容器的概念

第一，我们需要知道什么是容器，官方给出的定义往往比较抽象，对于我来说看了也是不明白，不过这里还是给出官方定义。C++ 官方文档中容器被定义为：在数据存储上，有一种对象类型，它可以持有其它对象或指向其它对像的指针，这种对象类型就叫做容器。很简单，容器就是保存其它对象的内容，也即为数据；即为数据，自然而然也就包含了其对应处理数据的方法，因为这些方法在程序的设计上会经常被用到，所以容器也体现了一个好处， 就是“容器类是一种对特定代码重用问题的良好的解决方案”。

容器还有另一个特点就是可以扩展。一般我们在创建一个某种类型数据的容器的时候，不会给这个容器定义需要的空间大小，这个时候容器会默认先分配一个大小合适的空间，等到程序运行的时候由放入到容器中的数据决定。当数据存储到分配的空间不够的时候，系统自动再申请一块更大的空间，然后把之前的空间内的数据复制到新的空间，再把之前旧的空间给释放掉。这个过程显然给编程带来了极大的便利。不过，一个合格的程序员应尽量在创建容器的时候给出空间大小。 

容器是随着面向对象语言的诞生而提出的，容器类在面向对象语言中特别重要，甚至它被认为是早期面向对象语言的基础。在现在几乎所有的面向对象的语言中也都伴随着一个容器集，在C++ 中，就是标准模板库（STL ）。

和其它语言不一样，C++ 中处理容器是采用基于模板的方式，基于模板的好处就是你在创建一个容器时，可以存放自定义类型，比如：自定义类，结构体等。标准C++ 库中的容器提供了多种基本数据结构，这些数据结构可以与标准算法一起很好的工作，这为我们的软件开发提供了良好的支持！

容器的分类

STL定义的容器主要分为两类：序列式容器、关联式容器。

序列式容器是 一种各元素之间有顺序关系的线性表，是一种线性结构的可序群集。序列式容器中的每个元素均有固定的位置，除非用删除或插入的操作改变这个位置。这个位置和 元素本身无关，而和操作的时间和地点有关，顺序性容器不会根据元素的特点排序而是直接保存了元素操作时的逻辑顺序。比如我们一次性对一个顺序性容器追加三 个元素，这三个元素在容器中的相对位置和追加时的逻辑次序是一致的。

关联式容器 和 序列式容器不一样，关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置 入容器时的逻辑顺序。但是关联式容器提供了另一种根据元素特点排序的功能，这样迭代器就能根据元素的特点“顺序地”获取元素；这种容器通常用于对插入的数据有自动排序之类的需要。另外，关联式容器一般都配合仿函数来使用，仿函数可以看作是一个函数，这个函数定义了容器插入数据的位置关系。

1.vector容器

• vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
• 可以动态扩展，其扩展方式不是在原空间之后续接新的空间，而是申请一块更大的空间，把原空间的数据拷贝到新的空间之后，释放掉原来的空间

  vector<int> v;//创建int型容器v.push_back(10);//在容器中插入int数据v.push_back(20);v.push_back(30);int val = v[1];//以下标的方式访问指定内容//迭代器的方式遍历容器内的数据for (vector<int>::iterator it = v.begin();it != v.end();it++){cout << *it << endl;}

2.deque容器

• 双端数组，与vector容器的区别是可以在容器首部插入，也可以在容器尾部插入，而vector只能在尾部插入

  deque<int> d;//容器的创建d.push_back(10);//尾部插入d.push_front(20);//首部插入int count = d.size();//获取容器的目前容量//deque容器的遍历for (deque<int>::iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++){cout << *it << endl;}

3.list容器

• 由一系列节点组成，也就是链表
• 每个节点由数据域和指针域构成，内存空间是非连续的

  list<int> l1;//容器的创建l1.push_back(10);//尾部插入l1.push_front(20);//首部插入int count = l1.size();//获取容器的目前容量//list容器的遍历for (list<int>::iterator it = l1.begin(); it != l1.end(); it++){cout << *it << endl;}

4.set容器

• 所有元素在插入时自动进行排序，人为不规定的话，基本类型的元素按照从小到大的排序方式
• 容器中不允许有重复的元素，如果有重复的元素在插入时是不会成功的，但也不会报错

  set<int> s;//创建容器s.insert(10);//插入元素s.insert(20);s.insert(30);s.insert(10);int count = s.size();//获取大小//list容器的遍历for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++){cout << *it << "  ";}cout << endl;

从上图中看到10这个元素插入了两次，打印输出的时候，只有一个10，如下图：

5.map容器

• map中所有元素都是pair
• pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）
• 所有的元素都会根据键值自动排序

map<int, int> m;//map容器的创建m.insert(pair<int, int>(1, 10));//元素插入m.insert(pair<int, int>(2, 20));m.insert(pair<int, int>(3, 30));m.insert(pair<int, int>(4, 40));int count = m.size();//获取大小//list容器的遍历for (map<int,int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++){cout << it->first << "  " << it->second << endl;}

6.stack容器

• 栈容器，先进后出

  stack<int> st;//stack容器的创建st.push(10);//入栈st.push(20);st.push(30);int count = st.size();//栈容量while (!st.empty())//判断栈是否为空{cout << st.top() << endl;//输出栈顶元素st.pop();//出栈}

以上是C++中常用的几种容器，其自带的基本方法在大多数开发中用的是最多的。这几种容器的使用方法都差不多，区别在于对插入数据的处理不同，各有个的优点，在程序开发中选择合适的容器往往会事半功倍。