C++容器库优化及应用

25/29C++容器库优化及应用第一部分C++容器的优化策略 2第二部分容器的内存分配机制 6第三部分容器的元素存储布局 9第四部分容器操作的时间复杂度分析 11第五部分容器的应用场景与选择依据 14第六部分容器库中常用算法的分析与实现 17第七部分容器库中容器类别的分类与特点 20第八部分C++容器库（STL）常用容器的选择和使用技巧 25

第一部分C++容器的优化策略关键词关键要点容器选择

1.选择合适的数据结构：根据实际需求，选择最适合的容器数据结构，如向量、链表、哈希表等。考虑因素包括访问模式、数据大小、插入和删除频率等。

2.利用容器的固有特性：充分利用容器的固有特性，如向量的连续存储和哈希表的快速查找。优化算法和代码逻辑，以充分发挥容器的优势。

3.使用容器库提供的辅助功能：容器库通常提供一些辅助功能，如迭代器、比较器和函数对象等。善于利用这些辅助功能，可以简化编程工作，提高代码可读性。

容器性能优化

1.减少容器的内存分配：内存分配是导致性能瓶颈的主要原因之一。在频繁更改容器大小的情况下，可以考虑使用预分配内存。

2.避免容器的深层复制：深层复制会消耗大量的时间和内存。在需要复制容器时，可以考虑使用浅层复制或移动语义。

3.使用容器的并行算法：某些容器库提供了并行算法，如并行排序和并行查找。利用多核处理器的优势，并行算法可以显著提高性能。

容器内存管理优化

1.使用智能指针：智能指针可以自动管理内存，避免内存泄漏和悬空指针等问题。C++11标准引入了新的智能指针类型，如unique_ptr和shared_ptr，可以更方便地管理内存。

2.利用容器的内存池：容器库通常提供内存池的功能。内存池可以预先分配一定数量的内存，并在需要时分配给容器。这样可以减少内存分配的次数，提高性能。

3.使用定制的内存分配器：在某些情况下，标准的内存分配器可能无法满足特定需求。可以使用定制的内存分配器，以满足特定的性能要求。

容器并发访问优化

1.使用线程安全的容器：在多线程环境中，需要使用线程安全的容器，以避免数据竞争和损坏。容器库通常提供线程安全的容器类型，如thread-safevector和thread-safemap。

2.使用锁来保护容器：在使用非线程安全的容器时，可以使用锁来保护容器，以防止多线程同时访问同一个容器。可以使用互斥锁、读写锁等锁机制。

3.使用无锁容器：对于某些高并发场景，可以使用无锁容器，以避免锁的开销。无锁容器通常使用原子操作和compare-and-swap等技术实现。

容器扩展优化

1.使用自定义容器：在某些情况下，标准容器库并不能满足特定需求。可以使用自定义容器，以实现特定的功能和性能要求。

2.使用第三方容器库：除了标准容器库外，还有许多第三方容器库可供选择。这些容器库通常提供更丰富的功能和更高的性能。

3.使用容器适配器：容器适配器可以将一种容器类型转换为另一种容器类型。这样可以复用现有代码，并实现特定的功能和性能要求。

容器应用场景

1.数据结构：容器是实现数据结构的常见工具。可以利用容器来实现栈、队列、链表、树等各种数据结构。

2.算法实现：容器可以用于实现各种算法。例如，可以使用哈希表来实现查找算法，可以使用优先队列来实现排序算法。

3.高性能计算：容器可以用于高性能计算。例如，可以使用并行容器来实现并行算法。

4.图形学：容器可以用于图形学。例如，可以使用容器来存储顶点和边，也可以使用容器来实现图形渲染算法。

5.网络编程：容器可以用于网络编程。例如，可以使用容器来存储网络数据包，也可以使用容器来实现网络协议。

6.系统编程：容器可以用于系统编程。例如，可以使用容器来存储进程信息，也可以使用容器来实现内存管理算法。#C++容器的优化策略

C++标准模板库（STL）提供了一系列高效且易于使用的容器，包括向量、链表、哈希表等。这些容器可以满足大多数程序开发的需求。但是，在某些情况下，我们需要对容器进行优化，以满足特定应用的需求。

