一、vector容器
1、vector容器实现机理
vector 是可变大小的动态数组，属于顺序容器，在内存中是连续存储的，因此可以支持快速随机访问;此外 vector/string 通常会分配比新空间更大的内存空间（具体实现细节与编译器的版本有关),器会将多分配的剩余空间作为备用，用来存储新的元素。这样，就不需要每次增加新元素都重新分配容器的内存空间，提高性能;
基于上述机制的vector内存扩张操作通常要比list，deque要好的多，因此在能用vector的前提下，尽量多使用vector;
2、vector容器常见方法
empty(); //判断容器是否为空 size(); //返回容器中元素的个数 capacity(); //容器的容量 push_back(ele); //尾部插入元素ele pop_back(); //删除最后一个元素 insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele insert(const_iterator pos, int count,ele); //迭代器指向位置pos插入count个元素ele erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素 erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素 clear(); //删除容器中所有元素 at(int idx); //返回索引idx所指的数据 operator[]; //返回索引idx所指的数据 front(); //返回容器中第一个数据元素 back(); //返回容器中最后一个数据元素 swap(vec); // 将vec与本身的元素互换 resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除 resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
二、list 容器
1、list容器实现机理
链表（list）是一种物理存储单元上非连续的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的;
STL中的链表是一个双向循环链表, 由于链表的存储方式并不是连续的内存空间，因此链表list中的迭代器只支持前移和后移，属于双向迭代器;
list 的优点：
采用动态存储分配，不会造成内存浪费和溢出;
链表执行插入和删除操作十分方便，修改指针即可，不需要移动大量元素;
list 的缺点：
链表灵活，但是空间(指针域) 和 时间（遍历）额外耗费较大;
List有一个重要的性质，插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效，这在vector是不成立的;
2、list容器常见方法
size(); //返回容器中元素的个数 empty(); //判断容器是否为空 push_back(elem); //在容器尾部加入一个元素 pop_back(); //删除容器中最后一个元素 push_front(elem); //在容器开头插入一个元素 pop_front(); //从容器开头移除第一个元素 front(); //返回第一个元素 back(); //返回最后一个元素 reverse(); //反转链表 sort(); //链表排序 insert(pos,elem); //在pos位置插elem元素的拷贝，返回新数据的位置 insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值 insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值 clear(); //移除容器的所有数据 swap(lst); //将lst与本身的元素互换 erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置 erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置 remove(elem); //删除容器中所有与elem值匹配的元素 resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除 resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置
三、stack 容器
1、stack容器实现机理
stack是一种先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构，它只有一个出口栈中只有顶端的元素才可以被外界使用，因此栈不允许有遍历行为;
2、stack容器常用方法
stack<T> stk; //stack采用模板类实现， stack对象的默认构造形式 stack(const stack &stk); //拷贝构造函数 stack& operator=(const stack &stk); //重载等号操作符 push(elem); //向栈顶添加元素 pop(); //从栈顶移除第一个元素 top(); //返回栈顶元素 empty(); //判断堆栈是否为空 size(); //返回栈的大小
注:常常可以利用栈的性质,用两个栈实现一个队列;
四、queue 容器
1、queue容器实现机理
Queue是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构，它有两个出口队列容器允许从一端新增元素，从另一端移除元素队列中只有队头和队尾才可以被外界使用，因此队列不允许有遍历行为;
2、queue容器常用方法
queue<T> que; //queue采用模板类实现，queue对象的默认构造形式 queue(const queue &que); //拷贝构造函数 queue& operator=(const queue &que); //重载等号操作符 push(elem); //往队尾添加元素 pop(); //从队头移除第一个元素 front(); //返回第一个元素 back(); //返回最后一个元素 empty(); //判断堆栈是否为空 size(); //返回栈的大小
五、deque 容器
1、deque容器实现机理
双端数组，可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别：
vector对于头部的插入删除效率低，数据量越大，效率越低;
deque相对而言，对头部的插入删除速度回比vector快;
vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关;
deque内部工作原理:
deque内部有个中控器，维护每段缓冲区中的内容，缓冲区中存放真实数据中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间;
deque容器的迭代器也是支持随机访问的;
2、deque容器常用方法
