C++ STL（面试复习整理）

1、六大组件介绍

STL六大组件
容器：数据结构，用来存放数据
算法：常用算法
迭代器：容器和算法之间的胶合剂，“范型指针”
仿函数：一种重载了operator()的类，使得这个类的使用看上去像一个函数
配置器：为容器分配并管理内存
适配器：修改其他组件接口

2、容器

vector

底层为数组，支持随机访问，节点大小是动态的，支持下标访问。随机存取效率很高（O(1)），插入效率不高。
扩容原理：以原大小的两倍配置一份新空间，将原空间数据拷贝过来，会导致迭代器失效

常用函数
size()：当前vector元素个数
capacity()：vector已分配空间容量
reserve()：预分配空间,分配空间小于现有空间，不改变空间容量
resize()：改变size大小，不改变容量大小

#include
#include 
#include 
#include

using namespace std;

void Push(vector<int> &vec,int i){
	vec.push_back(i);
	cout<<"vector放入"<<i<<"个元素时"<<endl; 
	cout<<"vec.size()="<<vec.size()<<"	vec.capacity()="<<vec.capacity()<<endl;
}

int main(){
	vector<int> vec;
	
	cout<<"vector未放入元素时"<<endl; 
	cout<<"vec.size()="<<vec.size()<<"	vec.capacity()="<<vec.capacity()<<endl;
	
	for(int i=1;i<4;i++){
		Push(vec,i);
	}
	cout<<"vec中元素现为"<<endl; 
	vector<int>::iterator iter=vec.begin();
	while(iter!=vec.end()){
		cout<<*iter++<<" ";
	}
	cout<<endl;

	vec.resize(2);
	cout<<"在vec.resize(2)后"<<endl; 
	cout<<"vec.size()="<<vec.size()<<"	vec.capacity()="<<vec.capacity()<<endl;
	cout<<"vec中元素变为"<<endl; 
	iter=vec.begin();
	while(iter!=vec.end()){
		cout<<*iter++<<" ";
	}
	cout<<endl;
	
	vec.reserve(3);
	cout<<"在vec.reserve(3)后"<<endl; 
	cout<<"vec.size()="<<vec.size()<<"	vec.capacity()="<<vec.capacity()<<endl;
	
	vec.reserve(5);
	cout<<"在vec.reserve(5)后"<<endl; 
	cout<<"vec.size()="<<vec.size()<<"	vec.capacity()="<<vec.capacity()<<endl;
	return 0;
} 

结果为：
vector未放入元素时
vec.size()=0    vec.capacity()=0
vector放入1个元素时
vec.size()=1    vec.capacity()=1
vector放入2个元素时
vec.size()=2    vec.capacity()=2
vector放入3个元素时
vec.size()=3    vec.capacity()=4
vec中元素现为
1 2 3
在vec.resize(2)后
vec.size()=2    vec.capacity()=4
vec中元素变为
1 2
在vec.reserve(3)后
vec.size()=2    vec.capacity()=4
在vec.reserve(5)后
vec.size()=2    vec.capacity()=5

list

底层为双向链表，内存空间不连续，只能通过指针访问数据，插入删除高效，随机存取非常没有效率。适用于对象需要大量删除插入操作的环境。
list的iterator不支持+，+=，<操作

list.sort()：合并前两个元素，合并后两个元素，两个子序列合并，序列大小变化顺序为2->4->8->16…完成排序（O(log(n))）

deque

双向队列，一个中央控制器+多个缓冲区，支持首尾快速增删，支持随机访问。

stack

底层为deque/list，封闭头部，不使用vector作为底层的原因是vector扩容耗时。

queue & priority_queue

queue：底层为deque/list，封闭头部，不使用vector作为底层的原因是vector扩容耗时。
priority_queue：优先队列，以vector为底层，以heap为处理规则管理底层实现。

红黑树为底层的容器及红黑树

红黑树为底层的容器

	有序	元素可重复
set	是	否
multiset	是	是
map	是	否
multimap	是	是

插入删除，查找时间复杂度为O(log(n))
作为关联容器，set不同于map的地方在于，set的key就是value。

红黑树

红黑树的特点：根节点是黑色，叶节点是黑色的null节点，任意节点到其叶节点经过的黑色节点数量是相同的。
去除掉黑色null节点，红黑树是一层黑一层红。
红黑树是近平衡的二叉搜索树，和平衡二叉搜索树相比，红黑树的平衡没有那么平衡，插入后可以保证调整三次之间可以使树达到平衡条件。

hash表为底层的容器及hash表

hash表为底层的容器

	有序	元素可重复
hash_set	否	否
hash_multiset	否	是
hash_map	否	否
hash_multimap	否	是

查询时间复杂度O(1)

hash表冲突解决

1、扩大每个桶的容量
2、闭地址：桶后增加溢出链
3、开地址；寻找下一个有空间的桶

智能指针

封装普通指针使其表现的像普通指针一样。超过类的作用域，将会自己调用析构函数，自动释放资源
auto_ptr：不可以用于容器，不建议使用，不支持复制和赋值，如果进行了赋值和复制操作，并不报错
unique_ptr：不支持复制和赋值，直接赋值会报错，同一时刻对象仅能拥有一个unique_ptr指向自身
shared_ptr：解决指针间对象共享所有权的问题，auto_ptr是独享，允许多个指针指向同一个对象。基于引用计数，不要一个原始指针初始化多个shared_ptr，避免循环使用避免内存泄露。
对象初始化时应用数为1，指向对象成为另一个对象副本，引用数加一，析构减一。
weak_ptr：不控制对象生命周期的智能指针，只提供了管理对象的访问手段，用于协助shared_ptr的工作，用于观测资源的使用情况。use_count()可以一观察资源的应用数。