STL高效编程(-) STL的容器

STL有很多概念，迭代器，高效的算法，函数对象，但是对于大多数的开发者而言，STL最突出的地方还是容器(Container)，容器远远比数组强大和灵活。

 

容器可以动态增长，独立管理内存，提供对容器元素的高效的灵活的访问，等等。STL容器是有效的封装最常见的数据结构和算法，在我看来，STL容器就是代表着c++的数据结构，从数组，链表，栈，队列，表，哈希表。每一个容器代表着一种数据结构。

 

概括一下，STL的容器可以分为以下几个大类:

一：序列容器，　有vector, list, deque, string.

二 : 关联容器,     有set, multiset, map, mulmap, hash_set, hash_map, hash_multiset, hash_multimap

                                 带有下划线的是非标准的，如果是VC8.0的话，在stdext名字空间里。

三: 其他的杂项： stack, queue, valarray, bitset

 

由此可见，STL为我们提供了那么多的容器，如果想要有效的使用它们，你真的需要弄明白每个容器是干什么的。最好你能知道他们的一些实现原理，陆续的我还会写一些STL容器实现的文章。容器的实现往往决定着你如何更好的使用容器。下面简单讲一下STL各个容器的实现:

1. vector: 内部实现是数组，一段连续的内存。

2. list， 内部实现是双链表

3. deque 内部实现是内存块的链表。

4. string： 连续的内存

5. set，map： 红黑树(平衡二叉树的一种)

6. hash_map, hash_set 用哈希表(散列表)来实现。

7. stack: 用vector或者是deque来实现

8. queue,用deque实现

 

本文仅当时抛砖引玉，大致讲一下选择容器的一些原则。

1. 你需要“可以在容器的任意位置插入一个新元素”的能力吗？如果是，你需要序列容器，关联容器做不到。

 

2. 你关心元素在容器中的顺序吗？如果不，散列容器就是可行的选择。否则，你要避免使用散列容器。

 

3. 必须使用标准C++中的容器吗？如果是，就可以除去散列容器、slist和rope。

 

4. 你需要哪一类迭代器？如果必须是随机访问迭代器，在技术上你就只能限于vector、deque和string，但

你也可能会考虑rope.

 

5. 当插入或者删除数据时，是否非常在意容器内现有元素的移动？如果是，你就必须放弃连续内存容器

 

6. 容器中的数据的内存布局需要兼容C吗？如果是，你就只能用vector.

 

7. 查找速度很重要吗？如果是，你就应该看看散列容器，排序的vector和

标准的关联容器——仅供参考。

 

● 你介意如果容器的底层使用了引用计数吗？如果是，你就得避开string，因为很多string的实现是用引

用计数。于是你得重新审核你的string，你可以考虑使用vector<char>。

 

● 你需要插入和删除的事务性语义吗？也就是说，你需要有可靠地回退插入和删除的能力吗？如果是，

你就需要使用基于节点的容器。如果你需要多元素插入的事务性语义，你就应该选择list，因为list是唯一

提供多元素插入事务性语义的标准容器。事务性语义对于有兴趣写异常安全代码的程序员来说非常重要。

（事务性语义也可以在连续内存容器上实现，但会有一个性能开销，而且代码不那么直观。要了解这方

面的知识，请参考Sutter的《Exceptional C++》。

 

● 你要把迭代器、指针和引用的失效次数减到最少吗？如果是，你就应该使用基于节点的容器，因为在

这些容器上进行插入和删除不会使迭代器、指针和引用失效（除非它们指向你删除的元素）。一般来

说，在连续内存容器上插入和删除会使所有指向容器的迭代器、指针和引用失效。

 

● 你需要具有有以下特性的序列容器吗：1）可以使用随机访问迭代器；2）只要没有删除而且插入只发

生在容器结尾，指针和引用的数据就不会失效？  这个一个非常特殊的情况，但如果你遇到这种情况，

deque就是你梦想的容器。（有趣的是，当插入只在容器结尾时，deque的迭代器也可能会失效，deque

是唯一一个“在迭代器失效时不会使它的指针和引用失效”的标准STL容器。为什么呢？这是由实现所决定的，

以后我会专门写一篇文章来介绍原因。

 

 

更多内容，请参照<effective stl>.

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