STL(Standard Template Library,标准模板库)是C++编程语言中的一部分,它提供了一组高效、灵活且可重用的容器、迭代器、算法和函数对象。在STL中,容器是用于存储和管理对象的数据结构。它们各自有不同的特性和用途,下面将详细介绍标题中提到的几种容器:vector、deque、list、set、map、multiset和multimap。 1. **vector(向量)**:类似于动态数组,提供了高效随机访问和快速插入/删除元素的能力,但主要限制在于只能在末尾进行插入和删除操作,即`push_back()`和`pop_back()`。如果在中间位置插入或删除元素,所有后续元素都需要移动,效率较低。 2. **deque(双端队列)**:与vector类似,支持在两端添加和删除元素,即`push_front()`、`push_back()`、`pop_front()`和`pop_back()`。它的设计允许在两端高效地操作,但在中间位置插入和删除元素效率仍低于原生数组。 3. **list(列表)**:是一个双向链表,元素之间通过指针链接,可以快速地在任何位置插入和删除元素,但随机访问性能较差。由于每次插入或删除仅涉及相邻元素,所以操作效率较高。 4. **set(集合)**:是一种有序且不允许重复元素的容器,它内部使用红黑树实现,插入和删除操作的时间复杂度为O(log n),而查找也是高效的。集合中的元素按排序顺序排列,适合用来存储唯一值。 5. **map(映射)**:是一个键值对的集合,同样基于红黑树,其中的键是唯一的,键值对按照键的升序排列。map提供通过键查找值的功能,常用于关联数据的存储,如字典查找。插入、删除和查找的时间复杂度都是O(log n)。 6. **multiset(多重集)**:与set类似,但允许元素重复。多重集内部也是使用红黑树实现,插入和删除操作同样高效,但元素可能有多个相同的值。 7. **multimap(多重映射)**:与map类似,但键值可以重复。在多重映射中,一个键可以关联多个值,适合需要存储键和多个值的情况。 关于在map中使用自定义类,你需要确保类具有以下特性: - **默认构造函数**:用于初始化新对象。 - **拷贝构造函数**:用于复制对象。 - **重载赋值运算符**(`= operator`):用于对象之间的赋值。 - **可能需要重载的运算符**:如果自定义类的实例作为map的键,为了满足排序和查找的需求,你可能需要重载`<`(小于)运算符,以及`==`(等于)运算符,以确保键的比较和唯一性。 例如,如果有一个名为`CStudent`的类,要作为map的键,你可能需要像下面这样定义: ```cpp class CStudent { public: // 默认构造函数 CStudent() {} // 拷贝构造函数 CStudent(const CStudent& other) { ... } // 赋值运算符 CStudent& operator=(const CStudent& other) { ... } // 重载运算符<和== bool operator<(const CStudent& other) const { ... } bool operator==(const CStudent& other) const { ... } // 其他成员函数... }; ``` 在使用自定义类时,正确地实现这些操作符可以确保map能够正确地管理和操作你的类实例,从而达到高效存储和查找的目的。
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