C++STL所有容器底层数据结构概述
- 1、顺序容器
- 1.1 vector
- 1.2 deque
- 1.3 list
- 2、关联容器
- 2.1 map & multimap & unordered_map & unordered_multimap
- 2.2 set & multiset & unordered_set & unordered_multiset
- 3、适配器(对容器的再封装)
- 3.1 queue
- 3.2 priority_queue
- 3.3 stack
1、顺序容器
1.1 vector
头文件为< vector >,vector是我们用到最多的数据结构，其底层数据结构是单端动态数组，由于数组的特点，vector也具有以下特性：
①O(1)时间的快速访问；
②顺序存储，所以插入到非尾结点位置所需时间复杂度为O(n)，删除也一样；
③扩容规则： 当我们新建一个vector的时候，会首先分配给他一片连续的内存空间，如std::vector vec，当通过push_back向其中增加元素时，如果初始分配空间已满，就会引起vector扩容，其扩容规则在gcc下以2倍方式完成：
- 首先重新申请一个2倍大的内存空间；
- 然后将原空间的内容拷贝过来；
- 最后将原空间内容进行释放，将内存交还给操作系统；
④注意事项：根据vector的插入和删除特性，以及扩容规则，我们在使用vector的时候要注意，在插入位置和删除位置之后的所有迭代器和指针引用都会失效，同理，扩容之后的所有迭代器指针和引用也都会失效。
1.2 deque
头文件为,为双向队列，也可称为双端动态数组，其对比queue可以实现在头尾两端高效的插入和删除操作。
1.3 list
头文件为< list >,list的底层数据结构为双向链表，特点是支持快速的增删。
2、关联容器
2.1 map & multimap & unordered_map & unordered_multimap
- map与multimap底层数据结构
头文件为< map >,map与multimap是STL中的关联容器、提供一对一key-value的数据处理能力； map与multimap的区别在于，multimap允许关键字重复，而map不允许重复。
这两个关联容器的底层数据结构均为红黑树,根据红黑树的原理，map与multimap可以实现O(logn)的查找，插入和删除。 - 头文件为< unordered_map >,unordered_map与unordered_multimap 对比map与multimap两种map，map与multimap中的两个容器实现了以key为序排列，也就是说map与multimap为有序的。
而unordered_map与unordered_multimap中key为无序排列，其底层实现为hash table（哈希表），因此其查找时间复杂度理论上达到了O(n)。
2.2 set & multiset & unordered_set & unordered_multiset
set系与map系的区别在于map中存储的是键值对，而set可以理解为关键字即值，即只保存关键字的容器。
- 头文件为< set >,set与multiset有序存储元素，这两种容器的底层实现与map一样都是红黑树，所以能实现O(lgn)的查找，插入，删除操作。
set与multiset的区别在于是否允许重复；
- 头文件为< unordered_set >,与unordered_map & unordered_multimap相同，其底层实现为hash table(哈希表)；
3、适配器(对容器的再封装)
3.1 queue
头文件为< queue >,底层一般用list或deque实现，不用vector的原因是扩容耗时，遵循先入先出原则。
3.2 priority_queue
头文件为< queue >,优先级队列相当于一个有权值的单向队列queue，在这个队列中，所有元素是按照优先级排列的。
priority_queue根据堆的处理规则来调整元素之间的位置，根据堆的特性，优先级队列实现了取出最大最小元素时间复杂度为O(1),对于插入和删除，其最坏情况为O(logn)。
3.3 stack
头文件为< stack >,底层一般用list或deque实现，不用vector的原因是扩容耗时，遵循后进先出原则（适配器，对容器的再封装）。
