了解STL容器：綜合指南

本文解決了有關(guān)c中的標(biāo)準(zhǔn)模板庫（STL）容器的常見問題。我們將探索不同的容器類型，選擇標(biāo)準(zhǔn)，性能權(quán)衡以及典型的用例。

STL中有哪些不同類型的容器（向量，列表，地圖，集合等）以及我什麼時候應(yīng)該使用它們？

STL提供各種容器類型，每種都為特定的用例設(shè)計。最常見的是：

• std::vector ：一個提供連續(xù)內(nèi)存分配的動態(tài)數(shù)組。使用其索引（隨機訪問）訪問元素。末尾的插入和刪除是有效的（攤銷的恆定時間），但是中間的操作是緩慢（線性時間），因為它們需要將後續(xù)元素轉(zhuǎn)移。使用std::vector ：

  • 您需要隨機訪問元素。
  • 您經(jīng)常在末尾添加或刪除元素。
  • 記憶區(qū)域?qū)缎阅芎苤匾?/li>
  • 您會事先知道大約大小的大?。ㄒ员苊忸l繁進行重新移位）。

• std::list ：雙關(guān)聯(lián)列表，每個元素都將指針存儲給其前身和繼任者。列表中任何地方的插入和刪除都是有效的（恆定時間），但是隨機訪問很慢（線性時間）。使用std::list時：

  • 您經(jīng)常在序列的中間插入或刪除元素。
  • 不需要隨機訪問。
  • 記憶區(qū)域不太關(guān)鍵。

• std::map ：一個存儲鍵值對的關(guān)聯(lián)容器，由鍵排序。它使用類似樹狀的結(jié)構(gòu)（通常是紅黑樹）提供有效的基於密鑰的查找（對數(shù)時間）。使用std::map時：

  • 您需要存儲與唯一鍵關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
  • 有效的基於密鑰的查找至關(guān)重要。
  • 您需要按密鑰對數(shù)據(jù)進行排序。

• std::set ：類似於std::map ，但它僅存儲沒有關(guān)聯(lián)值的唯一鍵。它還提供有效的基於密鑰的查找（對數(shù)時間）。使用std::set時：

  • 您需要存儲獨特元素的集合。
  • 需要有效的會員測試。
  • 您需要對元素進行分類。

• std::unordered_map和std::unordered_set ：這些是基於哈希桌的容器，為插入，刪除和查找提供平均恆定時間複雜性。但是，最壞情況的複雜性可以是線性的。使用這些何時以下內(nèi)容：

  • 您需要非常快速的平均案例查找，插入和刪除。
  • 要素的順序並不重要。
  • 您願意接受最差的線性時間複雜性的可能性（儘管這很少有良好的哈希功能）。

如何為特定任務(wù)選擇最有效的STL容器？

選擇正確的容器在很大程度上取決於任務(wù)的特定要求?？紤]以下因素：

• 操作頻率：您多久插入，刪除，訪問，搜索元素？
• 訪問模式：您是否主要是通過索引隨機訪問元素，還是迭代？您需要按密鑰搜索嗎？
• 內(nèi)存用法：容器將消耗多少內(nèi)存？如果預(yù)先知道大小，則向量可以提高內(nèi)存效率。
• 元素順序：元素順序重要嗎？如果是這樣， std::map ， std::set或std::vector可能是合適的。如果不是， std::unordered_map或std::unordered_set可能更快。

不同的STL容器類型之間的性能權(quán)衡是什麼？

關(guān)鍵性能權(quán)衡是：

• 隨機訪問與順序訪問： std::vector提供快速的隨機訪問（O（1）），而std::list不（o（o（n）））。
• 插入/刪除時間：在std::vector的中間插入和刪除速度很慢（o（n）），而在std::list （o（o（1））中，它很快。
• 搜索時間： std::map和std::set提供對數(shù)搜索時間（O（log n）），而std::unordered_map和std::unordered_set提供平均恆定時間搜索（O（1））。 std::vector and std::list需要線性搜索（o（n）），除非您有一個分類的std::vector 。

每種STL容器類型（向量，列表，地圖，設(shè)置）的常見用例是什麼？

• std::vector ：存儲一系列元素，代表動態(tài)數(shù)組，實現(xiàn)堆棧或隊列（如果僅使用末端），存儲遊戲板數(shù)據(jù)。
• std::list ：實現(xiàn)隊列或雙端隊列，維護動作歷史記錄，代表播放列表。
• std::map ：存儲字典或符號表，代表圖形的鄰接列表，管理遊戲字符屬性。
• std::set ：存儲一組唯一標(biāo)識符，實現(xiàn)唯一的項目集合，檢查是否存在元素。
• std::unordered_map和std::unordered_set ：在哈希表中實現(xiàn)快速查找，緩存經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，代表訂單不重要時圖形的鄰接列表。

通過仔細考慮這些因素和權(quán)衡，您可以為您的特定編程任務(wù)選擇最合適的STL容器，從而導(dǎo)致更有效和可維護的代碼。

以上是STL中有哪些不同類型的容器（向量，列表，地圖，集合等）以及我什麼時候應(yīng)該使用它們？的詳細內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！