deque.empty(); //判断容器是否为空 deque.size(); //返回容器中元素的个数 push_back(elem); //在容器尾部添加一个数据 push_front(elem); //在容器头部插入一个数据 pop_back(); //删除容器最后一个数据 pop_front(); //删除容器第一个数据 front(); //返回容器中第一个数据元素 back(); //返回容器中最后一个数据元素 at(int idx); //返回索引idx所指的数据 operator[]; //返回索引idx所指的数据 insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置 insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值 insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值 clear(); //清空容器的所有数据 erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置 erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置 sort(iterator beg, iterator end) //对beg和end区间内元素进行排序 deque.resize(num); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以默认值填充新位置 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除 deque.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num,若容器变长，则以elem值填充新位置 //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
六、set 与 unordered_set
1、set容器实现机理
基于红黑树实现，红黑树具有自动排序的功能，因此set内部所有的数据，在任何时候，都是有序的；
（1）set/multiset 容器常见方法：
set<T> st; //默认构造函数 set(const set &st); //拷贝构造函数赋值 set& operator=(const set &st); //重载等号操作符 size(); //返回容器中元素的数目 empty(); //判断容器是否为空 swap(st); //交换两个集合容器 insert(elem); //在容器中插入元素 clear(); //清除所有元素 erase(pos); //删除 pos 迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器 erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器 erase(elem); //删除容器中值为elem的元素 find(key); //查找key是否存在,若存在返回该键的元素的迭代器;若不存在，返回 //set.end(); count(key); //统计key的元素个数 // set 和 multiset 的区别 set不可以插入重复数据，而multiset可以 set插入数据的同时会返回插入结果，表示插入是否成功 multiset不会检测数据，因此可以插入重复数据
2、unordered_set容器实现机理
基于哈希表，数据插入和查找的时间复杂度很低，几乎是常数时间，而代价是消耗比较多的内存，无自动排序功能。底层实现上，使用一个下标范围比较大的数组来存储元素，形成很多的桶，利用hash函数对key进行映射到不同区域进行保存；
（1）unordered_set容器常见方法
begin()； //返回指向容器中第一个元素的正向迭代器 end(); //返回指向容器中最后一个元素之后位置的正向迭代器 empty(); //若容器为空，则返回 true；否则 false size(); //返回当前容器中存有元素的个数 max_size(); //返回容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同 find(key); //查找以值为 key 的元素，如果找到，则返回一个指向该元素的正向迭代器；反之，则返回一 //个指向容器中最后一个元素之后位置的迭代器（如果 end() 方法返回的迭代器） count(key); //在容器中查找值为 key 的元素的个数 insert(); //向容器中添加新元素 erase(pos); //删除pos迭代器所指元素，返回下一个元素的迭代器 clear(); //清空容器，即删除容器中存储的所有元素 swap(); //交换 2 个 unordered_map 容器存储的元素，前提是必须保证这2个容器的类型完全相等
3、set使用情况
（1）我们需要有序数据（不同的元素）；
（2）我们必须打印/访问数据（按排序顺序）；
（3）我们需要元素的前身/后继者；
4、unordered_set使用情况
（1）我们需要保留一组不同的元素，不需要排序；
（2）我们需要单个元素访问，即没有遍历；
七、map 与 unordered_map
1、map/multimap容器实现机理
map/multimap属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现
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）
所有元素都会根据元素的键值自动排序
优点：
有序性，这是map结构最大的优点，其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作；红黑树，内部实现一个红黑书使得map的很多操作在logn的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高;
缺点：
空间占用率高，因为map内部实现了红黑树，虽然提高了运行效率，但是因为每一个节点都需要额外保存父节点，孩子节点以及红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间;
适用处，对于那些有顺序要求的问题，用map会更高效一些;
map和multimap区别：
map不允许容器中有重复key值元素
multimap允许容器中有重复key值元素
（1）map/multimap 容器常见方法：
map<T1, T2> mp; //map默认构造函数 map(const map &mp); //拷贝构造函数 eg: map<int,int>m; //默认构造 m.insert(pair<int, int>(1, 10)); size(); //返回容器中元素的数目 empty(); //判断容器是否为空 swap(st); //交换两个集合容器 insert(elem); //在容器中插入元素 clear(); //清除所有元素 erase(pos); //删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器 erase(beg, end); //删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器 erase(key); //删除容器中值为key的元素 find(key); //查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end() count(key); //统计key的元素个数 //map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则 //利用仿函数，可以改变排序规则
2、unordered_map容器实现机理
优点：
- 因为内部实现了哈希表，因此其查找速度非常的快；
缺点：
- 哈希表的建立比较耗费时间；
