STL中的list、vector和deque三者之间的区别

 

 

 

STL提供了三个最基本的容器：vector,list,deque。 

  

  vector和built-in数组类似，它拥有一段连续的内存空间，并且起始地址不变，因此 

  它能非常好的支持随机存取，即[]操作符，但由于它的内存空间是连续的，所以在中间 

  进行插入和删除会造成内存块的拷贝，另外，当该数组后的内存空间不够时，需要重新 

  申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。 

  

  list就是数据结构中的双向链表(根据sgi   stl源代码)，因此它的内存空间可以是不连续 

  的，通过指针来进行数据的访问，这个特点使得它的随机存取变的非常没有效率，因此它 

  没有提供[]操作符的重载。但由于链表的特点，它可以以很好的效率支持任意地方的删除 

  和插入。 

  

  deque是一个double-ended   queue，它的具体实现不太清楚，但知道它具有以下两个特点： 

  它支持[]操作符，也就是支持随即存取，并且和vector的效率相差无几，它支持在两端的  

  操作：push_back,push_front,pop_back,pop_front等，并且在两端操作上与list的效率 

  也差不多。 

  

  因此在实际使用时，如何选择这三个容器中哪一个，应根据你的需要而定，一般应遵循下面 

  的原则： 

      1、如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector 

      2、如果你需要大量的插入和删除，而不关心随即存取，则应使用list 

      3、如果你需要随即存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque。

 

 

 

 

STL是 C++的ANSI/ISO 标准的一部分,可以用于所有C++语言编译器和所有平台。STL的同一版本在任意硬件配置下都是可用的；STL 提供了大量的可复用软件组织。例如，程序员再也不用自己设计排序，搜索算法了，这些都已经是STL的一部分了。使用STL编写的代码更容易修改和阅读，因为代码更短了，很多基础工作代码已经被组件化了。

 

STL 的组成

　　STL有三大核心部分：容器（Container）、算法（Algorithms）、迭代器（Iterator），容器适配器（container adaptor），函数对象(functor)，除此之外还有STL其他标准组件。

 

容器（container）：

 

容器是数据在内存中组织的方法，例如，数组、堆栈、队列、链表或二叉树（不过这些都不是STL标准容器）。STL中的容器是一种存储T（Template）类型值的有限集合的数据结构,容器的内部实现一般是类。这些值可以是对象本身，如果数据类型T代表的是Class的话。

 

 

算法（algorithm）：

 

算法是应用在容器上以各种方法处理其内容的行为或功能。例如，有对容器内容排序、复制、检索和合并的算法。在STL中，算法是由模板函数表现的。这些函数不是容器类的成员函数。相反，它们是独立的函数。令人吃惊的特点之一就是其算法如此通用。不仅可以将其用于 STL容器，而且可以用于普通的C＋＋数组或任何其他应用程序指定的容器。

迭代器(iterator)：

 

一旦选定一种容器类型和数据行为(算法)，那么剩下唯一要他做的就是用迭代器使其相互作用。可以把达代器看作一个指向容器中元素的普通指针。可以如递增一个指针那样递增迭代器，使其依次指向容器中每一个后继的元素。迭代器是STL的一个关键部分，因为它将算法和容器连在一起。

 

下面我将依次介绍STL的这三个主要组件。

 

容器

　　STL中的容器有队列容器和关联容器，容器适配器（congtainer adapters：stack,queue，priority queue），位集（bit_set），串包(string_package)等等。

　　在本文中，我将介绍list,vector，deque等队列容器，和set和multisets,map和multimaps等关联容器，一共7种基本容器类。

　　队列容器（顺序容器）：队列容器按照线性排列来存储T类型值的集合，队列的每个成员都有自己的特有的位置。顺序容器有向量类型、双端队列类型、列表类型三种。

基本容器——顺序容器

　　向量（vector容器类）：＃include ，vector是一种动态数组，是基本数组的类模板。其内部定义了很多基本操作。既然这是一个类，那么它就会有自己的构造函数。vector 类中定义了4中种构造函数：

 

默认构造函数，构造一个初始长度为0的空向量，

如：vector v1;

