文章目錄
- 容器的分類
- 序列式容器(sequence containers)代碼示例
- 輔助函數
- array 容器
- array容器的測試代碼
- 測試代碼中部分函數解析
- vector 容器
- vector 容器的測試代碼
- 測試代碼中部分函數解析
- list 容器
- list 容器的測試代碼
- 測試代碼中部分函數解析
- forward_list 容器
- deque 容器
- stack 容器
- queue 容器
- 關聯式容器(Associative Containers)代碼示例
- multiset 容器
- multiset 容器測試代碼
- multimap 容器
- multimap 容器測試代碼
- unordered_multiset 容器
- unordered_multiset 容器測試代碼
- unordered_multimap 容器
- set容器,map容器
- unordered_set 容器
- unordered_map 容器
容器的分類
-
序列式容器(sequence containers)
- Array
- 連續空間,大小不能擴充
- Vector
- 連續空間,前面不可以擴充,后面可以擴充,
- Deque
- 連續空間,前后都可以擴充,
- List
- 雙向鏈表,每一個元素帶有兩個指針,其占用內存比單向鏈表要多
- Forward-List
- 單向鏈表
- Array
-
關聯式容器(Associative Containers)(有key和value,適合做快速查找操作)
- set/Multiset
- set的key就是value,value就是key,set元素不能重復,Multiset元素可以重復
- Map/Multimap
- Map的每一個結點都有一個key和value,Map元素的key不能重復,Multimap元素的key可以重復
- Map的每一個結點都有一個key和value,Map元素的key不能重復,Multimap元素的key可以重復
- set/Multiset
-
不定序容器(Unordered Containers)(是關聯式容器中的一種,底部結構是hashtable)
序列式容器(sequence containers)代碼示例
輔助函數
//得到目標long
long get_a_target_long() {long target = 0;cout << "target (0~" << RAND_MAX << "):";cin >> target;return target;
}
//得到目標string
string get_a_target_string() {long target = 0;char buf[10];cout << "target (0~" << RAND_MAX << "):";cin >> target;//snprintf 將數值target轉換成字符串snprintf(buf,10,"%d",target);return string(buf);
}
//比較兩個long是否相等
int compareLongs(const void *a, const void *b) {return (*(long*)a- *(long*)b);
}
//比較兩個string是否相等
int compareStrings(const void *a, const void *b) {if (*(string*)a > *(string*)b)return 1;else if (*(string*)a < *(string*)b)return -1;elsereturn 0;
}
array 容器
array<long,ASIZE> c; array數組,第一個參數是容器中的類型,第二個參數是數組的大小。
array.size(); array的大小
array.front(); array的第一個元素
array.back(); array的最后一個元素
array.data(); array數組的首地址
array容器的測試代碼
#include<iostream>
#include<array>
#include<ctime>
#include<cstdlib>//using namespace std;const int ASIZE = 50000;void test_array() {cout << "test_array() starting......" << endl;array<long, ASIZE> c ;clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < ASIZE;++i) {c[i] = rand();}cout << "array數組中插入50000個元素所用時間:" << clock()- timeStart <<endl;cout << "array大小是:" << c.size() << endl;cout << "array中第一個元素是:" << c.front() << endl;cout << "array中最后一個元素是:" << c.back() << endl;cout << "array首地址是:" << c.data() << endl;//設定目標long值long target = get_a_target_long();timeStart = clock();qsort(c.data(),ASIZE,sizeof(long),compareLongs);long* pItem=(long*)bsearch(&target,c.data(), ASIZE, sizeof(long), compareLongs);cout << "qsort和bsearch所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (pItem != NULL)cout << *pItem << "在數組中,已找到!" << endl;elsecout << *pItem << "不在數組中!" << endl;
}
//調用test_array()
int main() {test_array();system("pause");return 0;
}
輸出結果:
test_array() starting......
array數組中插入50000個元素所用時間:8
array大小是:50000
array中第一個元素是:41
array中最后一個元素是:14499
array首地址是:001CF028
target (0~32767):2000
qsort和bsearch所用時間:43
2000在數組中,已找到!
