C++序列式容器（STL序列式容器）

素颜马尾好姑娘i 2023-05-31 07:54 23阅读 0赞

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。

![format_png][]  
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。

<table>  表 2 array、vector 和 deque 容器的函数成员  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>函数成员</th> 
   <th>array&lt;T,N&gt;</th> 
   <th>vector&lt;T&gt;</th> 
   <th>deque&lt;T&gt;</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>begin() -&nbsp;返回幵始迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>end() -&nbsp;返回结束迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rbegin() -&nbsp;返回反向'开始迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rend() -&nbsp;返回反向结束迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cbegin() -&nbsp;返M const开始迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cend() -&nbsp;返回const结束迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>crbegin() -&nbsp;返回const反向开始迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>crend() -&nbsp;返回const反向结束迭代器</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>assign() -&nbsp;用新元素替换原有内容</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>operator=() -&nbsp;复制同类型容器的元素，或者用初始化列表替换 现有内容</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>size() -&nbsp;返回实际元素个数</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>max_size() -&nbsp;返回元素个数的设大值</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>capacity() -&nbsp;返回当前容量</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>empty() -&nbsp;返回true,如果容器中没有元素的话</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>resize() -&nbsp;改变实际元素的个数</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>shrink _to_fit() -&nbsp;将内存减少到等于当前元素实际所使用的大小</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>front()&nbsp;- 返回第一个元素的引用</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>back()&nbsp;- 返回铖后一个元素的引用</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>operator[]() -&nbsp;使用索弓丨访问元素</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>at()&nbsp;- 使用经过边界检査的索引访问元素</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>push_back() -&nbsp;在序列的尾部添加一个元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>insert()&nbsp;- 在指定的位置插入一个或多个元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>emplace() -&nbsp;在指定的位置直接生成一个元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>emplace_back() -&nbsp;在序列尾部生成一个元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pop_back()&nbsp;- 移出序列尾部的元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>erase()&nbsp;- 移出一个元素或一段元素</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>clear() - 移出所苻的元素，容器大小变为 0</td> 
   <td>-</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>swap() - 交换两个容器的所有元素</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>data() - 返回包含元素的内部数组的<a href="http://c.biancheng.net/c/80/" rel="nofollow">指针</a></td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。

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

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。

[format_png]: /images/20230531/20cfd13c261443b6b036d0ffb7071875.png