stl提供了三个最基本的容器:vector,list,deque。
vector
vector和built-in数组类似,它拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变,因此它能非常好的支持随即存取,即[]操作符,但由于它的内存空间是连续的,所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝,另外,当该数组后的内存空间不够时,需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。
list
list就是数据结构中的双向链表(根据sgi stl源代码),因此它的内存空间可以是不连续的,通过指针来进行数据的访问,这个特点使得它的随即存取变的非常没有效率,因此它没有提供[]操作符的重载。但由于链表的特点,它可以以很好的效率支持任意地方的删除和插入。
deque
deque是一个double-ended queue,它将数据被表示为一个分段数组,容器中的元素分段存放在一个个大小固定的数组中,此外容器还需要维护一个存放这些数组首地址的索引数组。
由于分段数组的大小是固定的,并且它们的首地址被连续存放在索引数组中,支持[]操作符因此可以对其进行随机访问,但效率比vector低很多
它支持在两端的操作:push_back,push_front,pop_back,pop_front等,并且在两端操作上与list的效率也差不多。向两端加入新元素时,如果这一端的分段数组未满,则可以直接加入,如果这一端的分段数组已满,只需创建新的分段数组,并把该分段数组的地址加入到索引数组中即可。无论哪种情况都不需要对已有元素进行移动,因此在双端队列的两端加入新的元素都具有较高的效率。当删除双端队列容器两端的元素时,由于不需要发生元素的移动,效率也是非常高的。
双端队列中间插入元素时,需要将插入点到某一端之间的所有元素向容器的这一端移动,因此向中间插入元素的效率较低,而且往往插入位置越靠近中间,效率越低。删除队列中元素时,情况也类似,由于被删除元素到某一端之间的所有元素都要向中间移动,删除的位置越靠近中间,效率越低。
注意:
在除了首尾两端的其他地方插入和删除元素,都将会导致指向deque元素的任何pointers、references、iterators失效。不过,deque的内存重分配优于vector。因为其内部结构显示不需要复制所有元素。
总结
因此在实际使用时,如何选择这三个容器中哪一个,应根据你的需要而定,一般应遵循下面
的原则:
1、如果你需要高效的随即存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector
2、如果你需要大量的插入和删除,而不关心随即存取,则应使用list
3、如果你需要随即存取,而且关心两端数据的插入和删除,则应使用deque。