1.vector
vector的数据安排以及操作方式与array非常相似,两者的唯一差别在于空间的运用的灵活性。array是静态空间,一旦配置了就不能再改变。vector是动态空间,随着元素的加入它的内部机制会自行扩充空间以容纳新元素。
(1)vector的迭代器
因为vector维护的是一个连续线性空间,所以无论其元素型别为何,普通指针都可以作为vector的迭代器。因为vector迭代器所执行的操作行为,如operator*,operator->,operator++,operator--,operator+,operator-,operator+=,operator-=,普通指针天生就具备。可见,vector提供的是Random
Access Iterator。
vector的迭代器定义如下:
(2)vector的数据结构
vector所采用的数据结构非常简单:线性空间。它采用两个迭代器start和finish分别指向配置得来的连续空间中目前已被使用的范围,并以迭代器end_of_storage指向整块连续空间的尾端:
为了降低空间配置时的速度成本,vector实际配置的大小可能比目前vector存储的数据所需的空间要大,以备将来的扩充。也就是说,一个vector的容量永远大于或等于其大小。vector的空间使用情况如下:
注意,所谓动态增长,并不是在原来空间之后接续新空间,而是以原大小的两倍配置一块较大空间,然后将原内容拷贝过来。因此,对vector的任何操作,一旦引起空间的重新配置,指向原vector的所有迭代器就都失效了。
(3)vector的元素操作
a.push_back():若还有剩余空间,直接使用剩余空间。若没有剩余空间了,则开辟一块新的更大的空间,将vector存储的所有内容复执过来,再将新元素插入。
b.pop_back():将尾端元素销毁掉,再调制尾端的位置。
c.erase(first,last):将last到finish的元素复制到first起始的内存地址处,如下图:
d.insert(position,n,x):分三种情况来操作:(1)备用空间大于等于新增元素个数,插入点之后的元素个数大于新增元素个数。(2)备用空间大于等于新增元素个数,插入点之后的元素个数小于等于新增元素个数。(3)备用空间小于新增元素个数。三种情况对应的操作如下:
2.list
相较于vector的连续线性空间,list就显得复杂许多,它的好处是每次插入或者删除一个元素,就申请或释放一个元素空间。因此,list对于空间的运用绝对的精确,一点也不浪费。而且,对于任何位置的元素插入或元素移除,list永远是常数时间。
(1)list的节点
STL list的节点结构如下,它是一个双向节点结构:
(2)list的迭代器
list不再像vector一样以普通指针作为迭代器,因为其节点不保证在存储空间中连续存在。list迭代器必须有能力指向list的节点,并能进行正确的递增、递减、取值、成员存取等操作,如下图所示:
迭代器的设计如下所示:
(3)list的数据结构
list不仅是一个双向链表,而且还是一个环状双向链表,所以它只需要一个指针,便可以完整表现整个链表:
一个list的示意图如下:
(4)list的操作
对STL list的操作就是对一个双向循环链表的操作。下面以transfer为例说明: