所谓序列化容器，就是其中的元素都可序，但不一定有序。C++语言本身提供了一个序列化容器array，STL另外再提供了vector、list、deque、stack、queue、priority-queue等等序列化容器。其中stack、queue都是deque改头换面而成的，技术上被归类为配接器。
array
内部维护：连续线性空间
静态空间：如果内存空间不足，需要程序员自己控制申请一块更大的空间，将旧空间的数据和新加入的数据移至新空间，再将旧空间释放。 申请新空间——数据移动——释放旧空间
vector
vector的数据结构：
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内部维护：连续线性空间
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动态空间，自动扩容。
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扩容机制：申请新空间——数据移动——释放旧空间。一般申请的新空间是旧空间的两倍，如果新空间还是无法将数据全部装入，则申请更大的空间。
- 因为扩容并不是在原有空间的后面进行扩容，因为原有空间后面不一定有足够的空间用来扩容，所以一旦扩容之后旧空间的迭代器就会失效，一定要注意
-
vector元素操作
- 插入：在vector尾端插入非常方便，但是如果在非尾端插入会比较复杂，因为需要将插入位置之后的元素挨个向后移动一位
- 删除：与插入类似，在尾端删除非常简单，删除非尾端需要将删除位置之后的元素挨个向前移动
- 查找：可以通过迭代器自增自减、operator+、operator-迭代至任意位置
- 修改：通过查找到任意位置，需要通过解引用符(*)来存取该位置的数据，如：iter = 0，如果iter此时指向空间首位，则iter与iter[0]一样，都是将第一位上的元素修改为0
vector迭代器：
-
普通指针都可以作为vector的迭代器而满足一切必要条件。
- 因为vector迭代器需要的操作行为如operator*、operator->、operator+、operator-、operator++、operator–、operator+=、operator-=，普通指针天生具备，vector支持随机存储，指针也可以满足。
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vector维护三个迭代器：start、finish、end_of_storage
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- start：配置的连续空间的首端
- finish：配置的连续空间中已使用的尾端
- end_of_storage：配置的连续空间的尾端
常用API
// 创建一个int类型的Vector数组
// 并对数组进行初始化，其中长度为5、元素为4
vector<int> nums(5, 4);
// 向队尾插入元素10
nums.push_back(10);
// 向队尾插入元素15
nums.push_back(15);
// 插入元素2到nums.begin()迭代器之前
nums.insert(nums.begin(), 2);
// 查询数组找到第一个元素为10的位置，返回其迭代器
vector<int>::iterator it = find(nums.begin(), nums.end(), 10);
if (it != nums.end())
nums.insert(it, 7);
nums.insert(nums.end(), 99);
// 删除最后一位元素
nums.pop_back();
// 删除迭代器指向的元素
nums.erase(nums.begin() + 1);
for (int i : nums)
cout << i << " ";
list
list数据类型
- 内部维护：环状双向链表
// 节点
tmplate <class T>
struct _list_node{
typedef void* void_pointer;
void_pointer prev;
void_pointer next;
T data;
}
// List
template <class T, class Alloc = alloc> // 缺省使用alloc为配置器
class List{
protected:
typedef _list_node<T> list_node;
public:
typedef list_node* link_type;
protected:
link_type node; // 只要一个指针，便可表示整个环状双向链表
}
- list元素操作
- 只要将指针node刻意指向尾端的一个空白节点，那么在首端和尾端进行插入和删除操作都是一样的，插入和删除操作都是O(1)
list迭代器
- 自定义的数据类型——双向迭代器，需要提供迭代器正确的递增、递减、取值、成员引用
- 递增：指向下一个节点
- 递减：指向上一个节点
- 取值：取出节点的数据值
- 成员引用：取用节点的成员
- 迭代器失效：
插入和接合不会造成原有的list迭代器失效；
删除只会使指向被删除元素的迭代器失效 - 将指针node指向刻意置于尾端的空白节点、node下一个节点是链表首位、node上一个节点是链表尾位，node便可以满足STL前闭后开的区间要求，成为list迭代器
slist
slist数据类型
- 内部维护：环状单向链表
- 根据STL的习惯，插入操作一般将新元素插入于指定位置之前，而非之后，然而对于一个单向链表，如果需要插入到指定位置之前，需要重新遍历一遍，所以对于slist起点附近的区域之外，采用insert、erase都是非常不明智的选择。对此slist专门提供了insert_after()、erase_after()供灵活使用
- 同样为了效率考虑，slist只提供push_back()，而不提供push_front()，因此元素次序会与插入次序相反
deque
deque数据类型
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内部维护：分段连续空间。deque内部包含一个map(这里的map并不是STL的map容器，而是一小段连续空间)作为主控，其中元素(此处称作节点node)都是指针，指向另一端连续空间，称作缓存区。缓存区才是deque的储存空间主体。
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deque是双向开口的连续线性空间(至少在逻辑看来，其实内部是分段连续空间)，无论从哪个位置插入删除元素速度都是常量
vector是单向开口的连续线性空间，虽然允许从首部插入删除元素，但是效率极差。
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deque避开了申请新空间——数据移动——释放旧空间，代价是复杂的迭代器架构
deque迭代器
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因为deque内部维护的是一个分段连续空间，为了维持其“整体连续”的假象，重任就落在了operator++、operator- -上了
- 首先迭代器需要能够判断自己是否在缓存区的边缘上，如果是，那么前进或者后退就需要跳转到下一个或者上一个缓存区的边缘，为了能够准确的跳转，需要时刻掌握map(主控)
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迭代器内部除了维护一个指向map的指针，还维护了两个迭代器：start、finish
- start：指向第一个缓存区的第一个元素
- end：指向最后一个缓存区的最后一个元素的下一个位置
stack
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stack是一个先进后出的数据结构，只有一个出口，只需要提供顶端插入、顶端删除、获取顶端元素，除了最顶端，没有任何其它方法可以存放stack的其它元素，也不需要有遍历行为，所以stack没有迭代器
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stack在缺省情况下使用deque作为底部结构，也就是stack内部维护一个deque完成所有工作，而stack只需要做的就是将deque的头部封掉，只提供对尾部(stack的顶端)进行操作。
- “修改某物接口，形成另一个风貌”——被称为配接器，stack就是一个配接器，因此STL stack往往不被归类为容器，而被归类为容器配接器
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list也可作为stack的底部结构，list作为一个双向开口的数据结构，同时也提供了empty、size、back、push_back、pop_back，只需要将list头端开口封闭，一样能够非常轻松就形成一个stack
queue
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queue是一种先进先出的数据结构，只可以从队首取出数据，从队尾插入数据，除此之外，不存在其它存取元素的方法，也不需要遍历行为，没有迭代器
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底部结构跟stack一模一样，只是底层结构的处理接口方式不一样，以达到不同的风貌
heap
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heap并不是STL容器组件，只是一个幕后英雄，扮演priority_queue的助手。
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内部维护：一个vector数组、一个heap算法
- vector数组：用于存储元素
- heap算法：内部维护一个完全二叉树
- 根据元素排列方法，heap可以分为max-heap、min-heap
- max-heap：每个节点的键值都比子节点大
- min-heap：每个节点的键值都比子节点小
- STL提供的是max-heap，因此以下算法默认使用max-heap
- push_heap算法：
- 条件：两个迭代器：用来表示heap底层容器(vector)的头尾
- 算法步骤：
- 将新加入的元素一定放在最下层，并放在从左到右第一个空格，也就是插入底层vector的end()处
- 上溯：将新节点与父节点进行键值比较，如果键值比父节点大，则父子对换位置，如此一直上溯，直到不需对换或直到根节点为止 (vector中父子位置肯定也需要对换位置)
- pop_heap算法：
- 条件：两个迭代器：用来表示heap底层容器(vector)的头尾
- 先知条件：对于max-heap，最大值一定在heap根部位置，也就是在vector的首位，pop操作之后，必须割舍掉最下层最右边的叶节点
- 算法步骤：
- 首先将vector首尾元素对换，也就是将heap根节点与最下层最右边的叶节点对换
- 下溯：将调整至根节点的键值与子节点比较，如果比子节点小则与较大子节点对调，如此一直下溯，直到不需对换或直到最底层为止
- 注意事项：每次执行pop_heap算法之后，最大元素只是被置于底部容器的最尾端，尚未被取出，可以通过底层容器的back()获取，如果想移除，则使用底层容器的pop_back()函数
- sort_heap算法：
- 先知条件：每次执行一次pop_heap算法，都会获得键值最大的元素，但最大值并没有被清除，而是放置在底层容器的最尾端
- 算法核心：一直调用pop_heap算法，每次将操作范围从后往前缩减一个元素(将最大的元素置于底层容器的尾端)，当整个程序执行完毕的时候，底层容器内的元素就会变成递增序列
- make_heap算法：用来将一段现有的数据转化为一个heap
- 算法思路：因为完全二叉树整棵树内没有任何节点漏洞，所以对于任意位置i上的节点，它的左子节点的位置一定是2i，右子节点一定是2i+1
- 根据元素排列方法，heap可以分为max-heap、min-heap
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heap没有迭代器
priority_queue
- priority_queue完全以底层容器(vector)为根据，再加上heap处理规则，最后在这些的基础上修改接口，最终提供独特的规则，是一个配接器
- priority_queue的规则：权值高者先出
- 只需要从队尾插入数据，从队首获取数据，不存在其它方法对其他位置的元素进行操作，也不需要遍历功能，所以没有迭代器