C++ STL容器有哪些常用成员函数和成员变量？ - Dotcpp编程

一、容器

1.访问方式

迭代器、下标[]和at()、指针。

2.常用成员函数和变量

C++ STL容器有哪些常用成员函数和成员变量？ - Dotcpp编程

3.向量数组vector

C++ STL vector容器入门 - Dotcpp编程

3.1元素的增删查改

增：尾插法push_back()和emplace_back()，在指定位置前插入元素insert()和emplace()。

删：

函数	参数及介绍
pop_back()	参数： 无 介绍： 删除向量的最后一个元素，大小减1，容量不变
erase(position)	参数： const_iterator position 介绍： 删除指定位置的单个元素，返回指向被删除元素之后元素的迭代器
erase(first, last)	参数： const_iterator first, const_iterator last 介绍： 删除[first, last)范围内的元素，返回指向最后一个被删除元素之后元素的迭代器
clear()	参数： 无 介绍： 删除所有元素，大小变为0，容量保持不变
resize(new_size)	参数： size_type new_size 介绍： 如果new_size小于当前大小，则删除末尾的多余元素

查、改：通过访问方式访问向量中的元素+front()、back()。

3.2向量大小相关成员函数

size()、capacity()、reserve(n)、resize()、swap()和shrink_to_fit()、empty()。

4.deque双端队列

4.1增删查改

增：push_front()、push_back()、emplace_front()、emplace_back()、insert()、emplace()。

删：pop_front()、pop_back()、erase()、clear()、指定元素全清remove()（标准库中的）+erase()。

查、改：通过访问方式访问向量中的元素+front()、back()。

4.2向量大小相关成员函数

size()、max_size()、capacity()、resize()、swap()和shrink_to_fit()、empty()，没有预存函数。

5.list双向列表

5.1访问方式

仅支持迭代器。

5.2增删查改

增：push_front()、push_back()、emplace_front()、emplace_back()、insert()、emplace()、splice()。

删：pop_front()、pop_back()、erase()、clear()、unique()、remove()和remove_if()（这两个remove函数是list容器类中定义的，不是标准库中的）。

查、改：通过访问方式访问向量中的元素+front()、back()。

5.3向量大小相关成员函数

size()、max_size()、capacity()、resize()、swap()和shrink_to_fit()、empty()，没有预存函数。

5.4list迭代器

支持++、--但不支持+n、-n随机访问操作。

5.5forward_list单列表

类比list，但是迭代器仅支持从前往后，仅支持头增头删，没有back()、size()函数等等。

6.关联容器map（自动排序、有序、键值唯一性）

6.1迭代器（相对于序列式特有）（所有map迭代器只能进行++或--操作，不能+5或-8随机访问）

find()、lower_bound()、upper_bound()、equal_range()（equal_range()主要在multimap中用的多，map没啥用）（参数均为Key值，有则返回迭代器，无则返回end()）。

6.2访问方式

迭代器（注意获取迭代器的几种方式）、at()、[]、指针，注意迭代器返回的是整个键值对的指针，还需要->second获取value；在知道key值的情况下，我们最好使用at()，其次是find()，最后是'[]'，原因在于如果没有存在key="输入参数"的元素，at()会报错而find()会返回容器尾后迭代器end()，而'[]'直接给你创建一个“[输入的key]=默认值的元素（不同数据类型有不同的默认值），虽然不存在报错问题，但是却失去了对数据的绝对控制，破坏数据的完整性。

6.3增删查改

增：[]（这里如果已存在key，则进行覆盖）、insert()（可一次插入多个）、emplace()（单个效率高）、emplace_hint()（有返回值，批量插入时效率最高）。