带有单个整形参数的构造函数，此参数描述了向量的初始大小。这个构造函数还有一个可选的参数，这是一个类型为T的实例，描述了各个向量种各成员的初始值；

如：vector v2(init_size,0); 如果预先定义了：int init_size;他的成员值都被初始化为0；

复制构造函数，构造一个新的向量，作为已存在的向量的完全复制，

如：vector v3(v2);

带两个常量参数的构造函数，产生初始值为一个区间的向量。区间由一个半开区间[first,last](MS word的显示可能会有问题，first前是一个左方括号，last后面是一个右圆括号)来指定。

如：vector v4（first,last）

下面一个例子用的是第四种构造方法，其它的方法读者可以自己试试。

 

 

//stl_cpp_7.cpp

//程序：初始化演示

#include

#include

#include

using namespace std;

int ar[10] = {  12, 45, 234, 64, 12, 35, 63, 23, 12, 55  };

char* str = "Hello World";

int main(void)

{

  vector vec1(ar, ar+10);          //first=ar,last=ar+10,不包括ar+10

  vector vec2(str, str+strlen(str));  //first=str,last= str+strlen(str),不包括最后一个

  cout<<"vec1:"<

//打印vec1和vec2，const_iterator是迭代器，后面会讲到

//当然，也可以用for (int i=0; i

//size()是vector的一个成员函数

  for(vector::const_iterator p=vec1.begin();p!=vec1.end(); ++p)

     cout<<*p;

  cout<<''\n''<<"vec2:"<

  for(vector::const_iterator p1=vec2.begin();p1!=vec2.end(); ++p1)

      cout<<*p1;

  getchar();

  return 0;

}

 

　　为了帮助理解向量的概念，这里写了一个小例子，其中用到了vector的成员函数：begin()，end()，push_back()，assign()，front()，back()，erase()，empty()，at()，size()。

 

//stl_cpp_8.cpp

#include

#include

using namespace std;

typedef vector INTVECTOR;//自定义类型INTVECTOR

//测试vector容器的功能

void main(void)

{

    //vec1对象初始为空

    INTVECTOR vec1; 

    //vec2对象最初有10个值为6的元素

    INTVECTOR vec2(10,6);

    //vec3对象最初有3个值为6的元素，拷贝构造

    INTVECTOR vec3(vec2.begin(),vec2.begin()+3);

    //声明一个名为i的双向迭代器

    INTVECTOR::iterator i;

    //从前向后显示vec1中的数据

    cout<<"vec1.begin()--vec1.end():"<

    for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //从前向后显示vec2中的数据

    cout<<"vec2.begin()--vec2.end():"<

    for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //从前向后显示vec3中的数据

    cout<<"vec3.begin()--vec3.end():"<

    for (i =vec3.begin(); i !=vec3.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //测试添加和插入成员函数，vector不支持从前插入

    vec1.push_back(2);//从后面添加一个成员

    vec1.push_back(4);

vec1.insert(vec1.begin()+1,5);//在vec1第一个的位置上插入成员5

//从vec1第一的位置开始插入vec3的所有成员

vec1.insert(vec1.begin()+1,vec3.begin(),vec3.end());

cout<<"after push() and insert() now the vec1 is:" <

    for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //测试赋值成员函数

    vec2.assign(8,1);   // 重新给vec2赋值，8个成员的初始值都为1

    cout<<"vec2.assign(8,1):" <

    for (i =vec2.begin(); i !=vec2.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //测试引用类函数

    cout<<"vec1.front()="<

    cout<<"vec1.back()="<

    cout<<"vec1.at(4)="<

    cout<<"vec1[4]="<

    //测试移出和删除

    vec1.pop_back();//将最后一个成员移出vec1

    vec1.erase(vec1.begin()+1,vec1.end()-2);//删除成员

    cout<<"vec1.pop_back() and vec1.erase():" <

    for (i =vec1.begin(); i !=vec1.end(); ++i)

        cout << *i << " ";

    cout << endl;

    //显示序列的状态信息

    cout<<"vec1.size(): "<

    cout<<"vec1.empty(): "<

}

 

　　push_back()是将数据放入vector（向量）或deque（双端队列）的标准函数。Insert()是一个与之类似的函数，然而它在所有容器中都可以使用，但是用法更加复杂。end()实际上是取末尾加一，以便让循环正确运行--它返回的指针指向最靠近数组界限的数据。