优化C++容器的策略主要有以下几种：

1.选择合适的容器

C++STL提供了多种不同的容器，每种容器都有其独特的特性和优点。选择合适的容器对于提高程序的性能至关重要。例如，如果需要快速访问元素，可以选择向量；如果需要频繁地插入和删除元素，可以选择链表；如果需要快速查找元素，可以选择哈希表。

2.减少容器的开销

容器的开销是指容器本身占用的内存空间和时间。减少容器的开销可以提高程序的性能。例如，可以通过预分配容器的内存来减少容器的内存开销；可以通过使用更紧凑的数据结构来减少容器的时间开销。

3.优化容器的算法

STL算法是对容器元素进行各种操作的函数，包括查找、排序、插入、删除等。优化容器的算法可以提高程序的性能。例如，可以通过使用更快的算法来提高查找算法的性能；可以通过使用更稳定的算法来提高排序算法的性能。

4.使用容器适配器

容器适配器是将一种容器的接口转换为另一种容器的接口的包装器。使用容器适配器可以方便地将一种容器转换为另一种容器，而无需修改程序代码。例如，可以使用`std::set`适配器将`std::vector`转换为`std::set`。

5.使用容器的特殊成员函数

C++容器提供了一些特殊成员函数，可以方便地对容器进行各种操作。例如，可以使用`std::vector::reserve()`函数预分配容器的内存；可以使用`std::list::splice()`函数将一个链表插入到另一个链表中。

6.使用容器库

C++社区中有许多开源的容器库，这些库提供了比STL更强大和高效的容器。例如，Boost库提供了`boost::multi_index_container`容器，该容器支持多种索引方式；GoogleC++TestingFramework库提供了`google::sparse_hash_map`容器，该容器支持稀疏哈希表。

7.使用硬件特性

现代计算机硬件提供了许多特性可以用来提高容器的性能。例如，可以使用多核处理器来并行执行容器操作；可以使用SIMD指令来提高容器元素的处理速度。

8.使用性能分析工具

性能分析工具可以帮助我们找出程序中性能瓶颈所在。通过使用性能分析工具，我们可以找到需要优化的容器，并针对这些容器进行优化。例如，我们可以使用`perf`工具来分析程序的性能，并找出性能瓶颈所在。

9.遵循最佳实践

在使用C++容器时，应遵循一些最佳实践，以提高程序的性能。例如，应避免使用嵌套容器；应避免使用STL容器的默认构造函数；应避免使用STL容器的拷贝构造函数和赋值运算符。

通过遵循上述策略，我们可以优化C++容器的性能，并提高程序的性能。第二部分容器的内存分配机制关键词关键要点主题名称：容器的内存管理

1.容器采用动态内存分配机制，能够根据需要动态地分配和释放内存。

2.容器的内存管理机制通常采用两种方式：顺序内存分配和非顺序内存分配。顺序内存分配是指容器中的元素是连续存储的，非顺序内存分配是指容器中的元素是不连续存储的。

3.顺序内存分配的好处是访问速度快，但缺点是容易产生内存碎片。非顺序内存分配的好处是能够避免内存碎片，但缺点是访问速度较慢。

主题名称：容器的内存碎片

#容器的内存分配机制

容器库提供了一种高效而灵活的方式来管理和操作内存。容器的设计旨在满足各种应用程序的需求，从小型嵌入式系统到大型企业级应用程序。为了实现最佳性能，容器库使用了一系列内存分配机制。

内存分配器的作用

内存分配器负责在程序运行时动态分配和释放内存。当程序需要使用内存时，它会向内存分配器发出请求。内存分配器会从可用内存中分配一块合适大小的内存区域，并将其返回给程序。当程序不再需要这块内存区域时，它会将其归还给内存分配器。

