C++ 容器

迈不过友情╰ 2023-07-15 13:49 23阅读 0赞

**容器（container）用于存放数据的类模板。可变长数组、链表、平衡二叉树等数据结构在 STL 中都被实现为容器。**

程序员使用容器时，即将容器类模板实例化为容器类时，会指明容器中存放的元素是什么类型的。

容器中可以存放基本类型的变量，也可以存放对象。对象或基本类型的变量被插入容器中时，实际插入的是对象或变量的一个复制品。

STL 中的许多算法（即函数模板），如排序、查找等算法，在执行过程中会对容器中的元素进行比较。这些算法在比较元素是否相等时通常用运算符进行，比较大小通常用<运算符进行，因此，**被放入容器的对象所属的类最好重载和<运算符，以使得两个对象用和<进行比较是有定义的**。

**容器分为两大类。**

### 顺序容器 ###

顺序容器有以下三种：可变长动态数组 vector、双端队列 deque、双向链表 list。

它们之所以被称为顺序容器，是因为元素在容器中的位置同元素的值无关，即容器不是排序的。将元素插入容器时，指定在什么位置（尾部、头部或中间某处）插入，元素就会位于什么位置。

### 关联容器 ###

关联容器有以下四种：set、multiset、map、multimap。关联容器内的元素是排序的。插入元素时，容器会按一定的排序规则将元素放到适当的位置上，因此插入元素时不能指定位置。

默认情况下，关联容器中的元素是从小到大排序（或按关键字从小到大排序）的，而且用<运算符比较元素或关键字大小。因为是排好序的，所以关联容器在查找时具有非常好的性能。

除了以上两类容器外，STL 还在两类容器的基础上屏蔽一部分功能，突出或增加另一部分功能，实现了三种容器适配器：栈 stack、队列 queue、优先级队列 priority\_queue。

**容器都是类模板。它们实例化后就成为容器类。用容器类定义的对象称为容器对象。**

例如，vector是一个容器类的名字，vector a;就定义了一个容器对象 a，a 代表一个长度可变的数组，数组中的每个元素都是 int 类型的变量；vector b;定义了另一个容器对象 b，a 和 b 的类型是不同的。

任何两个容器对象，只要它们的类型相同，就可以用 <、<=、>、>=、==、!= 进行词典式的比较运算。假设 a、b 是两个类型相同的容器对象，这些运算符的运算规则如下。

a == b：若 a 和 b 中的元素个数相同，且对应元素均相等，则a == b的值为 true，否则值为 false。元素是否相等是用==运算符进行判断的。
    	
    	a<b：规则类似于词典中两个单词比较大小，从头到尾依次比较每个元素，如果发生 a 中的元素小于 b 中的元素的情况，则a<b的值为 true；如果没有发生 b 中的元素小于 a 中的元素的情况，且 a 中的元素个数比 b 少，a<b的值也为 true；其他情况下值为 false。元素比较大小是通过<运算符进行的。
    	
    	a != b：等价于 !(a == b)。
    	
    	a > b：等价于 b < a。
    	
    	a <= b：等价于 !(b < a)。
    	
    	a >= b：等价于 !(a < b)。

**所有容器都有以下两个成员函数：**

int size()：返回容器对象中元素的个数。
    	
    	bool empty()：判断容器对象是否为空。

**顺序容器和关联容器还有以下成员函数：**

begin()：返回指向容器中第一个元素的迭代器。
    	
    	end()：返回指向容器中最后一个元素后面的位置的迭代器。
    	
    	rbegin()：返回指向容器中最后一个元素的反向迭代器。
    	
    	rend()：返回指向容器中第一个元素前面的位置的反向迭代器。
    	
    	erase(...)：从容器中删除一个或几个元素。该函数参数较复杂，此处省略。
    	
    	clear()：从容器中删除所有元素。

如果一个容器是空的，则 begin() 和 end() 的返回值相等，rbegin() 和 rend() 的返回值也相等。

**顺序容器还有以下常用成员函数：**

front()：返回容器中第一个元素的引用。
    	
    	back()：返回容器中最后一个元素的引用。
    	
    	push_back()：在容器末尾增加新元素。
    
    	pop_back()：删除容器末尾的元素。
    	
    	insert(...)：插入一个或多个元素。该函数参数较复杂，此处省略。