測試代碼中部分函數解析
qsort和bsearch在cstdlib文件中
qsort(容器首地址,容器中元素數量,每一個元素的字節大小,排序方式)
bsearch(查詢內容的地址,容器首地址,容器中元素數量,每一個元素的字節大小,排序方式)
vector 容器
vector容器的空間大小是兩倍兩倍的增長。其中兩倍增長的意思是,當空間大小不夠時,在另一塊空間找到兩倍大小的空間,將數據進行搬移到另一空間,而不是在原有空間的基礎上進行增長。主要原因是因為vector空間連續。
vector<string> c;聲明一個vector,第一參數是元素類型,第二參數是分配器,不寫的話即是默認分配器vector.size() 是真正元素的個數
vector.capacity()是當前空間的大小
vector.push_back()是往vector里放數據以下功能同array:
vector.front()
vector.back()
vector.data()
vector 容器的測試代碼
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<string>using namespace std;void test_vector(long& targets) {cout << "test_vector() starting......" << endl;vector<string> c;char buf[10];clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < targets; ++i) {snprintf(buf, 10, "%d", rand());c.push_back(string(buf));}cout << "vector中插入50000個元素所用時間:" << clock() - timeStart << endl;cout << "vector大小是:" << c.size() << endl;cout << "vector容量是:" << c.capacity() << endl;cout << "vector中第一個元素是:" << c.front() << endl;cout << "vector中最后一個元素是:" << c.back() << endl;cout << "vector首地址是:" << c.data() << endl;//設定目標值string target = get_a_target_string();timeStart = clock();auto ite=find(c.begin(),c.end(),target);cout << "find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (ite != c.end())cout << *ite << "在vector中,已找到!" << endl;elsecout << *ite << "不在vector中!" << endl;timeStart = clock();sort(c.begin(), c.end());string* pItem = (string*)bsearch(&target,c.data(),c.size(),sizeof(string),compareStrings);cout << "sort+bsearch所用時間:" << clock()-timeStart<<endl;if (pItem != NULL)cout << *pItem << "在vector中,已找到!" << endl;elsecout << *pItem << "不在vector中!" << endl;
}
//調用test_vector函數
int main() {long targets = 50000;test_vector(targets);system("pause");return 0;
}
輸出結果:
test_vector() starting......
vector中插入50000個元素所用時間:2047
vector大小是:50000
vector容量是:61447
vector中第一個元素是:41
vector中最后一個元素是:14499
vector首地址是:00970060
target (0~32767):1357
find所用時間:18
1357在vector中,已找到!
sort+bsearch所用時間:4094
1357在vector中,已找到!
測試代碼中部分函數解析
首尾迭代器是前閉后開區間的形式
find(首迭代器,尾迭代器,搜尋的目標值)
sort(首迭代器,尾迭代器)
sort(首迭代器,尾迭代器,Compare comp) 其中,comp接受兩個參數,返回bool值,comp是給出比較兩個數的大小關系的方式
list 容器
list是每增加一個元素就增加一個對應大小的空間,其存儲空間是不連續的。空間利用率高,但搜索數據慢。
list<string>c; 聲明一個list,第一參數是元素類型,第二參數是分配器list.size() 是真正元素的個數list.capacity()是當前空間的大小list.push_back()是往vector里放數據以下功能同array:list.front()list.back()list.data()
list 容器的測試代碼
#include<list>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<string>
using namespace std;void test_list(long& targets) {cout << "test_list() starting......" << endl;list<string> c;char buf[10];clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < targets; ++i) {snprintf(buf, 10, "%d", rand());c.push_back(string(buf));}cout << "list中插入50000個元素所用時間:" << clock() - timeStart << endl;cout << "list大小是:" << c.size() << endl;cout << "list max_size大小是:" << c.max_size() << endl;cout << "list中第一個元素是:" << c.front() << endl;cout << "list中最后一個元素是:" << c.back() << endl;//設定目標值string target = get_a_target_string();timeStart = clock();auto ite = find(c.begin(), c.end(), target);cout << "find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (ite != c.end())cout << *ite << "在list中,已找到!" << endl;elsecout << *ite << "不在list中!" << endl;timeStart = clock();c.sort();cout << "sort所用時間:" << clock() - timeStart << endl;}
//調用test_list函數
int main() {long targets = 50000;test_list(targets);system("pause");return 0;
}
輸出結果
test_list() starting......
list中插入50000個元素所用時間:840
list大小是:50000
list max_size大小是:119304647
list中第一個元素是:41
list中最后一個元素是:14499
target (0~32767):1234
find所用時間:12
1234在list中,已找到!