容器库中的内存分配器

容器库中使用了几种不同的内存分配器，每种分配器都有其自身的特点和优势。

#全局内存分配器

全局内存分配器是容器库中使用的最基本类型的内存分配器。它为所有程序提供统一的内存分配服务。全局内存分配器的优点是简单高效，但它也有一个缺点：它可能会导致内存碎片。内存碎片是指由于内存分配和释放的不均匀性而导致的可用内存空间的不连续性。内存碎片会降低内存的利用率，并可能导致程序在运行时出现内存泄漏。

#局部内存分配器

局部内存分配器是容器库中使用的另一种类型的内存分配器。它为每个容器对象分配独立的内存区域。局部内存分配器的优点是它可以避免内存碎片，但它的缺点是它可能会导致内存浪费。如果容器对象的大小不均匀，那么局部内存分配器可能会分配出比实际需要的更大的内存区域。

#混合内存分配器

混合内存分配器是全局内存分配器和局部内存分配器的结合体。它为程序提供了一个统一的内存分配服务，同时又能避免内存碎片。混合内存分配器的优点是它既高效又灵活，但它的缺点是它比全局内存分配器和局部内存分配器都要复杂。

容器库中内存分配机制的优化

容器库中内存分配机制的优化是一个复杂且不断演进的过程。以下是一些常见的优化方法：

#内存池技术

内存池技术是一种预先分配一定数量的内存块的技术。当程序需要使用内存时，它会从内存池中分配一个内存块，而不是从操作系统中分配内存。内存池技术的优点是它可以减少内存分配和释放的开销，并可以提高程序的性能。

#Buddy系统

Buddy系统是一种内存分配算法，它将可用内存划分为大小相等的内存块。当程序需要使用内存时，Buddy系统会将可用内存块分成两半，直到找到一个大小合适的内存块。Buddy系统的优点是它可以减少内存碎片，并可以提高内存的利用率。

#指针压缩技术

指针压缩技术是一种减少指针大小的技术。指针压缩技术的原理是将指针存储在一个较小的内存区域中，并使用一个算法来将指针从较小的内存区域映射到实际的内存地址。指针压缩技术的优点是它可以减少内存的使用量，并可以提高程序的性能。

容器库中内存分配机制的应用

容器库中内存分配机制的应用非常广泛。以下是一些常见的应用场景：

#动态数组

动态数组是一种可以动态调整大小的数组。当程序需要增加或减少数组的元素数量时，动态数组会自动调整其大小。动态数组的实现通常使用内存池技术。

#链表

链表是一种线性数据结构，它由一组结点组成。每个结点都包含一个数据项和一个指向下一个结点的指针。链表的实现通常使用局部内存分配器。

#哈希表

哈希表是一种数据结构，它使用哈希函数将数据项映射到一个数组中。哈希表第三部分容器的元素存储布局关键词关键要点【容器元素存储布局】：

1.容器中元素的存储方式对容器的性能有很大的影响，容器的存储布局主要有两种：连续存储和非连续存储。

2.连续存储是指容器中的元素在内存中连续存储，这种存储方式的优点是访问速度快，缺点是插入和删除元素时需要移动其他元素。

3.非连续存储是指容器中的元素在内存中不连续存储，这种存储方式的优点是插入和删除元素时不需要移动其他元素，缺点是访问速度慢。

【动态数组内存分配】：

容器的元素存储布局

容器的元素存储布局是指容器中元素在内存中的排列方式。不同的容器有不同的元素存储布局，这决定了容器的性能和适用场景。

#顺序容器

顺序容器是一种元素按照一定顺序排列的容器，例如数组、向量和链表。顺序容器的元素存储布局是连续的，即每个元素紧挨着下一个元素存储在内存中。

*数组：数组是顺序容器中最简单的类型，其元素存储布局是一维的，即每个元素占用一个连续的内存单元。数组的优点是访问速度快，缺点是大小固定，无法动态增减元素。

*向量：向量是顺序容器中的一种动态数组，其元素存储布局也是一维的，但向量可以动态增减元素。向量的优点是访问速度快，并且可以动态增减元素，缺点是插入或删除元素时可能会导致内存重新分配，从而降低性能。

