之前学习过标准库,最近身边有人问到相关话题,故在此做一个总结

1 标准库介绍

  C++标准库:C++ Standard Library
  C++标准模板库:Standard Template Library(STL)

1.1 二者关系及表现形式

  1. 标准库是由编译器提供的(比如我们常见的VC,GCC...),STL属于标准库的一部分(占比绝大部分),标准库一定是包含(大于)STL的;
  2. 标准库引用形式:
    •   都是以头文件的形式提供不带.h,比如:#include<vector>;
    •   新式c头文件一般是:#include<cstdio>;
    •   命令空间:namespace std;

  引用方法:

 #include <iostream>
#include <cstdio> //snprintf()
#include <cstdlib> //RAND_MAX
#include <cstring> //strlen(), memcpy()
#include <string>
using namespace std;
using std::cin;
using std::cout;
using std::string;

1.2 STL六大部件

  以上的六大部件解释如下:

  1. 容器:容器就是我们存放数据的地方,相当于数据仓库,实现方式是类模板;
  2. 分配器:管理容器背后的内存使用,实现方式是类模板;
  3. 算法:常见的比如排序、查找等,实现方式是函数模板;
  4. 迭代器:算法操作容器的桥梁,是一种泛化的指针,实现方式是类模板;
  5. 仿函数:或者叫Function Object,它是一个类对象,其次它重载了()操作符,使用在自定义类对象时,比如我们对石头进行排序,在算法操作时就可以写一些仿函数供算法正确使用,实现方式时类模板;
  6. 适配器:相对于迭代器、仿函数、容器的数据转换,实现方式是类模板。

1.3 STL的简单使用

1.4 事间复杂度

  要讨论时间复杂度,其中n必须建立在足够大的工业数据基础上

1.5 STL中的区间表示法

   STL采用前闭后开区间表示数据的范围,所有的数据都是通过begin()和end()两个函数表示数据的范围,begin表示数据的头,end表示数据尾的下一个元素,也就是说,对end进行解引用操作得到的指针它是不确定的东西,也可能造成程序宕机或者其他不是你心里所想的东西。

2 容器分类

  容器分为序列式容器和关联式容器(分为有序和无序),红色部分是c++2.0引入的

序列式容器(Sequence Container):元素都是有序的,里面的空间可能是连续的,也可能是由指针一个个串起来的;

关联式容器(Associative Container):元素是由key和value组成的,当然用key能很快找value,适用于查找操作

2.1 序列式容器(Sequence Container)

2.1.1 Array

  对比于c语言的数组,标准库进行封装,初始化的时候就要确定大小,不能扩展(注意在栈上有大小限制,不同的机器内存限制不一样);

2.1.2 Vector

  一种可以动态扩充的数组,只能在容器的末端进行扩充,当容量不足时会自动扩充,扩充规则为当前空间的2倍,内存由Vector背后的分配器进行,使用者不用关心内存分配问题;

2.1.3 Deque

  双端队列,容器两端均可进行数据扩充;

2.1.4 List

  双向环状链表,内存占用比Forward_List多;

2.1.5 Forward_List

  单向链表,只能从尾部扩充。

2.2 关联式容器(Associative Container)-- 有序

  元素key是有序

2.2.1 Set/MultSet

  目前各大厂商编译器都是由红黑树(RBtree)实现,保证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,左右是高度平衡的防止某一个分支比较长,每个元素由key和value组成,set中key和value是同一个值,key和value是不分的,元素不可重复,当重复放入时容器会反弹回来;

  MultSet表示元素可以重复。

2.2.2 Map/Multimap

  目前各大厂商编译器也都是由红黑树实现,区别于set,每个元素分为key和value,同样元素不可重复,当重复放入时容器会反弹回来;

  Multimap表示元素可重复,也就是key-value可重复。

2.3 无序容器(Unordered Container)-- 无序

  元素的key是无序的;

  Unordered set和Unordered  map底层是由哈希表(Hashtable)实现,用哈希表必然存在元素碰撞问题,所以各大编译器都采用Separate Chaining哈希表。

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