STL容器的本質

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最近在學習unordered_map裏面的散列函數和相等函數怎麼寫.學習過程當中看到了一個好帖子.學習學習

 

標準STL序列容器：vector、string、deque和list
標準STL關聯容器：set、multiset、map和multimap

非標準序列容器slist和rope
非標準關聯容器hash_set、hash_multiset、hash_map和hash_multimap

rope是繩子的意思，string是線的意思，rope就是一個重量級的string。

STL不一樣容器的實現是差異很大的，但它們都有一個數據結構原型，都具有各自的特性，最明顯的是同一方法在不一樣容器中的效率差異很大。所以認清STL經常使用容器的本質，你纔不會在你的應用中選錯容器。

std::list的本質是鏈表
它的優點是在頭和尾巴的插入和刪除很快速
它的缺點就是隨機訪問能力差，由於它是挨個訪問元素的
若是你的應用對隨機訪問效率有較高要求，那list不是你的首選。最誇張的是list的size()是從頭至尾挨個數一遍的。

std::vector的本質是紅黑樹(一種特殊的平衡二叉樹)
它的優勢是隨機訪問能力強，紅黑樹的緣由
它的缺點是非最後一個元素的插入和刪除速度慢，爲了保證隨機訪問速度，插入和刪除對會對紅黑樹作調整
通常狀況下咱們把vector當成一個數組使用，只不過這個數組的大小能夠增長，因此不要貪心只用這些功能就夠了。貪心你就會形成效率的下降。
vector容量的增加也是有開銷的，若是你頻繁的push_back()，還不如先一次性的多分配一些reserve()。注意reserve()和resize()是不同的，一個調整預留空間，一個是調整元素個數。

(此部分會繼續更新)

此外《Effective+STL》爲咱們提供了一些使用原則：

1. 你須要「能夠在容器的任意位置插入一個新元素」的能力嗎？若是是，你須要序列容器，關聯容器作不到。
2. 你關心元素在容器中的順序嗎？若是不，散列容器就是可行的選擇。不然，你要避免使用散列容器。
3. 必須使用標準C++中的容器嗎？若是是，就能夠除去散列容器、slist和rope。
4. 你須要哪一類迭代器？若是必須是隨機訪問迭代器，在技術上你就只能限於vector、deque和string，但你也可能會考慮rope（關於 rope的更多信息在條款50）。若是須要雙向迭代器，你就用不了slist（參見條款50）和散列容器的通常實現（參見條款25）。
5. 當插入或者刪除數據時，是否很是在乎容器內現有元素的移動？若是是，你就必須放棄連續內存容器（參見條款5）。
6. 容器中的數據的內存佈局須要兼容C嗎？若是是，你就只能用vector（參見條款16）。
7. 查找速度很重要嗎？若是是，你就應該看看散列容器（參見條款25），排序的vector（參見條款23）和標準的關聯容器——大概是這個順序。
8. 你介意若是容器的底層使用了引用計數嗎？若是是，你就得避開string，由於不少string的實現是用引用計數（參見條款13）。你也不能用 rope，由於權威的rope實現是基於引用計數的（參見條款50）。因而你得從新審覈你的string，你能夠考慮使用vector <char>。
9. 你須要插入和刪除的事務性語義嗎？也就是說，你須要有可靠地回退插入和刪除的能力嗎？若是是，你就須要使用基於節點的容器。若是你須要多元素插入 （好比，以範圍的方式——參見條款5）的事務性語義，你就應該選擇list，由於list是惟一提供多元素插入事務性語義的標準容器。事務性語義對於有興 趣寫異常安全代碼的程序員來講很是重要。（事務性語義也能夠在連續內存容器上實現，但會有一個性能開銷，並且代碼不那麼直觀。要了解這方面的知識，請參考 Sutter的《Exceptional C++》的條款17[8]。）
10. 你要把迭代器、指針和引用的失效次數減到最少嗎？若是是，你就應該使用基於節點的容器，由於在這些容器上進行插入和刪除不會使迭代器、指針和引用失效（除非它們指向你刪除的元素）。通常來講，在連續內存容器上插入和刪除會使全部指向容器的迭代器、指針和引用失效。
11. 你須要具備有如下特性的序列容器嗎：1）可使用隨機訪問迭代器；2）只要沒有刪除並且插入只發生在容器結尾，指針和引用的數據就不會失效？這個 一個很是特殊的狀況，但若是你遇到這種狀況，deque就是你夢想的容器。（有趣的是，當插入只在容器結尾時，deque的迭代器也可能會失 效，deque是惟一一個「在迭代器失效時不會使它的指針和引用失效」的標準STL容器。） 
12. 這些問題幾乎不是事情的完結。好比，它們沒有關注不一樣的容器類型使用不一樣的內存配置策略（條款10和14討論了這些策略的一些方面）。可是，它們 已經足夠是你信服了，除非你對元素順序、標準的一致性、迭代器能力、內存佈局和C的兼容性、查找速度、由於引用計數形成的行爲不規則、事務性語義的輕鬆實 現和迭代器失效的條件沒興趣，你得在容器操做的算法複雜度上花更多的考慮時間。固然這樣的複雜度是重要的，但這離整個故事很遠。

在程序的世界裏面，也是有得必有失，沒有完美的東西，你所要決定的是在開發效率和運行效率間找一個平衡。而這個的前提是你要熟悉你所用的東西。