*链表：链表是顺序容器中的一种非连续的容器，其元素存储布局不是连续的，而是通过指针连接起来。链表的优点是插入或删除元素时不需要内存重新分配，缺点是访问速度慢，因为每次访问元素都需要遍历链表。

#关联容器

关联容器是一种元素按照键值对组织的容器，例如集合、映射和多重映射。关联容器的元素存储布局不是连续的，而是通过哈希表或平衡树等数据结构组织起来。

*集合：集合是一种不包含重复元素的关联容器，其元素存储布局是通过哈希表组织起来的。哈希表是一种将键值对存储在数组中的数据结构，通过哈希函数将键映射到数组中的索引，从而实现快速查找。集合的优点是查找速度快，缺点是插入或删除元素时可能会导致哈希表重新哈希，从而降低性能。

*映射：映射是一种将键值对存储在关联数组中的数据结构，其元素存储布局是通过平衡树组织起来的。平衡树是一种二叉查找树，通过旋转操作来保持树的平衡，从而实现快速查找。映射的优点是查找速度快，并且可以动态增减元素，缺点是插入或删除元素时可能会导致平衡树重新平衡，从而降低性能。

*多重映射：多重映射是一种允许键值对重复的关联容器，其元素存储布局是通过哈希表或平衡树等数据结构组织起来的。多重映射的优点是查找速度快，并且可以动态增减元素，缺点是插入或删除元素时可能会导致哈希表重新哈希或平衡树重新平衡，从而降低性能。

#容器的元素存储布局对性能的影响

容器的元素存储布局对容器的性能有很大的影响。一般来说，顺序容器的访问速度快，但插入或删除元素时可能会导致内存重新分配，从而降低性能。关联容器的查找速度快，并且可以动态增减元素，但插入或删除元素时可能会导致哈希表重新哈希或平衡树重新平衡，从而降低性能。

在选择容器时，需要考虑容器的元素存储布局和应用程序的性能要求。如果应用程序需要快速访问元素，则可以选择顺序容器。如果应用程序需要动态增减元素，则可以选择关联容器。第四部分容器操作的时间复杂度分析关键词关键要点容器的插入和删除时间复杂度

1.对于数组容器，插入和删除操作的时间复杂度为O(n)，因为需要移动所有元素来保持连续性。

2.对于链表容器，插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，因为不需要移动其他元素。

3.对于哈希表容器，插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，因为哈希表使用键来快速查找元素。