- 适用处，对于查找问题，unordered_map会更加高效一些；
（1）unordered_map容器常见方法：
empty() //若容器为空，则返回 true；否则 false size() //返回当前容器中存有键值对的个数 max_size() //返回容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同 operator[key] //该模板类中重载了 [] 运算符，其功能是可以向访问数组中元素那样，只要给定某个键值对的键 key，就可以获取该键对应的值。注意，如果当前容器中没有以 key 为键的键值对，则其会使用该键向当前容器中插入一个新键值对 at(key) //返回容器中存储的键 key 对应的值，如果 key 不存在，则会抛出 out_of_range 异常 find(key) //查找以 key 为键的键值对，如果找到，则返回一个指向该键值对的正向迭代器；反之，则返回一个指向容器中最后一个键值对之后位置的迭代器（如果 end() 方法返回的迭代器） count(key) //在容器中查找以 key 键的键值对的个数 equal_range(key) //返回一个 pair 对象，其包含 2 个迭代器，用于表明当前容器中键为 key 的键值对所在的范围 emplace() //向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高 emplace_hint() //向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高 insert() //向容器中添加新键值对 erase() //删除指定键值对,map.erase(val); clear() //清空容器，即删除容器中存储的所有键值对 swap() //交换 2 个 unordered_map 容器存储的键值对，前提是必须保证这 2 个容器的类型完全相等
八、string 容器
1、string容器实现机理
（1）string和char * 区别：
- char * 是一个指针；
- string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器；
（2）特点：
string 类内部封装了很多成员方法；
例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert；
string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责；
2、string容器常见方法
string(); //创建一个空的字符串 例如: string str; string(const char* s); //使用字符串s初始化 string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象 string(int n, char c); //使用n个字符c初始化 //eg:string s4(10, 'a'); string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串 string& operator=(const string &s); //把字符串s赋给当前的字符串 string& operator=(char c); //字符赋值给当前的字符串 string& assign(const char *s); //把字符串s赋给当前的字符串 string& assign(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串 string& assign(const string &s); //把字符串s赋给当前字符串 string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串 string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符 string& operator+=(const char c); //重载+=操作符 string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符 string& append(const char *s); //把字符串s连接到当前字符串结尾 string& append(const char *s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾 string& append(const string &s); //同operator+=(const string& str) string& append(const string &s, int pos, int n); //字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符 int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找 int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找 int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置 int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置 int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找 int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找 int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置 int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置 string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s
- 字符串之间的比较
比较方式：
- 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比
= 返回 0
> 返回 1
< 返回 -1
int compare(const string &s) const; //与字符串s比较 int compare(const char *s) const; //与字符串s比较 //字符的获取 char& operator[](int n); //通过[]方式取字符 char& at(int n); //通过at方法获取字符 string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串 string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串 string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符 //获取原字符串中的某一区间的字符串 string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串
注：此文章内容仅是自己在学习过程中的一个小小总结（且仅是为了以后的学习使用提供方便），在后面的学习过程中会不断地对STL进行完善；
在刷算法题的时候可以根据各个容器的特性做出合适的选择;
