STL 的组成部分是个重要的部分,先回忆一下
容器,迭代器,算法(函数),分配器(分配内存),适配器,仿函数
一 容器的分类.
vector , list,map
容器是保存数据,用于管理一大堆数据。
分为三大类
第一类:顺序容器,sqquence containers.放进去在哪里,这个元素就排在哪里,例如,array, vector,deque,list,forward_list
第二类:关联容器 associative containers ,一般都是键值对.特别适合做查找。
关联容器你只能控制插入的数据,不能控制插入的位置。
set, map, multiset,multimap,hash_set,hash_map
第三类: 无序容器 unordered containers C++11推出来的。
元素的位置不重要,重要的是这个元素是否在这个集合里面。
无序容器实际上也属于一种关联容器。
无序容器里面的元素可能随着 新的元素的增加让原来元素的位置发生变化,这是无序容器内部 的算法决定的。
unordered set/ multiset
unordered map/ multimap
二 容器的说明和应用事项例
array: 是一个顺序容器,其实是一个数组,大小是固定的,刚开始申请的大小是多少,就是多少,不能扩展。
#include <array>
std::array C++文档说明
< cpp | container
在标头 | ||
template< class T, | (C++11 起) | |
std::array
是封装固定大小数组的容器。
此容器是一个聚合类型,其语义等同于保有一个 C 风格数组 T[N] 作为其唯一非静态数据成员的结构体。不同于 C 风格数组,它不会自动退化成 T* 。它能作为聚合类型聚合初始化,只要有至多 N
个能转换成 T
的初始化器: std::array<int, 3> a = {1,2,3}; 。
该结构体结合了 C 风格数组的性能、可访问性与容器的优点,比如可获取大小、支持赋值、随机访问迭代器等。
std::array
满足容器 (Container) 和可逆容器 (ReversibleContainer) 的要求,除了默认构造的 array 是非空的,以及进行交换的复杂度是线性,它满足连续容器 (ContiguousContainer) (C++17 起)的要求并部分满足序列容器 (SequenceContainer) 的要求。
当其长度为零时 array
( N == 0
)有特殊情况。此时, array.begin() == array.end() ,并拥有某个唯一值。在零长 array
上调用 front() 或 back() 是未定义的。
亦可将 array
当做拥有 N
个同类型元素的元组。
迭代器非法化
按照规则,指向 array
的迭代器在 array
的生存期间决不非法化。然而要注意,在 swap 时,迭代器将继续指向同一 array
的元素,并将改变元素的值。
测试验证:
#include <array>//STL array
void main() {array<string, 5> arr = {"nihao","ilovelovelovelovelovelovelovelove","wang"};cout << arr.size() << endl;//5cout << arr.max_size()<<endl;//5for (int i = 0; i < arr.size(); ++i) {cout << &arr[i] << endl;//将arr 数组中的每一个地址打印出来const char *p = arr[i].c_str();//将arr中的指向的string转化成 c风格的字符串cout << p << endl;//打印这些字符串printf(" p = %p\n",p);//将这些字符串的地址打印出来}
}
5
5
012FFAFC
nihaop = 012FFB00
012FFB18
ilovelovelovelovelovelovelovelovep = 017677E0
012FFB34
wangp = 012FFB38
012FFB50p = 012FFB54
012FFB6Cp = 012FFB70
这里涉及到string 在布局问题,可以查看
102 C++ string内存模型分析-CSDN博客
vector 详解
从下图我们就能知道,
1.vector 是顺序存储的,从vector的末尾加资源或者删除资源都很快。 push_back();
2.往中间插入元素可能导致很多后续元素都要执行重新构造,析构,效率会非常的低
3.查找速度不会快.
4.vector容器内存也是挨着的。
5.vector 是可变大小的容器。
6.从4和5可以推断出:当存储多个Teacher的时候,会有问题发生。
当第一次存储一个Teacher的时候,vector只会开出一个容纳 一个 Teacher size的空间。
当第二次存储另一个Teacher的时候,vector为了保证内存连续,则会重新开辟一个可以容纳2个Teacher的空间大小,然后将Teacher1 copy构造过来。然后加上一个Teacher2.
当第三次存储第三个Teacher的时候,vector为了保证内存连续,则会重新开辟一个可以容纳3个Teacher的空间大小,然后将Teacher1 和 Teacher2 copy构造过来。然后加上一个Teacher3
7.怎么改良这个呢?
vector虽然好用,但是从上述能看出来,这玩意是因为每次都搞一个空间,导致Teacher 类的,构造函数,copy 构造函数,析构函数,会被频繁的调用,这很影响效率。实际上,由于代码是我们自己写的,在某些情况下,我们很容易知道,大概这个vector会容纳多少个Teacher,因此可以在开始的时候,通过 vector.