容器的查找时间复杂度

1.对于数组容器，查找操作的时间复杂度为O(n)，因为需要遍历整个数组来查找元素。

2.对于链表容器，查找操作的时间复杂度为O(n)，因为需要遍历整个链表来查找元素。

3.对于哈希表容器，查找操作的时间复杂度为O(1)，因为哈希表使用键来快速查找元素。

容器的排序时间复杂度

1.对于数组容器，可以使用快速排序或归并排序算法，时间复杂度为O(nlogn)。

2.对于链表容器，可以使用归并排序算法，时间复杂度为O(nlogn)。

3.对于哈希表容器，无需排序，因为哈希表已经按照键值自动排序。

容器的内存开销

1.数组容器的内存开销为O(n)，因为需要存储所有元素。

2.链表容器的内存开销为O(n)，因为需要存储所有元素和指向下一个元素的指针。

3.哈希表容器的内存开销为O(n)，因为需要存储所有元素和指向哈希表桶的指针。

容器的并发安全性

1.数组容器是线程安全的，因为每个元素都是独立存储的。

2.链表容器不是线程安全的，因为多个线程可以同时修改链表，导致数据不一致。

3.哈希表容器不是线程安全的，因为多个线程可以同时修改哈希表，导致数据不一致。

容器的应用场景

1.数组容器适用于存储大量连续的数据，例如数字或字符串。

2.链表容器适用于存储不连续的数据，例如链表或图。

3.哈希表容器适用于快速查找数据，例如查找字典中的单词或数据库中的记录。容器操作的时间复杂度分析

容器库提供了一组容器类，用于存储和管理对象集合。不同的容器类具有不同的操作和性能特征。理解容器库操作的时间复杂度对于选择合适的容器类和优化代码性能至关重要。

1.顺序容器

顺序容器（如vector和list）支持按顺序访问元素。顺序容器的常见操作包括：

*访问元素：O(1)

*插入元素：O(1)（在矢量末尾）或O(n)（在任意位置）

*删除元素：O(1)（在矢量末尾）或O(n)（在任意位置）

*查找元素：O(n)

2.关联容器

关联容器（如map和set）支持基于键值查找元素。关联容器的常见操作包括：

*访问元素：O(logn)

*插入元素：O(logn)

*删除元素：O(logn)

*查找元素：O(logn)

3.无序容器

无序容器（如unordered_map和unordered_set）支持基于哈希表查找元素。无序容器的常见操作包括：

*访问元素：O(1)

*插入元素：O(1)

*删除元素：O(1)

*查找元素：O(1)

4.容器大小的影响

容器操作的时间复杂度通常与容器大小相关。例如，vector的插入操作在容器末尾是O(1)，但在任意位置是O(n)。这意味着随着vector大小的增加，插入操作的成本也会增加。

5.优化容器操作的技巧

以下是一些优化容器操作的技巧：

*尽量使用顺序容器，因为它们通常比关联容器和无序容器具有更好的性能。

*尽量避免在容器中间插入或删除元素，因为这会导致容器重新分配内存并复制元素。

*尽量使用vector而不是list，因为vector具有更好的性能，尤其是在随机访问元素时。

*尽量使用unordered_map和unordered_set而不是map和set，因为它们具有更好的性能，尤其是在查找元素时。

*尽量使用容器的预留内存功能，因为这可以防止容器在插入元素时重新分配内存。

通过理解容器库操作的时间复杂度并应用这些优化技巧，可以提高代码的性能并避免不必要的时间开销。第五部分容器的应用场景与选择依据关键词关键要点【容器的存储优化】：

-

-利用内存池技术，减少频繁内存分配和回收的系统开销，提高效率。

-使用内存映射文件，将数据直接映射到内存，避免数据在内存和磁盘之间拷贝，提升性能。

-采用压缩技术，减少容器中数据的物理存储空间，提高空间利用率。

【容器的多线程优化】：

-容器的应用场景与选择依据

容器库是C++标准的一部分，提供了一种有效管理和存储数据的机制。容器库提供了丰富的容器类型，如向量、列表、集合、映射等，这些容器类型可以满足各种数据存储和管理需求。

