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C++序列式容器(STL序列式容器)是什么

序列容器以线性序列的方式存储元素。它没有对元素进行排序,元素的顺序和存储它们的顺序相同。以下有5种标准的序列容器,每种容器都具有不同的特性:
  • array<T,N>(数组容器)是一个长度固定的序列,有 N 个 T 类型的对象,不能增加或删除元素。
  • vector<T>(向量容器)是一个长度可变的序列,用来存放 T 类型的对象。必要时,可以自动增加容量,但只能在序列的末尾高效地增加或删除元素。
  • deque<T>(双向队列容器)是一个长度可变的、可以自动增长的序列,在序列的两端都不能高效地增加或删除元素。
  • list<T>(链表容器)是一个长度可变的、由 T 类型对象组成的序列,它以双向链表的形式组织元素,在这个序列的任何地方都可以高效地增加或删除元素。访问容器中任意元素的速度要比前三种容器慢,这是因为 list<T> 必须从第一个元素或最后一个元素开始访问,需要沿着链表移动,直到到达想要的元素。
  • forward list<T>(正向链表容器)是一个长度可变的、由 T 类型对象组成的序列,它以单链表的形式组织元素,是一类比链表容器快、更节省内存的容器,但是它内部的元素只能从第一个元素开始访问。

图 1 说明了可供使用的序列容器以及它们之间的区别。


图 1 标准的序列容器

图 1 中每种类型容器的操作都可以高效执行,但其他示例中的操作可能会慢一些。

容器中常见的函数成员

在本章的剩余部分,会详细介绍每一类序列容器的用法。序列容器包含一些相同的成员函数,它们的功能也相同。本教程会在某个容器的上下文中详细介绍下面的每个函数,但对于每种类型的容器不会重复介绍它们的细节。

表 2 展示了 array、vector 和 deque 容器的函数成员,它们中至少有两个容器实现了同样的函数成员。

表 2 array、vector 和 deque 容器的函数成员
函数成员 array<T,N> vector<T> deque<T>
begin() - 返回幵始迭代器
end() - 返回结束迭代器
rbegin() - 返回反向'开始迭代器
rend() - 返回反向结束迭代器
cbegin() - 返M const开始迭代器
cend() - 返回const结束迭代器
crbegin() - 返回const反向开始迭代器
crend() - 返回const反向结束迭代器
assign() - 用新元素替换原有内容 -
operator=() - 复制同类型容器的元素,或者用初始化列表替换 现有内容
size() - 返回实际元素个数
max_size() - 返回元素个数的设大值
capacity() - 返回当前容量 - -
empty() - 返回true,如果容器中没有元素的话
resize() - 改变实际元素的个数 -
shrink _to_fit() - 将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小 -
front() - 返回第一个元素的引用
back() - 返回铖后一个元素的引用
operator[]() - 使用索弓丨访问元素
at() - 使用经过边界检査的索引访问元素
push_back() - 在序列的尾部添加一个元素 -
insert() - 在指定的位置插入一个或多个元素 -
emplace() - 在指定的位置直接生成一个元素 -
emplace_back() - 在序列尾部生成一个元素 -
pop_back() - 移出序列尾部的元素 -
erase() - 移出一个元素或一段元素 -
clear() - 移出所苻的元素,容器大小变为 0 -
swap() - 交换两个容器的所有元素
data() - 返回包含元素的内部数组的指针 -

缺少“是”的列表明,对应的容器并没有定义这个函数。没有必要记住这张表,该表仅供参考。在深入了解到容器是如何组织元素以后,你会本能地知道哪个容器的哪些成员函数能使用。

在表 2 中,对于以链表来组织元素的容器,它们的内部组织方式有很大差别。list 和 forward_list 容器彼此非常相似。forward_list中包含了 list 的大部分成员函数,forward_list 中未包含那些需要反向遍历的函数,所以示例中没有反向迭代器。作为参考,表 3 展示了 list 和 forward_list 的函数成员。

表 3 list 和 forward_list 的函数成员
函数成员 list<T> forward list<T>
begin() - 返回开始迭代器
end() - 返回结束迭代器
rbegin() - 返回反向开始迭代器 -
rend() - 返回反向结束迭代器 -
cbegin() - 返回 const 开始结束迭代器
before_begin() - 返回一个指向第一个元素前一个位置的迭代器 -
cbefore_begin() - 返回一个指向第一个元素前一个位置的const迭代器 -
cend() - 返回 const 结束迭代器
crbegin() - 返回 const 反向开始迭代器 -
crend() - 返回 const 反向结束迭代器 -
assign() - 用新元素替换原有内容
operator=() - 复制同类型容器的元素,或者用初始化列表替换现有内容
size() - 返回实际元素个数 -
max_size() - 返回元素个数的最大值
resize() - 改变实际元素的个数
empty() - 返回 true,如果容器中没有元素的话
from() - 返回第一个元素的引用
back() - 返回最后一个元素的引用 -
push_back() - 在序列的潘部添加一个元素 -
push_front() - 在序列的起始位置添加一个元素
emplace() - 在指矩位置直接生成一个元素 -
emplace_after() - 在指定位置的后面直接生成一个元素 -
emplace_back() - 在序列尾部生成一个元素 -
cmplacc_front() - 在序列的起始位生成一个元索
insert() - 在指定的位置插入一个或多个元素 -
insert_after() - 在指定位置的后面插入一个或多个元素 -
pop_back() - 移除序列尾部的元素 -
pop_front() - 移除序列头部的元素
reverse()-反向元素的顺序
erase() - 移除指定位置的一个元素或一段元素 -
erase_after() - 移除指定位 1;后面的一个元素或一段元素 -
remove() - 移除所苻和参数匹配的元素
remove_if() - 移除满足一元函数条件的所有元素
unique() - 移除所有连续重复的元素
clear() - 移除所有的元素,容器大小变为 0
swap() - 交换两个容器的所有元素
sort() - 对元素进行排序
merge() - 合并两个有序容器
splice() - 移动指定位置前面的所有元素到另一个同类型的 list 中 -
splice_after() - 移动指定位置后面的所有元素到另一个同类型的 list 中 -

所有序列容器的函数成员 max_size() 都会返回它能存储的元素个数的最大值。这通常是一个很大的值,一般是 232-1,所以我们很少会用到这个函数。