C++ 容器和STL

● 请你来说一下map和set有什么区别,分别又是怎么实现的?

参考回答1:
set集合,所有元素都会根据元素的值自动被排序,且不允许重复。
底层实现:红黑树

set 底层是通过红黑树(RB-tree)来实现的,由于红黑树是一种平衡二叉搜索树,自动排序的效果很不错,所以标准的 STL 的 set 即以 RB-Tree 为底层机制。又由于 set 所开放的各种操作接口,RB-tree 也都提供了,所以几乎所有的 set 操作行为,都只有转调用 RB-tree 的操作行为而已。

set适用场景:有序不重复集合

2、map

映射。map 的所有元素都是 pair,同时拥有实值(value)和键值(key)。pair 的第一元素被视为键值,第二元素被视为实值。所有元素都会根据元素的键值自动被排序。不允许键值重复。

底层:红黑树

map适用场景:有序键值对不重复映射

参考回答2:
map和set都是C++的关联容器,其底层实现都是红黑树(RB-Tree)。由于 map 和set所开放的各种操作接口,RB-tree 也都提供了,所以几乎所有的 map 和set的操作行为,都只是转调 RB-tree 的操作行为。
map和set区别在于:

(1)map中的元素是key-value(关键字—值)对:关键字起到索引的作用,值则表示与索引相关联的数据;Set与之相对就是关键字的简单集合,set中每个元素只包含一个关键字。

(2)set的迭代器是const的,不允许修改元素的值;map允许修改value,但不允许修改key。其原因是因为map和set是根据关键字排序来保证其有序性的,如果允许修改key的话,那么首先需要删除该键,然后调节平衡,再插入修改后的键值,调节平衡,如此一来,严重破坏了map和set的结构,导致iterator失效,不知道应该指向改变前的位置,还是指向改变后的位置。所以STL中将set的迭代器设置成const,不允许修改迭代器的值;而map的迭代器则不允许修改key值,允许修改value值。

(3)map支持下标操作,set不支持下标操作。map可以用key做下标,map的下标运算符[ ]将关键码作为下标去执行查找,如果关键码不存在,则插入一个具有该关键码和mapped_type类型默认值的元素至map中,因此下标运算符[ ]在map应用中需要慎用,const_map不能用,只希望确定某一个关键值是否存在而不希望插入元素时也不应该使用,mapped_type类型没有默认值也不应该使用。如果find能解决需要,尽可能用find

Set:
Set set = new HashSet();
set.add(“xet”);
set.add(“jpo”);
set.add(“wo”);
set.add(“jpo”);
System.out.println(set);

	Set<String> softset = new TreeSet<String>(set);
	System.out.println(softset);
}

}
可以看到上面的输出是无序的,且没有重复,下面的输出就是按照首字母的顺序进行排序
在这里插入图片描述
Map:

Map map = new HashMap();
    Integer ONE = new Integer(1);
    for (int i=0, n=args.length; i<n; i++) {
      String key = args[i];
      Integer frequency = (Integer)map.get(key);
      if (frequency == null) {
        frequency = ONE;
      } else {
        int value = frequency.intValue();
        frequency = new Integer(value + 1);
      }
      map.put(key, frequency);
    }
    System.out.println(map);
    Map sortedMap = new TreeMap(map);
    System.out.println(sortedMap);

//无序输出:
{prescribed=1, a=1, time=2, any=1, no=1, shall=1, nor=1…

//有序输出:
{a=1, any=1, be=2, but=1, by=1, consent=1, house=1, in=4, law=1, manner=1, no=1, nor=1, of=3, owner=1,

● 请你来介绍一下STL的allocaotr

参考回答:
STL的分配器用于封装STL容器在内存管理上的底层细节。在C++中,其内存配置和释放如下:

new运算分两个阶段:(1)调用::operator new配置内存;(2)调用对象构造函数构造对象内容
delete运算分两个阶段:(1)调用对象希构函数;(2)调用::operator delete释放内存

为了精密分工,STL allocator将两个阶段操作区分开来:内存配置有alloc::allocate()负责,内存释放由alloc::deallocate()负责;对象构造由::construct()负责,对象析构由::destroy()负责。

