STL(标准模板库)在C++中扮演着核心角色,提供了一系列高效的数据结构,便于编程。这些数据结构称为容器,它们以模板类的形式实现,提供丰富的功能。
常见的STL容器包括:
STL容器的时间复杂度主要取决于其底层实现。例如,vector和list的查找操作通常具有O(n)的时间复杂度,而set和map等有序容器的时间复杂度为O(log n)。
vector与list的主要区别在于内存分配和元素访问方式。vector使用连续内存空间,因此元素访问速度快,但插入或删除元素时需进行内存调整;list则使用链表结构,插入或删除元素效率高,但访问元素需要额外的指针操作。
vector的实现原理基于动态数组。它包含一个存储数据的数组和一个跟踪当前数组容量的变量。当数组空间不足时,vector会自动调整大小,通常将当前大小增加一倍以避免频繁调整。这种机制称为扩容策略,有效平衡了性能与内存使用。
deque的实现原理基于双向链表。它允许用户在两端快速插入或删除元素,但访问中间元素的时间复杂度较高,因为需要从链表头部或尾部遍历到目标位置。deque提供了额外的功能,如在两端插入元素时,自动调整内存分配以保持两端对称,提高了内存使用效率。