问题发生时的代码
void main() {vector<Teacher6> vec;for (int i = 0; i < 5; ++i) {cout << "start i = " << i << endl;vec.push_back(Teacher6(i));//start i = 0// Teacher6 gouzao mage = 0 this = 0093F6D8 //先构造 Teacher6(0)// Teacher6 copy gouzao this = 00E02680 obj = 0093F6D8//然后将Teacher6(i)通过copy 构造 copy 给 vector中// Teacher6 xigou this = 0093F6D8 //然后将Teacher6(0) 析构// start i = 1// Teacher6 gouzao mage = 1 this = 0093F6D8//先构造 Teacher6(1)// Teacher6 copy gouzao this = 00E00D84 obj = 0093F6D8//然后将Teacher6(i)通过copy 构造 copy 给 vecto// Teacher6 copy gouzao this = 00E00D80 obj = 00E02680 //将vector 中的第一个元素通过 copy 构造到新的位置上// Teacher6 xigou this = 00E02680 //将之前的vector中的元素析构// Teacher6 xigou this = 0093F6D8 //把 Teacher6(1)析构了// start i = 2// Teacher6 gouzao mage = 2 this = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00E00B20 obj = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00E00B18 obj = 00E00D80// Teacher6 copy gouzao this = 00E00B1C obj = 00E00D84// Teacher6 xigou this = 00E00D80// Teacher6 xigou this = 00E00D84// Teacher6 xigou this = 0093F6D8// start i = 3// Teacher6 gouzao mage = 3 this = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00DF6E24 obj = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00DF6E18 obj = 00E00B18// Teacher6 copy gouzao this = 00DF6E1C obj = 00E00B1C// Teacher6 copy gouzao this = 00DF6E20 obj = 00E00B20// Teacher6 xigou this = 00E00B18// Teacher6 xigou this = 00E00B1C// Teacher6 xigou this = 00E00B20// Teacher6 xigou this = 0093F6D8// start i = 4// Teacher6 gouzao mage = 4 this = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00E02B40 obj = 0093F6D8// Teacher6 copy gouzao this = 00E02B30 obj = 00DF6E18// Teacher6 copy gouzao this = 00E02B34 obj = 00DF6E1C// Teacher6 copy gouzao this = 00E02B38 obj = 00DF6E20// Teacher6 copy gouzao this = 00E02B3C obj = 00DF6E24// Teacher6 xigou this = 00DF6E18// Teacher6 xigou this = 00DF6E1C// Teacher6 xigou this = 00DF6E20// Teacher6 xigou this = 00DF6E24// Teacher6 xigou this = 0093F6D8// Teacher6 xigou this = 00E02B30// Teacher6 xigou this = 00E02B34// Teacher6 xigou this = 00E02B38// Teacher6 xigou this = 00E02B3C// Teacher6 xigou this = 00E02B40}
}
改动后的代码:
void main() {vector<Teacher6> vec;cout << vec.capacity() << endl;cout << vec.size() << endl;vec.reserve(10);cout << vec.capacity() << endl;cout << vec.size() << endl;for (int i = 0; i < 5; ++i) {cout << "start i = " << i << endl;vec.push_back(Teacher6(i));}// 0// 0// 10// 0// start i = 0// Teacher6 gouzao mage = 0 this = 00D9F8D0// Teacher6 copy gouzao this = 014B6E18 obj = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 00D9F8D0// start i = 1// Teacher6 gouzao mage = 1 this = 00D9F8D0// Teacher6 copy gouzao this = 014B6E1C obj = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 00D9F8D0// start i = 2// Teacher6 gouzao mage = 2 this = 00D9F8D0// Teacher6 copy gouzao this = 014B6E20 obj = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 00D9F8D0// start i = 3// Teacher6 gouzao mage = 3 this = 00D9F8D0// Teacher6 copy gouzao this = 014B6E24 obj = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 00D9F8D0// start i = 4// Teacher6 gouzao mage = 4 this = 00D9F8D0// Teacher6 copy gouzao this = 014B6E28 obj = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 00D9F8D0// Teacher6 xigou this = 014B6E18// Teacher6 xigou this = 014B6E1C// Teacher6 xigou this = 014B6E20// Teacher6 xigou this = 014B6E24// Teacher6 xigou this = 014B6E28
}
特别注意的是:vector 的不恰当使用,会造成效率很低,使用时要非常小心