測試代碼中部分函數解析
list和 forward_list都有自己的sort函數
c.sort();是容器中的sort函數,不是標準庫中的sort函數,當容器中有sort函數時,優先選擇容器中的sort函數
forward_list 容器
forward_list<string>c; 聲明一個forward_list
forward_list.push_front() 只有push_front()沒有push_back(),即從beginning開始插入數據,比較快,從后面插入數據太慢,
forward_list.front() 首元素,沒有forward_list.back(),沒有forward_list.size()找forward_list里的元素,可用auto pItem=::find(c.begin(),c.end(),target),
::表示全局,即標準庫中的find函數,返回的pItem是一個迭代器
deque 容器
雙向開口,可進可出的連續性存儲空間,但它是分段連續,
即在每一段中是連續的,段與段之間不連續,但在使用過程中,我們會覺得deque是整個連續的
當deque的空間不夠用時,調用push_back時,會再分配一段空間使用deque<string>c; deque的聲明
size(),front(),back(),max_size()函數意義同上找deque里的元素,可用auto pItem=::find(c.begin(),c.end(),target),deque自身沒有sort函數,排序要用全局的sort,即 ::sort(c.begin(),c.end());
stack和queue容器沒有新的技術,是使用deque得到的,一般不稱為容器,而是稱為容器適配器(container adapters)。stack和queue不提供迭代器相關操作,因為如果有迭代器相關操作的話,則stack和queue就可以改變其內部的數據,不再符合先進后出和先進先出的特性。
stack 容器
先進后出stack<string>c; stack的聲明
size()
top() 返回最頂部數據,不彈出
pop() 最頂部元素彈出來
push() 元素放進去
queue 容器
先進先出queue<string>c; queue的聲明
size()
front()
back()
pop() 元素彈出來
push() 元素放進去
關聯式容器(Associative Containers)代碼示例
multiset 容器
沒有push_back,沒有push_front
multiset<string>c;
multiset.insert() 插入元素
multiset.size()
multiset.max_size()搜尋某數據,multiset.find()比::find()快
multiset 容器測試代碼
#include<set>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<string>using namespace std;void test_multiset(long& targets) {cout << "test_multiset() starting......" << endl;multiset<string> c;char buf[10];clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < targets; ++i) {snprintf(buf, 10, "%d", rand());c.insert(string(buf));}cout << "multiset中插入50000個元素所用時間:" << clock() - timeStart << endl;cout << "multiset大小是:" << c.size() << endl;cout << "multiset max_size大小是:" << c.max_size() << endl;//設定目標值string target = get_a_target_string();timeStart = clock();auto ite = find(c.begin(), c.end(), target);cout << "find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (ite != c.end())cout << *ite << "在multiset中,已找到!" << endl;elsecout << *ite << "不在multiset中!" << endl;timeStart = clock();c.find(target);cout << "multiset容器中find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;}
//調用test_multiset函數int main() {long targets = 50000;test_multiset(targets);system("pause");return 0;
}
輸出結果,可以看出,容器自帶的find函數快
test_multiset() starting......
multiset中插入50000個元素所用時間:2966
multiset大小是:50000
multiset max_size大小是:97612893
target (0~32767):88
find所用時間:62
88在multiset中,已找到!
multiset容器中sort所用時間:0
multimap 容器
multimap<long,string>c; 聲明multimap
multimap.insert(pair<long,string>(i,buf)); 插入key,value
multimap不可用[]做插入操作
multimap 容器測試代碼
#include<map>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<string>using namespace std;void test_multimap(long& targets) {cout << "test_multimap() starting......" << endl;multimap<long,string> c;char buf[10];clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < targets; ++i) {snprintf(buf, 10, "%d", rand());c.insert(pair<long, string>(i,string(buf)));}cout << "multimap中插入50000個元素所用時間:" << clock() - timeStart << endl;cout << "multimap大小是:" << c.size() << endl;cout << "multimap max_size大小是:" << c.max_size() << endl;//設定目標long值long target = get_a_target_long();timeStart = clock();auto pItem=c.find(target);cout << "multimap容器中find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (pItem != c.end())cout << "key為:" << pItem->first << " 在multimap中已找到,其value為:" << pItem->second << endl;elsecout << "key為:" << pItem->first << " 在multimap中不存在" << endl;}//調用test_multimap函數
int main() {long targets = 50000;test_multimap(targets);system("pause");return 0;
}
輸出結果
test_multimap() starting......
