STL的底层实现机制

1.STL的底层实现：

C++ STL 的实现：

1.vector 底层数据结构为数组，支持快速随机访问

2.list 底层数据结构为双向链表，支持快速增删

3.deque 底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，详细见STL源码剖析P146，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问

deque是一个双端队列(double-ended queue)，也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:

[堆1] --> [堆2] --> [堆3] --> ...

每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向, 看起来像是list和vector的结合品.

4.stack 底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时（为什么？）

5.queue 底层一般用list或deque实现，封闭头部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时

（stack和queue其实是适配器,而不叫容器，因为是对容器的再封装）

6.priority_queue 的底层数据结构一般为vector为底层容器，堆heap为处理规则来管理底层容器实现

7.set 底层数据结构为红黑树，有序，不重复

8.multiset 底层数据结构为红黑树，有序，可重复

9.map 底层数据结构为红黑树，有序，不重复

10.multimap 底层数据结构为红黑树，有序，可重复

11.hash_set 底层数据结构为hash表，无序，不重复

12.hash_multiset 底层数据结构为hash表，无序，可重复

13.hash_map 底层数据结构为hash表，无序，不重复

14.hash_multimap 底层数据结构为hash表，无序，可重复

各类容器的优缺点：

我们常用到的STL容器有vector、list、deque、map、multimap、set和multiset，它们究竟有何区别，各自的优缺点是什么，为了更好的扬长避短，提高程序性能，在使用之前需要我们了解清楚。

verctor

vector类似于C语言中的数组，它维护一段连续的内存空间，具有固定的起始地址，因而能非常方便地进行随机存取，即 [] 操作符，但因为它的内存区域是连续的，所以在它中间插入或删除某个元素，需要复制并移动现有的元素。此外，当被插入的内存空间不够时，需要重新申请一块足够大的内存并进行内存拷贝。值得注意的是，vector每次扩容为原来的两倍，对小对象来说执行效率高，但如果遇到大对象，执行效率就低了。

list

list类似于C语言中的双向链表，它通过指针来进行数据的访问，因此维护的内存空间可以不连续，这也非常有利于数据的随机存取，因而它没有提供 [] 操作符重载。

deque

deque类似于C语言中的双向队列，即两端都可以插入或者删除的队列。queue支持 [] 操作符，也就是支持随机存取，而且跟vector的效率相差无几。它支持两端的操作：push_back,push_front,pop_back,pop_front等，并且在两端操作上与list的效率
也差不多。或者我们可以这么认为，deque是vector跟list的折中。

map

map类似于数据库中的１:１关系，它是一种关联容器，提供一对一(C++ primer中文版中将第一个译为键，每个键只能在map中出现一次，第二个被译为该键对应的值)的数据处理能力，这种特性了使得map类似于数据结构里的红黑二叉树。

multimap

multimap类似于数据库中的１:Ｎ关系，它是一种关联容器,提供一对多的数据处理能力。

set

set类似于数学里面的集合，不过set的集合中不包含重复的元素，这是和vector的第一个区别，第二个区别是set内部用平衡二叉树实现，便于元素查找，而vector是使用连续内存存储，便于随机存取。

multiset

multiset类似于数学里面的集合，集合中可以包含重复的元素。

小结

在实际使用过程中，到底选择这几种容器中的哪一个，应该根据遵循以下原则：

１、如果需要高效的随机存取，不在乎插入和删除的效率，使用vector；

2、如果需要大量的插入和删除元素，不关心随机存取的效率，使用list；

3、如果需要随机存取，并且关心两端数据的插入和删除效率，使用deque；

4、如果打算存储数据字典，并且要求方便地根据key找到value，一对一的情况使用map，一对多的情况使用multimap；

5、如果打算查找一个元素是否存在于某集合中，唯一存在的情况使用set，不唯一存在的情况使用multiset。

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