STL中vector,Map,Set的实现原理

天大地大妈咪最大 提交于 2020-02-17 11:52:15

vector的数据安排以及操作方式,与array非常类似,两者唯一的区别是空间运用的灵活性,array是静态空间,一旦配置了就不能改变,如果你想要大一点的空间,就必须首先配置一块新空间,然后将原来的元素一一复制进来,再把原来的空间释放给系统。但是vector是动态空间,随着元素的增加,它的内部机制会自行扩充空间以容纳新元素,因此vector的运用对于内存的合理利用与运用的灵活性有很大的帮助,我们再也不必因为害怕空间不足而一开始要求一个大块头的array了,我们可以安心使用vector,随便使用多大空间都可以

    vector的实现技术,关键在于其对大小的控制以及重新配置时的数据移动效率,一旦vector的旧有空间满载,如果客户端每新增一个元素,vector的内部只是扩充一个元素的空间,实为不智,因为所谓扩充空间,都是配置新空间,复制原来内容,释放旧空间所需要的时间很多,那么应该怎样配置空间呢,接下来再说。

   并且vector维护的是一个连续线性空间,所以支持vector随机存取

注意:

    vector动态增加大小时,并不是在原空间之后持续新空间(因为根本无法保证原空间之后尚有可供配置的空间),而是以原大小的两倍另外配置一块较大的空间,然后将内容拷贝过来,然后才开始在原内容之后构造新元素,并释放原空间,因此,一旦引起空间重新配置,指向原vector的所有迭代器都失效了,这是程序员易犯的一个错误,务必小心

 

Map

   Map是关联容器,以键值对的形式进行存储,方便进行查找,关键词起到索引的作用,值则表示与索引相关联的数据,以红黑树的结构实现,插入删除等操作都可以在O(log n)时间内完成

  Map基本操作:

  1.map<int ,string> a; map<string,int>;支持多种类型

      2.添加数据:map1.insert(pair<int,string>(102,"wobeitianjia")); 

        map1.insert(map<int,string>::value_type(102,"tianjia"));

        map1[102]="string";

      3.元素查找:map1.find(key)  返回一个迭代器指向键值为key的元素,如果没有找到,返回指向map尾部的迭代器

      4.元素删除:先查找元素,map<int ,string>::iterator it=map1.find(key); 找到之后map1.erase(it);

  5.map中的swap函数,交换的是两个容器而不是一个容器中的元素交换

      6.sort函数,因为map中key按照升序进行排列的,所以不能使用sort函数

set

   Set是关联容器,set中每个元素都只包含一个关键字,set支持高效的关键字查询操作---检查每一个给定的关键字是否在set中,set是以红黑树的平衡二叉检索树结构实现的,支持高效插入删除,插如元素的时候会自动调整二叉树的结构,使得每个子树根节点键值大于左子树所有节点的键值,小于右子树所有节点的键值,另外还得保证左子树和右子树的高度相等

     平衡二叉检索树使用中序遍历算法,检索效率高于vector,deque,list等容器,另外使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来

  构造set集合的主要目的是为了快速检索,不可直接去修改键值

常用操作:

  1.元素插入:insert

  2.中序遍历:类似vector遍历(用迭代器)

  3.反向遍历:利用反向迭代器reverse_iterator

        set<int> s;  set<int>::reverse_iterator rit;  for(rit=s.rbegin();rit!=s.rend();rit++)

  4.元素的删除:s.erase(2);  s.clear();

  5.元素的检索:find(),若找到,返回该值迭代器的位置,否则返回最后一个元素后面一个位置s.end()

            it=s.find(5); if(it==s.end()) cout<<"not find"<<endl;else cout<<*it<<endl;

  

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