容器的应用场景

容器库广泛应用于各种软件开发场景中，包括：

1.数据存储与管理：容器库可以有效地存储和管理数据，例如在数据库管理系统中，容器库可以存储和管理用户数据。

2.算法实现：容器库可以用于实现各种算法，例如排序、搜索、哈希等。

3.数据结构实现：容器库可以用于实现各种数据结构，例如栈、队列、链表、树等。

4.网络编程：容器库可以用于实现网络编程，例如在Web服务器中，容器库可以存储和管理用户请求。

5.图形用户界面编程：容器库可以用于实现图形用户界面编程，例如在GUI库中，容器库可以存储和管理窗口、按钮、文本框等控件。

容器的选择依据

选择合适的容器类型时，需要考虑以下因素：

1.数据类型：需要考虑要存储的数据类型，例如数字、字符串、对象等。

2.数据访问方式：需要考虑数据访问方式，例如随机访问、顺序访问、插入、删除等。

3.并发性：需要考虑是否需要支持并发访问，如果需要，则需要选择支持并发访问的容器类型。

4.性能：需要考虑容器类型的性能，包括访问速度、插入速度、删除速度等。

5.内存占用：需要考虑容器类型的内存占用，选择占用较少内存的容器类型。

常见的容器类型

C++容器库提供了丰富的容器类型，包括：

1.向量（vector）：向量是一种动态数组，可以随机访问元素。

2.列表（list）：列表是一种双向链表，可以顺序访问元素。

3.集合（set）：集合是一种无序集合，元素是唯一的。

4.映射（map）：映射是一种有序映射，元素由键值对组成。

5.栈（stack）：栈是一种后进先出（LIFO）数据结构。

6.队列（queue）：队列是一种先进先出（FIFO）数据结构。

容器的优化

为了提高容器的性能，可以采用以下优化措施：

1.选择合适的容器类型：根据数据类型、数据访问方式、并发性、性能、内存占用等因素，选择合适的容器类型。

2.避免不必要的复制：在容器元素发生改变时，避免不必要的复制操作。

3.使用预分配内存：在容器创建时，预分配内存可以提高容器的性能。

4.使用迭代器：使用迭代器可以提高容器的遍历效率。

5.使用智能指针：使用智能指针可以避免内存泄漏。

总结

容器库是C++标准的一部分，提供了一种有效管理和存储数据的机制。容器库提供了丰富的容器类型，可以满足各种数据存储和管理需求。在选择容器类型时，需要考虑数据类型、数据访问方式、并发性、性能、内存占用等因素。为了提高容器的性能，可以采用选择合适的容器类型、避免不必要的复制、使用预分配内存、使用迭代器、使用智能指针等优化措施。第六部分容器库中常用算法的分析与实现关键词关键要点【容器库中常用算法的分析与实现】：

