118: file test.cpp, line 98.
    (gdb) r
    Starting program: /home/fuchangyao/workspacefcy/west/z_leetcode_test/test 
    
    Breakpoint 1, main () at test.cpp:98
    98          return 0;
    Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-324.el7_9.x86_64
    (gdb) p vstr
    $1 = std::vector of length 3, capacity 4 = {"Hello", "World", "!"}
    (gdb) p m_si
    $2 = std::map with 3 elements = {
      ["A"] = 12,
      ["B"] = 77,
      ["D"] = 93
    }
    (gdb) 

    参考资料:100-gdb-tips/print-STL-container.md at master · hellogcc/100-gdb-tips · GitHub

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  • C++STL容器大全

    2020-03-23 11:12:55
    STL(标准模板库),是目前C++内置支持的library。它的底层利用了C++类模板和函数模板的机制,由三大部分组成:容器、算法和迭代器。 目前STL有六大组件 容器 container ...容器STL中很重要的一...
  • 关于STL容器效率问题

    2020-04-18 09:23:43
    关于STL容器效率问题 近期遇到一个项目,需要临时存储大量的数据并进行查找遍历运算。习惯于用Vector的我毫不犹豫的用Vector,后来在编码的过程中发现还要进行查找,删除、插入等一系列的操作。所以就要对容器的应用...
  • #include<iostream> #include<set> #include<algorithm> //automatic sorting with set // no duplicated elements using namespace std;... // how many numbers that you wan...
  • 主要介绍了C++语言 STL容器list总结的相关资料,需要的朋友可以参考下
  • c++实现STL容器

    2020-12-30 18:46:37
    实现了vector list set map 可以使用iterator遍历 插入 删除等功能
  • STL可分为容器(containers)、迭代器(iterators)、空间配置器(allocator)、配接器(adapters)、算法(algorithms)、仿函数(functors)六个部分。 常用的容器有:向量(vector) 列表(list) 栈(stack) 队列(queue) 双端队列...
  • STL容器排序

    2019-05-24 07:51:52
    STL标准容器中,只有 vector string deque是可以使用sort的。这是因为像set、map这种容器是用红黑树实现的(了解即可),元素本身有序,故不允许使用sort排序。 vector: #include <stdio.h> #include <...
  • 浅析C++中STL容器与其数据结构

    千次阅读 2019-02-24 17:21:35
    如果写c++程序那么STL容器是不可避免要使用的,而正确合理地使用这些容器才能够简化我们的程序、提高运行的效率,所以这篇我们就来简单介绍下STL容器内部的故事。 一、顺序容器 顺序容器:是一种各元素之间有顺序...

空空如也

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