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STL各种容器的使用总结

STL各种容器的使用总结

作者: eb51589b1211 | 来源:发表于2016-04-18 11:58 被阅读1359次

如何高效的使用STL:

部分摘取:大CC《高效的使用STL》

一 当对象很大时,建立指针的容器而不是对象的容器

1 STL基于拷贝的方式的来工作,任何需要放入STL中的元素,都会被复制

这也好理解,STL工作的容器是在堆内开辟的一块新空间,而我们自己的变量一般存放在函数栈或另一块堆空间中。为了能够完全控制STL自己的元素,为了能在自己的地盘随心干活,这就涉及到复制。而如果复制的对象很大,由复制带来的性能代价也不小,对于大对象的操作,使用指针来代替对象能消除这方面的代价、

2 只涉及到指针拷贝操作, 没有额外类的构造函数和赋值构造函数的调用;

不可取:

vecttor vt1;

vt1.push_bach(myBigObj);

可取:

vecttor vt2;

vt2.push_bach(new BigObj());

注意事项:

1容器销毁前需要自行销毁指针所指向的对象;否则就造成了内存泄漏;

2 使用排序等算法时,需要构造基于对象的比较函数,如果使用默认的比较函数,其结果是基于指针大小的比较,而不是对象的比较

二 判断容器是否为空时,使用empty()而不是size()==0,因为list的遍历是限行时间,而size()会遍历容器中的没一个元素。

三 尽量用区间成员函数代替单元素操作

使用区间成员函数有以下好处:

1 更少的函数调用

2 更少的元素移动

3 更少的内存分配

例:将v2后半部的元素赋值给v1:

单元式操作:(差)

for (vector::const_iterator ci = v2.begin() + v2.size() / 2;

ci != v2.end();++ci)

v1.push_back(*ci)

使用区间成员函数assign():(优)

v1.assign(v2.begin() + v2.size() / 2, v2.end());

一、vector:简单,允许随机存储,数据的存取十分灵活,在缺省情况下应该使用。

1、在使用vector的时候,需要有一点注意:尽量少使用erase,因为在发生erase的时候,会发生一次拷贝,vector要保持结构的完整性,会把从操作对象后的每一个成员都进行一次拷贝,并前移一位,但是在最后一个成员发生移动的时候,如果成员是一个非常规类型,会发生析构,那该成员以及该成员的拷贝都将被删除

2、在vector使用reverse_iterator时,很多操作如erase,insert都不允许对reverse_iterator直接操作,需要创建一个iterator(reverse_iterator.base()),然后对iterator进行操作。

3、如果想使用reverse_iterator删除一个容器中的一个元素,优选方法:

vector<int>v;

//向v插入1到5,同上

vecot<int>::reverse_iteratorri=

find(v.rbegin(),v.rend(),3);//同上,ri指向3

v.erase(--ri.base());//尝试删除ri.base()前面的元素;对于vector,一般来说编译不通过

//同上

v.erase((++ri).base());//删除ri指向的元素;

//这下编译没问题了!

4、关于reserve和resize的区别:

reserve只是预留出空间,并不真正的创建元素,所以并不会进行初始化。

resize后,修改容器空间,并初始化元素,这时候可以通过operator[]来进行操作。

vector 的 resize() 动作,会把原内存memset/bzero 0

5、容器clear()后内存释放与否

C++ STL 的 vector 容器在 clear() 之后不会释放内存,需要 swap(empty vector),这是有意为之(C++11 里增加了 shrink_to_fit() 函数)。不要记成了所有 STL 容器都需要 swap(empty one) 来释放内存。

事实上其他容器(map/set/list/deque)都只需要 clear() 就能释放内存。

只有含 reserve()/capacity() 成员函数的容器才需要用 swap 来释放空间,而 C++ 里只有 vector 和 string 这两个符合条件。

实际使用中,vector在小数据量(可能千以内吧)时,遍历、查找、添加删除,都是很快的,完全可以选择它。

二、deque:经常在头部和尾部安插和移除元素,并且存储的容量也比vector大得多。

PS.关于队列,还有一个queue,这个队列和deque是有区别的,queue是对std容器的封装,采用FIFO的策略,queue没有clear()函数,这确实会导致效率下降,相比deque,在100000级元素的清除中才会有0.5秒的差距,push()和push_back()动作基本一致,queue稍快,但是也要在10w级size的操作才会有0.01秒的区别。

三、list:如果经常在容器的中段执行安插,移除和移动元素。但是不支持随机存储。如果需要“每次安插不成功,便无效用”。list erase元素时,需要注意erase返回迭代器,否则list迭代器失效。即:itr=lst.erase(itr);

四、set和multiset:经常以某个准则寻找元素,可以使用“以这个准则为排序准则”的set和multiset,在大量的数据情况下,对数复杂度比线性复杂度的效果要好的多。set使用的是二叉树,如果hash table可用,其性能比二叉树高5-10倍,但是hash table并未提供插入元素的排序,如果需要对元素进行排序,则无法使用。

五、map和multimap:使用(key、value)的pair,使用字典,使用关联式数组 e.g“map[key] = value”。复杂度也是对数复杂度,这几乎是最快的,hash也是对数复杂度。map内部是采用平衡二叉树,hash map的查找与数据量无关,复杂度是O(1)。

在不碰撞的前提下,hash map的查找速度是最快的,何为“不碰撞”?所谓不碰撞,就是要有足够好的hash函数,否则的话,可能会和链表一样,复杂度O(N)。

unorder_set/map:的性能优于map和hash map,唯一的问题就是无需排列,如果保存的数据没有序列要求,建议使用。查找的性能尤其突出。

六、list容器中尽量不要使用删除操作,比插入操作多消耗近百倍

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