1.STL算法的分类及应用场景的说明。

2.STL算法的实现原理及时间复杂度的分析。

3.STL算法的优化策略及实际应用案例的说明。

【容器库中并行算法的分析与实现】：

容器库中常用算法的分析与实现

#1.顺序容器算法

1.1查找算法

*`find()`：查找元素在容器中的位置。

*`find_if()`：查找满足指定条件的元素在容器中的位置。

*`binary_search()`：查找元素在已排序容器中的位置。

1.2插入算法

*`push_back()`：在容器末尾添加元素。

*`push_front()`：在容器开头添加元素。

*`insert()`：在容器指定位置插入元素。

1.3删除算法

*`pop_back()`：删除容器末尾的元素。

*`pop_front()`：删除容器开头的元素。

*`erase()`：删除容器指定位置的元素。

#2.关联容器算法

2.1查找算法

*`find()`：查找元素在容器中的位置。

*`find_if()`：查找满足指定条件的元素在容器中的位置。

*`equal_range()`：查找元素在容器中的范围。

2.2插入算法

*`insert()`：在容器指定位置插入元素。

2.3删除算法

*`erase()`：删除容器指定位置的元素。

#3.算法实现

3.1顺序容器算法

顺序容器算法的时间复杂度通常与容器的大小成正比。

3.2关联容器算法

关联容器算法的时间复杂度通常与容器的大小成对数关系。

3.3算法实现细节

C++容器库的算法实现细节通常是高度优化的。

#4.算法应用

4.1查找操作

*在数组或链表中查找元素。

*在哈希表中查找键值。

*在树或图中查找节点。

4.2插入操作

*将元素添加到数组或链表的末尾。

*将键值添加到哈希表中。

*将节点添加到树或图中。

4.3删除操作

*从数组或链表中删除元素。

*从哈希表中删除键值。

*从树或图中删除节点。

#5.算法优化

5.1选择合适的算法

*根据容器的类型和操作类型选择合适的算法。

*考虑算法的时间复杂度和空间复杂度。

5.2使用合适的容器

*根据数据的特点选择合适的容器。

*考虑容器的性能、内存使用情况和并发性需求。

5.3利用算法库

*使用C++标准库中提供的算法。

*利用算法库提供的优化技术，如并行算法和缓存技术。

#6.总结

容器库是C++标准库的重要组成部分，提供了丰富的算法和数据结构。

通过对容器库中常用算法的深入理解和熟练应用，可以显著提高程序的性能和效率。第七部分容器库中容器类别的分类与特点关键词关键要点容器的概念与特点

1.容器是C++标准库中用于存储和组织数据的抽象数据类型。

2.C++容器提供了一种统一的方式来存储和管理数据，使程序员可以专注于数据本身，而无需关心底层实现细节。

3.容器支持多种操作，包括添加、删除、查找、更新和排序等。

容器的分类

1.C++容器库中提供了多种容器类型，每种类型都有其独特的特点和用途。

2.主要容器类型包括：顺序容器（vector、list、deque）、关联容器（set、map、multiset、multimap）、无序关联容器（unordered_set、unordered_map、unordered_multiset、unordered_multimap）等。