multimap中插入50000個元素所用時間:2760
multimap大小是:50000
multimap max_size大小是:89478485
target (0~32767):30000
multimap容器中find所用時間:0
key為:30000 在multimap中已找到,其value為:8970
unordered_multiset 容器
unordered_multiset 容器底層結構是hashtable,multiset和multimap底層結構是紅黑樹
#include<unordered_set>
unordered_multiset<string> c;c.size()
c.max_size()
c.bucket_count(); bucket的個數
c.load_factor(); 載重因子
c.max_load_factor(); 最大載重因子為1
c.max_bucket_count(); 最大bucket個數
c.bucket_size(i);
unordered_multiset 容器測試代碼
#include<unordered_set>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<string>using namespace std;void test_unordered_multiset(long& targets) {cout << "test_unordered_multiset() starting......" << endl;unordered_multiset<string> c;char buf[10];clock_t timeStart = clock();for (long i = 0; i < targets; ++i) {snprintf(buf, 10, "%d", rand());c.insert(string(buf));}cout << "unordered_multiset中插入50000個元素所用時間:" << clock() - timeStart << endl;cout << "unordered_multiset size是:" << c.size() << endl;cout << "unordered_multiset max_size大小是:" << c.max_size() << endl;cout << "unordered_multiset bucket_count()是:" << c.bucket_count() << endl;cout << "unordered_multiset load_factor()是:" << c.load_factor() << endl;cout << "unordered_multiset max_load_factor()是:" << c.max_load_factor() << endl;cout << "unordered_multiset max_bucket_count()是:" << c.max_bucket_count() << endl;for (int i = 0; i < 20;++i) {cout << "bucket # " << i << " has " << c.bucket_size(i) << " elements" << endl;}//設定目標值string target = get_a_target_string();timeStart = clock();auto ite = find(c.begin(), c.end(), target);cout << "find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;if (ite != c.end())cout << *ite << "在unordered_multiset中,已找到!" << endl;elsecout << *ite << "不在unordered_multiset中!" << endl;timeStart = clock();c.find(target);cout << "unordered_multiset容器中find所用時間:" << clock() - timeStart << endl;}
輸出結果
test_unordered_multiset() starting......
unordered_multiset中插入50000個元素所用時間:3668
unordered_multiset size是:50000
unordered_multiset max_size大小是:119304647
unordered_multiset bucket_count()是:65536
unordered_multiset load_factor()是:0.762939
unordered_multiset max_load_factor()是:1
unordered_multiset max_bucket_count()是:536870911
bucket # 0 has 0 elements
bucket # 1 has 0 elements
bucket # 2 has 2 elements
bucket # 3 has 0 elements
bucket # 4 has 8 elements
bucket # 5 has 2 elements
bucket # 6 has 0 elements
bucket # 7 has 0 elements
bucket # 8 has 0 elements
bucket # 9 has 0 elements
bucket # 10 has 0 elements
bucket # 11 has 0 elements
bucket # 12 has 0 elements
bucket # 13 has 0 elements
bucket # 14 has 0 elements
bucket # 15 has 0 elements
bucket # 16 has 0 elements
bucket # 17 has 0 elements
bucket # 18 has 0 elements
bucket # 19 has 0 elements
target (0~32767):1357
find所用時間:36
1357在unordered_multiset中,已找到!
unordered_multiset容器中find所用時間:0
unordered_multimap 容器
使用方法同multimap
set容器,map容器
使用方法同multiset,multimap,但是插入數據不重復
map可以用[]插入數據,例 map[key]=value;
unordered_set 容器
unordered_map 容器
底層結構是hashtable,用法同set和map