C++容器list、vector、map、set详解及用法示例

C++中的容器是STL（Standard Template Library，标准模板库）的一部分，它们提供了多种数据结构和算法，使得程序员能够更高效地管理和操作数据。在C++中，`list`、`vector`、`map`和`set`是四种常用的容器，各自有其特点和适用场景。 1. **list** - `list`是一个双向链表实现的容器，不支持随机访问。这意味着获取中间元素时需要从头或尾部开始遍历，效率较低。但是，由于链表结构，它在插入和删除元素时非常高效，特别是对于头插和中间插入，因为只需要改变相邻节点的指针即可。 2. **vector** - `vector`是一个动态数组，它在内存中存储元素的方式是连续的，因此支持随机访问，访问速度较快。但是，当在中间位置插入或删除元素时，可能需要移动大量元素，效率较低。在末尾插入元素（push_back）是高效的，因为通常只需要调整数组大小并复制元素。`vector`可以使用下标操作符`[]`进行访问。 3. **map** - `map`是一个关联容器，内部使用红黑树实现，存储键值对`<key, value>`。它维护了一个有序的键值对集合，键是唯一的，可以快速根据键查找对应的值。插入和查找操作的时间复杂度为O(log n)。 4. **set** - `set`也是关联容器，同样基于红黑树，但它只存储键，没有对应的值。键也是唯一的，不允许重复，set提供了一种高效的方式来存储和管理唯一的元素，并且支持快速查找。 **用法示例：** - **vector的使用** - 创建一个vector：`vector<int> vecInt;` - 获取元素数量：`size_t size = vecInt.size();` - 检查容器是否为空：`bool isEmpty = vecInt.empty();` - 修改容器大小：`vecInt.resize(10);` - 在末尾添加元素：`vecInt.push_back(100);` - 移除最后一个元素：`vecInt.pop_back();` - 清空所有元素：`vecInt.clear();` - 删除元素：`vecInt.erase(vecInt.begin());` 或 `vecInt.erase(vecInt.begin()+1, vecInt.begin()+3);` **应用场景：** - 当需要快速访问元素或按顺序访问时，`vector`是理想选择。 - 对于频繁插入和删除，特别是中间插入，`list`更为合适。 - 对于需要根据键查找和操作值的场景，`map`是最佳选择。 - 要存储唯一元素且需要快速查找时，选择`set`。 了解这些容器的区别和用法，可以帮助开发者根据具体需求选择最适合的容器，从而优化程序性能。在实际编程中，结合使用不同的容器，可以构建出高效、灵活的解决方案。