C++標準庫分析總結(一)

以前學習過標準庫，最近身邊有人問到相關話題，故在此作一個總結

1 標準庫介紹

　　C++標準庫：C++ Standard Library
　　C++標準模板庫：Standard Template Library（STL）

1.1 兩者關係及表現形式

1. 標準庫是由編譯器提供的（好比咱們常見的VC，GCC...），STL屬於標準庫的一部分（佔比絕大部分），標準庫必定是包含（大於）STL的；
2. 標準庫引用形式：

• • 　　都是以頭文件的形式提供不帶.h,好比：#include<vector>；
  • 　　新式c頭文件通常是：#include<cstdio>；
  • 　　命令空間：namespace std；

　　引用方法：

1 #include <iostream>
2 #include <cstdio>  //snprintf()
3 #include <cstdlib> //RAND_MAX
4 #include <cstring> //strlen(), memcpy()
5 #include <string> 
6 using namespace std;
7 using std::cin;
8 using std::cout;
9 using std::string;

 1.2 STL六大部件

　　以上的六大部件解釋以下：

1. 容器：容器就是咱們存放數據的地方，至關於數據倉庫，實現方式是類模板；
2. 分配器：管理容器背後的內存使用，實現方式是類模板；
3. 算法：常見的好比排序、查找等，實現方式是函數模板；
4. 迭代器：算法操做容器的橋樑,是一種泛化的指針，實現方式是類模板；
5. 仿函數：或者叫Function Object,它是一個類對象，其次它重載了()操做符，使用在自定義類對象時，好比咱們對石頭進行排序，在算法操做時就能夠寫一些仿函數供算法正確使用，實現方式時類模板；
6. 適配器：相對於迭代器、仿函數、容器的數據轉換，實現方式是類模板。

1.3 STL的簡單使用

 

1.4 事間複雜度

　　要討論時間複雜度，其中n必須創建在足夠大的工業數據基礎上

1.5 STL中的區間表示法

　　 STL採用前閉後開區間表示數據的範圍，全部的數據都是經過begin()和end()兩個函數表示數據的範圍，begin表示數據的頭，end表示數據尾的下一個元素，也就是說，對end進行解引用操做獲得的指針它是不肯定的東西，也可能形成程序宕機或者其餘不是你內心所想的東西。

2 容器分類

　　容器分爲序列式容器和關聯式容器（分爲有序和無序），紅色部分是c++2.0引入的

序列式容器（Sequence Container）：元素都是有序的，裏面的空間多是連續的，也多是由指針一個個串起來的；

關聯式容器（Associative Container）：元素是由key和value組成的，固然用key能很快找value，適用於查找操做

2.1 序列式容器（Sequence Container）

2.1.1 Array

　　對比於c語言的數組，標準庫進行封裝，初始化的時候就要肯定大小，不能擴展（注意在棧上有大小限制，不一樣的機器內存限制不同）；

2.1.2 Vector

　　一種能夠動態擴充的數組，只能在容器的末端進行擴充，當容量不足時會自動擴充，擴充規則爲當前空間的2倍，內存由Vector背後的分配器進行，使用者不用關心內存分配問題；

2.1.3 Deque

　　雙端隊列，容器兩端都可進行數據擴充；

2.1.4 List

　　雙向環狀鏈表，內存佔用比Forward_List多；

2.1.5 Forward_List

　　單向鏈表，只能從尾部擴充。

2.2 關聯式容器（Associative Container）-- 有序

　　元素key是有序

2.2.1 Set/MultSet

　　目前各大廠商編譯器都是由紅黑樹（RBtree）實現，保證每一個子樹根節點鍵值大於左子樹全部節點的鍵值，小於右子樹全部節點的鍵值，左右是高度平衡的防止某一個分支比較長，每一個元素由key和value組成，set中key和value是同一個值，key和value是不分的，元素不可重複，當重複放入時容器會反彈回來；

　　MultSet表示元素能夠重複。

2.2.2 Map/Multimap

　　目前各大廠商編譯器也都是由紅黑樹實現，區別於set，每一個元素分爲key和value，一樣元素不可重複，當重複放入時容器會反彈回來；

　　Multimap表示元素可重複，也就是key-value可重複。

2.3 無序容器（Unordered Container）-- 無序

　　元素的key是無序的；

　　Unordered set和Unordered  map底層是由哈希表（Hashtable）實現,用哈希表必然存在元素碰撞問題，因此各大編譯器都採用Separate Chaining哈希表。