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C++STL

news 2025/10/24 4:48:06

标准模板库

主要来源:概述 | C++ STL Tutorial

容器

容器：是一种可存储和管理对象集合的数据结构，直接实现了基本的数据存储和访问机制。例如，vector 是动态数组，list 是双向链表，set 是有序集合，unordered_map 是哈希表形式的键值对集合。它们各自按照不同的数据结构原理，来组织和存储元素。
容器适配器：是对已有的容器进行封装，改变其接口以满足特定的需求，本质上是一种包装器。它并不重新实现数据存储和管理机制，而是依赖于其他容器来完成这些工作。常见的容器适配器有 stack（栈）、queue（队列）、priority_queue（优先队列）。

容器:

flowchart TDG{"*指向元素的指针或迭代器，无论添加或删除元素，始终有效<br>**双向链接"}subgraph 序列容器H{动态大小}H -- 否 --> arrayH -- 是 --> I{保持有序吗？}I -- 否 --> J{是否在中间插入/删除元素？}J -- 是 --> K{频繁遍历吗？}J -- 否 --> L{是否在前端插入/删除元素？}K -- 是 --> M{位置是否持久*？}K -- 否 --> N{大小变化大吗？}L -- 是 --> dequeL -- 否 --> vectorM -- 是 --> llist**N -- 否 --> vectorN -- 是 --> llist**endsubgraph 有序容器I -- 是 --> O{主要用途？}O -- 中序遍历 --> P[vector<sorted> 或 flat_set]O -- 按键搜索 --> Q{允许重复元素吗？}Q -- 否 --> R{键映射到值吗？}Q -- 是 --> S{键映射到值吗？}R -- 是 --> mapR -- 否 --> setS -- 是 --> multimapS -- 否 --> multisetend

容器适配器:

flowchart TDsubgraph 自适应容器A{顺序是否重要？}A -- 是 --> B{后进先出}A -- 否 --> C{先进先出}B -- 是 --> stackC -- 是 --> queueC -- 否 --> priority_queueendsubgraph 无序容器D{允许重复元素吗？}A -- 否 --> DD -- 否 --> E{键映射到值吗？}D -- 是 --> F{键映射到值吗？}E -- 是 --> unordered_mapE -- 否 --> unordered_setF -- 是 --> unordered_multimapF -- 否 --> unordered_multisetend

注意点

对于vector,emplace_back有更好的性能,应当优先使用.

string_view在没有需要修改字符串的情况下,比如string更好

迭代器

const迭代器

简单说，const_iterator 是一种 "只读" 的迭代器，它指向的数据不能被修改。就像你只能看一个东西，但不能碰它。而普通的 iterator 是 "可写" 的，既能看也能改。

防止意外修改数据（编译器会报错）
让代码意图更清晰（别人一看就知道这里不会修改数据）

以前（C++98）这个 const_iterator 不好用，主要问题是：

不容易创建（想从普通容器里拿到它很麻烦）
很多操作不支持（比如想在找到的位置插入数据，C++98 不接受用 const_iterator 作为位置参数）

所以那时候大家宁可用普通 iterator，就算其实不需要修改数据。

从 C++11 开始，这些问题都解决了：

容器新增了 cbegin()、cend() 方法，直接就能拿到 const_iterator
插入、删除等操作也支持用 const_iterator 来指定位置了

比如原来的代码可以改成这样（更简单且安全）：

// 用 cbegin()/cend() 得到 const_iterator
auto it = std::find(values.cbegin(), values.cend(), 1983);
values.insert(it, 1998);  // 现在可以直接用 const_iterator 了

C++11 还有个小遗憾：对于一些特殊的数据结构（比如原生数组），没有提供全局的 cbegin()、cend() 函数。C++14 补上了这个漏洞，让代码可以更通用。

总之: