STL容器详解：vector, list, deque, stack等

"STL容器比较" STL（Standard Template Library，标准模板库）是C++编程语言中的一部分，提供了一系列高效的数据结构和算法。在STL中，容器是用来存储对象的类模板，它们提供了不同的数据组织方式和操作方式。本摘要将详细比较STL中的主要容器类别。 一、序列容器 1. **vector**: 内部基于数组实现，提供随机访问能力，访问速度非常快。在末尾添加或删除元素的时间复杂度为O(1)，但在中间或开头插入或删除元素的时间复杂度为O(n)。vector会自动管理内存，但可以使用`reserve()`预分配内存以优化性能。插入或删除操作可能导致迭代器失效。 2. **deque** (双端队列): 同样基于数组，但允许在两端快速添加或删除元素（O(1)），而在中间操作则需要O(n)。deque不提供内存管理函数，但插入和删除操作会使所有迭代器失效。 3. **list**: 实现为双向循环链表，不支持随机访问，但可以双向遍历。在链表中插入或删除元素的时间复杂度均为O(1)。由于链表结构，迭代器在插入或删除操作中通常不会失效，除非删除了当前迭代器指向的元素。 4. **slist** (单向链表): 类似于list，但只能单向遍历。其他特性与list相似，插入和删除操作快速，但不支持随机访问。 二、关联容器 关联容器通过某种排序规则组织元素，提供高效的查找操作。 1. **set/multiset**: 基于红黑树实现，元素唯一（set）或允许重复（multiset），插入、删除和查找的时间复杂度为O(log n)。迭代器在元素被修改或删除时可能失效。 2. **map/multimap**: 与set类似，但元素是以键值对形式存在，提供键的唯一映射（map）或多个映射（multimap）。同样具有O(log n)的时间复杂度。 3. **hash_容器**: 包括hash_set、hash_map、hash_multiset和hash_multimap，基于哈希表提供近乎O(1)的平均查找、插入和删除时间复杂度，但最坏情况下可能达到O(n)。哈希表的迭代器在元素变更时通常会失效。 三、特殊容器 1. **stack**: 是一个适配器，它将底层容器（通常是deque）转化为后进先出（LIFO）的数据结构，不支持遍历。 2. **queue**: 另一个适配器，通常基于deque或list，提供先进先出（FIFO）的行为，同样不支持遍历。 选择合适的STL容器取决于具体需求，如是否需要随机访问、元素插入和删除的效率、内存管理和数据的有序性等。了解这些容器的特性和行为可以帮助编写更高效、更易于维护的C++代码。