删：erase()、clear()。

查、改：通过访问方式。

7.multimap（自动排序、有序、键值可重复）

类似map，区别在于访问方式只能通过迭代器和指针。

8.set容器（自动排序去重、有序、键值唯一且键值相等且不能直接修改键对应的值）

8.1迭代器（相对于序列式特有）（所有set迭代器只能进行++或--操作，不能+5或-8随机访问）

find()、lower_bound()、upper_bound()、equal_range()、count()。

8.2访问方式

迭代器、指针。

8.3增删查改

增：insert()（可一次插入多个）、emplace()（单个效率高）、emplace_hint()（插入时注意set会自动排序和去重）。

删：erase()、clear()。

查、改：通过访问方式，修改只能先删除原有键值对，在增加修改的键值对。

9.multiset（自动排序、有序、键值可重复且键值相等）

可通过仿函数修改排序顺序，标准库<functional>。

10.无序关联容器底层逻辑

哈希表：

• 核心思想是键值对；
• 创建过程：通过哈希算法将任意输入转为统一形式输出（如数组下标），并在对应数组下标（该存放数组称为桶数组）位置存放该输入值；
• 使用方式：类似创建过程，通过哈希表能实现高效查询，而避免遍历查询。

无序关联容器可视为基于哈希表的数组+链表：

创建过程：向堆区开辟了一段连续空间（可理解为数组），空间大小为n，每个单位空间被称为“桶”且能够存储一个头指针，头指针“牵引"着一个单向链表(双向链表太费内存了）。当我们输入一个键值对时，键会被哈希函数转变成哈希值hash，随后由hash&(n-1)找到在桶数组中对应的下标以及数组中存放的头指针，将键值对作为一个整体被封装在该头指针指向的链表的节点中。

无序关联式容器内都维护着一个重要的成员变量——load_factor()，它叫做负载因子，数据类型为float，其值=插入键值对总量/桶数量，功能是分析键值对的分布情况，当负载因子<0.5时，说明不管是空间利用率还是访问效率都比较高，反之。下面我们通过代码来分析插入键值对对负载因子的影响。

在存储基本数据类型时，键(key)能够通过哈希函数转为哈希值（数据类型为size_t)，当我们的键为自定义数据类型时，就需要我们重新定义哈希函数和重载operator'=='运算符。

11.unordered_map（无序，键值对唯一）

11.1迭代器

由于哈希表的特性，使得unordered_map容器变得“无序”，所以它不在乎“顺序”没有“反向”这个概念，属于前向迭代器，只能进行++操作。

unordered_map容器有正向迭代器begin()、end()，常量迭代器cbegin()、cend()。

11.2访问方式

迭代器（获取迭代器的方式如find()）、at()、[]。

11.3增删查改

增：[]、insert()、emplace()、emplace_hint()。

删：erase()、clear()。

查改：访问方式。

12.unordered_multimap（无序，键值可重复）

类似unordered_map()，区别在于访问方式只能通过迭代器和指针，且重点使用equal_range()。

13.unordered_set（去重，无序，键值一体且唯一因此不能直接修改键值对）

类似set()。

14.unordered_multiset（无序，键值一体可重复且因此不能直接修改键值对）

类似multiset()。

15.容器的选择

通常情况下，我们一般会面对以下四种需求：

1. 随机访问。

2. 频繁增删。

3. 查找且有序。

4. 快速查找。

面对第一种需求，我们尽量选择vector容器，因为它既拥有数组的连续访问性又能够“动态扩展”，其次再选择array容器或是deque容器。面对第二种需求，我们不用多想，肯定选择list容器，因为我们需要频繁对元素进行增删，如果你选vector这种容器，又要扩容又要复制，得多费时间啊。面对第三种需求，用map容器就最为合适了，就像我们查字典一样，根据拼音或部首进行字的查询，直接跳到对应的地方查字，就不用一页一页地找。最后一种数据库里最常见，比如银行系统就需要根据用户账户快速定位用户全部信息，及时更新数据。

二、迭代器

注意迭代器是由容器类型定义的，不是由容器对象定义，begin()、end()、rbegin()、rend()、cbegin()、cend()、crbegin()、crend()。
迭代器的类型由功能决定而不是函数决定，即map容器的begin()返回的是双向迭代器，而unordered_multimap的begin()返回的是前向迭代器。

反向迭代器的移动，从rbegin到rend也是++操作（前向++）。

vector是动态数组，增减元素都会导致位置变化，所以在使用迭代器时要及时更新迭代器，否则导致迭代器失效，造成程序崩溃等未定义行为，vector和deque均需要及时更新迭代器。但list通过指针连接上下节点，即使增减元素也不会改变原来元素的位置，因此不用更新迭代器。