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STL容器比较与选择.md

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一、顺序容器

  1. vector 可变大小数组,支持快速随机存取(时间复杂度为O(1)),查询时间复杂度是O(n),插入\删除时间复杂度是O(n),添加一个新元素后,可能需要重新分配内存,将所有元素赋值过去,然后清除原先内存,这个过程很耗时;
  2. string 类似于vector的可变大小数组,只不过存的内容是字符,支持快速随机存取(时间复杂度为O(1)),查询时间复杂度是O(n),插入\删除时间复杂度是O(n);
  3. deque 双端队列,支持快速随机存取(时间复杂度为O(1)),查询时间复杂度是O(n),头部尾部插入\删除速度快(时间复杂度O(1)),中间插入\删除的时间复杂度是O(n);
  4. array 固定大小数组,定义时需要指定数组的大小,支持快速随机存取(时间复杂度O(1)),不支持插入\删除操作,查询时间复杂度是O(n);
  5. list 双向链表,支持双向顺序访问,任意位置插入\删除(知道目标节点指针时)时间复杂度是O(1),但是查询时间复杂度是O(n),不支持随机访问(因为内存是不连续的);
  6. forward_list 单向链表,支持单向顺序访问,任意位置插入\删除(知道目标节点指针时)时间复杂度是O(1),但是查询时间复杂度是O(n),不支持随机访问;

二、顺序容器适配器

  1. stack 栈,不支持快速随机存取(不支持下标访问),无迭代器,不支持查询,头部插入\删除速度快(时间复杂度O(1)),访问顶部元素的时间复杂度是O(1),具有先进后出的特点;
  2. queue 队列,不支持快速随机存取(不支持下标访问),无迭代器,不支持查询,尾部插入\头部删除速度快(时间复杂度O(1)),访问顶部元素的时间复杂度是O(1),具有先进先出的特点;
  3. priority_queue 优先队列(头文件queue),不支持快速随机存取(不支持下标访问),无迭代器,不支持查询,本质是大顶堆或者小顶堆,插入删除时间复杂度是O(logn),访问顶部元素的时间复杂度是O(1);

三、关联容器

  1. set 由红黑树实现,其内部元素依照其值自动排序,每个元素只出现一次,不允许重复(红黑树是平衡二叉树的一种),增删改查近似:O(log n) 1)元素有序 2)无重复元素 3)插入删除操作的效率比序列容器高,因为对于关联容器来说,不需要做内存的拷贝和内存的移动
  2. map由红黑树实现,其元素都是键值对,每个元素的键是排序的准则,每个键只能出现一次,不允许重复,增删改查基本是O(log N)
  3. unordered_set 用哈希函数组织的set,unordered版本的map和set只提供前向迭代器(非unorder版本提供双向迭代器) 对于unordered_set,insert/find/erase的平均复杂度是O(1), 但是最坏情况下插入删除查询的时间复杂度是O(N)的,这里N是指容器中元素数 有两种情况会出现O(N)复杂度。 1)是你的哈希函数太烂了,导致很多不同key元素的哈希值都相同,全是碰撞,这种情况复杂度会变成O(N)。但是这种情况一般不用担心,因为对于string以及int double之类的基本数据类型,都有默认的哈希函数,而且默认的哈希函数足够好,不会退化到O(N)。如果是你自定义的哈希函数,那你要小心一点,别写的太差了。 2)是如果insert很多数据,会触发rehash。就是整个哈希表重建。这个过程有点类似向vector里不断添加元素,vector会resize。比如你新建一个vector时,它可能只申请了一块最多保存10个元素的内存,当你插入第11个元素的时候,它会自动重新申请一块更大空间,比如能存下20个元素。哈希表也是类似,不过rehash不会频繁发生,均摊复杂度还是O(1)的,也不用太担心。
  4. 对于unordered_map,基于hash table实现,insert/find/erase的平均复杂度是O(1),但是最坏情况下插入删除查询的时间复杂度是O(N)的