3.顺序容器按元素的存储顺序组织数据，关联容器则按元素的键组织数据，无序关联容器则按元素的哈希值组织数据。

顺序容器

1.顺序容器按元素的存储顺序组织数据，支持快速随机访问。

2.常用顺序容器包括vector、list和deque。

3.vector是一种动态数组，支持高效的随机访问和插入/删除操作。

关联容器

1.关联容器按元素的键组织数据，支持高效的查找和插入/删除操作。

2.常用关联容器包括set、map、multiset和multimap。

3.set是一种有序集合，存储唯一元素。

无序关联容器

1.无序关联容器按元素的哈希值组织数据，支持高效的查找和插入/删除操作。

2.常用无序关联容器包括unordered_set、unordered_map、unordered_multiset和unordered_multimap。

3.unordered_set是一种无序集合，存储唯一元素。一、容器库中容器类别的分类

容器库中的容器类别主要可分为五种：顺序容器、关联容器、无序关联容器、适配器、其他容器。

#1.顺序容器

顺序容器是指元素按一定顺序（通常是插入顺序）存储的容器，允许随机访问。顺序容器包括：

-向量（vector）：向量是一种动态数组，可随着元素的添加和删除而自动调整大小。它允许随机访问，并支持高效的插入和删除操作。

-列表（list）：列表是一种双向链表，允许随机访问和快速插入和删除操作。它还支持高效的遍历和连接操作。

-双端队列（deque）：双端队列是一种双向队列，允许从两端进行插入和删除操作。它支持高效的随机访问和插入和删除操作，但不如向量高效。

-数组（array）：数组是一种固定大小的容器，存储的数据类型必须相同。它支持随机访问，但插入和删除操作需要移动数据，因此效率较低。

#2.关联容器

关联容器是一种有序的容器，其中的元素按一定顺序（通常是键值顺序）存储，允许快速查找和插入操作。关联容器包括：

-集合（set）：集合是一种不包含重复元素的容器，元素按升序存储。它支持高效的查找、插入和删除操作，但不能随机访问。

-多重集（multiset）：多重集是一种允许重复元素的集合，元素按升序存储。它支持高效的查找、插入和删除操作，但不能随机访问。

-映射（map）：映射是一种将键映射到值的容器，元素按键值顺序存储。它支持高效的查找、插入和删除操作，但不能随机访问。

-多重映射（multimap）：多重映射是一种允许重复键的映射，元素按键值顺序存储。它支持高效的查找、插入和删除操作，但不能随机访问。

#3.无序关联容器

无序关联容器是一种无序的容器，其中的元素按哈希函数计算出的哈希值存储，允许快速查找和插入操作。无序关联容器包括：

-非标准库提供：C++标准库中没有提供无序关联容器，一些常用的第三方库（如Boost）提供了无序关联容器的实现。

#4.适配器

适配器是一种将一种容器转换为另一种容器的容器，它允许使用一种容器的接口来访问另一种容器中的元素。适配器包括：

-队列（queue）：队列是一种先进先出（FIFO）的容器，它允许从一端插入元素，从另一端删除元素。队列可以使用顺序容器或关联容器作为基础容器。

-栈（stack）：栈是一种后进先出（LIFO）的容器，它允许从一端插入和删除元素。栈可以使用顺序容器或关联容器作为基础容器。

-优先队列（priority_queue）：优先队列是一种根据元素的优先级排序的容器，它允许从优先级最高的元素开始删除元素。优先队列可以使用关联容器作为基础容器。

#5.其他容器

其他容器包括：

-比特集（bitset）：比特集是一种存储二进制位的容器，它允许高效地访问和操作二进制位。

-元组（tuple）：元组是一种将多个值组合在一起的容器，这些值可以是不同类型。元组允许随机访问，但不能插入和删除元素。

二、容器库中容器类别的特点

#1.顺序容器的特点

-优点：

-随机访问：顺序容器支持高效的随机访问，可以快速访问指定位置的元素。

-插入和删除：顺序容器支持高效的插入和删除操作，插入和删除元素不会影响其他元素的位置。

-缺点：

-连续存储：顺序容器中的元素必须连续存储，因此插入和删除元素可能会导致其他元素移动。

-大小调整：顺序容器的大小是动态的，但调整大小需要重新分配内存，可能导致性能下降。

#2.关联容器的特点

-优点：

-有序存储：关联容器中的元素按一定顺序存储，便于查找和比较。

-快速查找：关联容器支持高效的查找操作，可以在对数时间内找到指定元素。

-插入和删除：关联容器支持高效的插入和删除操作，插入和删除元素不会影响其他元素的位置。

-缺点：

-随机访问：关联容器不支持随机访问，只能通过键值来访问元素。

-内存开销：关联容器需要额外的内存空间来存储键值对，因此内存开销比顺序容器更大。

#3.无序关联容器的特点

-优点：

-快速查找：无序关联容器支持高效的查找操作，可以在常数时间内找到指定元素。

-插入和删除：无序关联容器支持高效的插入和删除操作，插入和删除元素不会影响其他元素的位置。

-缺点：

-无序存储：无序关联容器中的元素无序存储，因此无法保证元素的顺序。

-哈希冲突：无序关联容器使用哈希函数来计算元素的哈希值，如果两个元素的哈希值相同，则会发生哈希冲突，需要使用其他方法来解决冲突。

#4.适配器和元组的特点

-适配器：适配器是一种将一种容器转换为另一种容器的容器，它允许使用一种容器的接口来访问另一种容器中的元素。适配器可以为不同的容器提供统一的接口，从而упрощает代码的编写和维护。

-元组：元组是一种将多个值组合在一起的第八部分C++容器库（STL）常用容器的选择和使用技巧关键词关键要点C++容器库容器的选择技巧

1.容器的选择应根据数据结构和访问模式来确定。

2.对于需要频繁插入和删除元素的数据，应选择使用列表或双端队列。

3.对于需要快速查找元素的数据，应选择使用集合或映射。

C++容器库容器的使用技巧

1.使用容器时，应注意容器的容量、增长因子和迭代器失效等问题。

2.对于需要频繁插入和删除元素的数据，应使用列表或双端队列，并注意控制容器的容量。

3.对于需要快速查找元素的数据，应使用集合或映射，并注意选择合适的哈希函数。

C++容器库容器的性能优化技巧

1.对于需要频繁插入和删除元素的数据，应使用列表或双端队列，并注意控制容器的容量。

2.对于需要快速查找元素的数据，应使用集合或映射，并注意选择合适的哈希函数。

3.对于需要频繁遍历数据的容器，应使用范围for