同时为了提升内存管理的效率,减少申请小内存造成的内存碎片问题,SGI STL采用了两级配置器,当分配的空间大小超过128B时,会使用第一级空间配置器;当分配的空间大小小于128B时,将使用第二级空间配置器。第一级空间配置器直接使用malloc()、realloc()、free()函数进行内存空间的分配和释放,而第二级空间配置器采用了内存池技术,通过空闲链表来管理内存。

● 请你来说一说STL迭代器删除元素

参考回答:
这个主要考察的是迭代器失效的问题。1.对于序列容器vector,deque来说,使用erase(itertor)后,后边的每个元素的迭代器都会失效,但是后边每个元素都会往前移动一个位置,但是erase会返回下一个有效的迭代器;
2.对于关联容器map set来说,使用了erase(iterator)后,当前元素的迭代器失效,但是其结构是红黑树,删除当前元素的,不会影响到下一个元素的迭代器,所以在调用erase之前,记录下一个元素的迭代器即可。
3.对于list来说,它使用了不连续分配的内存,并且它的erase方法也会返回下一个有效的iterator,因此上面两种正确的方法都可以使用。

● 请你说一说STL中MAP数据存放形式

参考回答:
红黑树。unordered map底层结构是哈希表

● 请你讲讲STL有什么基本组成

参考回答:
STL主要由:以下几部分组成:

算法
仿函数
配接器
迭代器
容器
分配器

他们之间的关系:分配器给容器分配存储空间,算法通过迭代器获取容器中的内容,仿函数可以协助算法完成各种操作,配接器用来套接适配仿函数。

● 请你说说STL中map与multimap

参考回答:
1、Map映射,map 的所有元素都是 pair,同时拥有实值(value)和键值(key)。pair 的第一元素被视为键值,第二元素被视为实值。所有元素都会根据元素的键值自动被排序。不允许键值重复(multimap键值可重复)。
底层实现:红黑树

适用场景:有序键值对不重复映射(multimap有序键值对可重复映射)

● 请你说一说vector和list的区别,应用

参考回答:
1、概念:
1)Vector

连续存储的容器,动态数组,在堆上分配空间

底层实现:数组
vector 增加(插入)新元素时,如果未超过当时的容量,则还有剩余空间,那么直接添加到最后(插入指定位置),然后调整迭代器。

如果没有剩余空间了,则会重新配置原有元素个数的两倍空间,然后将原空间元素通过复制的方式初始化新空间,再向新空间增加元素,最后析构并释放原空间,之前的迭代器会失效。

性能:

访问:O(1)

插入:在最后插入(空间够):很快

适用场景:经常随机访问,且不经常对非尾节点进行插入删除。

2、List

动态链表,在堆上分配空间,每插入一个元数都会分配空间,每删除一个元素都会释放空间。

底层:双向链表

性能:

访问:随机访问性能很差,只能快速访问头尾节点。

适用场景:经常插入删除大量数据

● 请你来说一下STL中迭代器的作用,有指针为何还要迭代器

参考回答:
1、迭代器
Iterator(迭代器)模式又称Cursor(游标)模式,用于提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。或者这样说可能更容易理解:Iterator模式是运用于聚合对象的一种模式,通过运用该模式,使得我们可以在不知道对象内部表示的情况下,按照一定顺序(由iterator提供的方法)访问聚合对象中的各个元素。

由于Iterator模式的以上特性:与聚合对象耦合,在一定程度上限制了它的广泛运用,一般仅用于底层聚合支持类,如STL的list、vector、stack等容器类及ostream_iterator等扩展iterator。

2、迭代器和指针的区别

迭代器不是指针,是类模板,表现的像指针。他只是模拟了指针的一些功能,通过重载了指针的一些操作符,->、*、++、–等。迭代器封装了指针,是一个“可遍历STL( Standard Template Library)容器内全部或部分元素”的对象, 本质是封装了原生指针,是指针概念的一种提升(lift),提供了比指针更高级的行为,相当于一种智能指针,他可以根据不同类型的数据结构来实现不同的++,–等操作。

迭代器返回的是对象引用而不是对象的值,所以cout只能输出迭代器使用*取值后的值而不能直接输出其自身。

3、迭代器产生原因

Iterator类的访问方式就是把不同集合类的访问逻辑抽象出来,使得不用暴露集合内部的结构而达到循环遍历集合的效果。

Guess you like

Origin blog.csdn.net/weixin_44576259/article/details/120463767