11. 顺序容器的使用方法

# 1. 介绍顺序容器

顺序容器是一种能够按照元素插入的顺序储存和管理元素的数据结构。在计算机科学中，顺序容器是一种常见的数据结构，其实现可以是数组、链表或其他形式。顺序容器中的元素按照其插入的顺序依次排列，因此可以通过索引来访问或者修改特定位置的元素。

## 1.1 什么是顺序容器

顺序容器是一种线性数据结构，其中元素的顺序由它们添加到容器中的顺序决定。简单来说，顺序容器中的元素是按照它们插入的次序依次排列的。

## 1.2 顺序容器的作用

顺序容器可以用来管理一系列元素，使得我们能够方便地对这些元素进行访问、插入、删除、查找和修改等操作。

## 1.3 顺序容器的分类

常见的顺序容器包括向量（Vector）、链表（Linked List）、数组（Array）、栈（Stack）和队列（Queue）等。每种顺序容器都有其特定的特点和适用场景。接下来，我们将逐一介绍这些顺序容器的特点和使用方法。

# 2. 使用向量容器

向量容器是一种动态数组，可以根据需要自动调整大小。向量容器的元素在内存中是连续存储的，可以通过索引快速访问任何元素。以下是向量容器的特点：

- 可以动态调整大小，根据需要自动分配内存。
- 可以通过索引直接访问元素，访问效率高。
- 插入和删除元素相对较慢，因为需要重新分配内存和复制元素。

### 2.1 向量容器的特点

与数组相比，向量容器的大小可以根据需要进行动态调整。当需要添加新元素时，如果向量容器的内部数组已满，则会创建一个更大的内部数组，并将所有元素从旧数组复制到新数组中。这是一个相对较慢的操作，因此在插入和删除元素时，向量容器的效率相对较低。

### 2.2 向量容器的初始化

在使用向量容器之前，需要包含相应的头文件，并使用命名空间，因此在代码中需要添加以下行:

import Vector from collections

向量容器可以通过以下方式进行初始化：

vec = Vector()

以上代码创建了一个空的向量容器，可以在后续操作中向其中插入元素。

### 2.3 向量容器的插入操作

向量容器可以通过 `append()` 方法将元素插入到末尾。例如:

vec.append(1)
vec.append(2)
vec.append(3)

以上代码将元素1、2和3依次插入到向量容器的末尾。

### 2.4 向量容器的删除操作

向量容器可以通过 `pop()` 方法删除指定位置的元素。例如:

vec.pop(1)

以上代码将向量容器中索引为1的元素删除。

### 2.5 向量容器的遍历和访问

可以使用循环遍历向量容器中的元素，并使用索引访问指定位置的元素。例如：

for i in range(len(vec)):
    print(vec[i])

以上代码将按顺序打印向量容器中的所有元素。

通过索引也可以访问和修改指定位置的元素。例如:

print(vec[0])  # 访问第一个元素
vec[0] = 10    # 修改第一个元素为10
print(vec[0])  # 输出修改后的值

以上代码分别演示了访问和修改向量容器中第一个元素的操作。

本章介绍了向量容器的特点、初始化、插入操作、删除操作以及遍历和访问的方法。通过向量容器，可以方便地管理和操作动态大小的数组。

# 3. 使用链表容器

链表是一种动态数据结构，适用于在任意位置进行插入和删除操作。链表通过指针将数据节点连接起来，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

#### 3.1 链表容器的特点

- 链表容器可以在任意位置进行插入和删除操作，不需要像数组那样进行元素的搬移。
- 链表容器的大小可以根据需要动态调整，不受固定大小的限制。
- 链表容器的随机访问效率较低，需要遍历整个链表才能访问到特定位置的节点。

#### 3.2 链表容器的初始化

在使用链表容器之前，需要导入链表容器的库。在Java中，可以使用`LinkedList`类；在Python中，可以使用`collections`模块下的`deque`类；在Go中，可以使用`container/list`包；在JavaScript中，可以使用自定义的链表类。

下面示例展示了如何初始化一个链表容器：

Java示例代码：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
    }
}

Python示例代码：

from collections import deque

linked_list = deque()

Go示例代码：

package main

import (
	"container/list"
)

func main() {
	linkedList := list.New()
}

JavaScript示例代码：

class ListNode {
    constructor(value) {
        this.value = value;
        this.next = null;
    }
}

class LinkedList {
    constructor() {
        this.head = null;
        this.tail = null;
    }
}

const linkedList = new LinkedList();

#### 3.3 链表容器的插入操作

链表容器的插入操作包括在链表头部插入节点和在链表指定位置插入节点。

在Java中，可以使用`addFirst()`方法在链表头部插入节点，使用`add()`方法在链表指定位置插入节点。

在Python中，可以使用`appendleft()`方法在链表头部插入节点，使用`insert()`方法在链表指定位置插入节点。

在Go中，可以使用`PushFront()`方法在链表头部插入节点，使用`InsertAfter()`方法在链表指定位置插入节点。

在JavaScript中，可以直接操作链表的`head`和`next`属性进行插入操作。

下面示例展示了如何在链表容器中插入节点：

Java示例代码：

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.addFirst("A"); // 在链表头部插入节点
        linkedList.add("B"); // 在链表尾部插入节点
        linkedList.add(1, "C"); // 在指定位置插入节点
    }
}

Python示例代码：

from collections import deque

linked_list = deque()
linked_list.appendleft("A") # 在链表头部插入节点
linked_list.append("B") # 在链表尾部插入节点
linked_list.insert(1, "C") # 在指定位置插入节点

Go示例代码：

package main

import (
	"container/list"
)

func main() {
	linkedList := list.New()
	linkedList.PushFront("A") // 在链表头部插入节点
	linkedList.PushBack("B") // 在链表尾部插入节点
	element := linkedList.InsertAfter("C", linkedList.Front().Next()) // 在指定位置插入节点
}

JavaScript示例代码：

class ListNode {
    constructor(value) {
        this.value = value;
        this.next = null;
    }
}

class LinkedList {
    constructor() {
        this.head = null;
        this.tail = null;
    }

    prepend(value) { // 在链表头部插入节点
        const newNode = new ListNode(value);
        newNode.next = this.head;
        this.head = newNode;
        if (!this.tail) {
            this.tail = newNode;
        }
    }

    append(value) { // 在链表尾部插入节点
        const newNode = new ListNode(value);
        if (!this.head) {
            this.head = newNode;
            this.tail = newNode;
        } else {
            this.tail.next = newNode;
            this.tail = newNode;
        }
    }

    insertAfter(value, targetValue) { // 在指定位置插入节点
        const newNode = new ListNode(value);
        let currentNode = this.head;
        while (currentNode.value !== targetValue) {
            currentNode = currentNode.next;
        }
        newNode.next