C++ STL 容器重要概念

本文所有内容均在 GNU C++ (64位) 里瞎搞出来，有很多猜测，仅供参考

如何定义

vector/deque/list/forward_list <T, allocator<T> >
set <T, less<T>, allocator<T> >
map <T, U, less<T>, allocator< pair<T, U> > >
unordered_set < T, hash<T>, equal_to<T>, allocator<T> >
unordered_map < T, U, hash<T>, equal_to<T>, allocator< pair<T, U> > >
basic_string/basic_stringstream <T, char_traits<T>, allocator<T> >
queue/stack <T, deque<T> >
priority_queue <T, vector<T>, less<T> >
array <T, N>
bitset <N>

内存分配

容器	sizeof	扩容方式	内存释放方式
vector	24	每次两倍	不释放
deque	80	初始512字节，每次512字节+少量额外内存	基本释放
list	16	要多少申请多少	不留多余内存
forward_list	8	要多少申请多少	不留多余内存
(multi)set/map	48	要多少申请多少	不留多余内存
unordered_(multi)set/map	56	要多少申请多少+桶的内存	桶不释放，其余不留多余内存
string	8	每次两倍+少量额外内存	不释放
stringstream	368	初始512字节，每次两倍+少量额外内存	不释放

• queue,stack,priority_queue是由其他容器改造过来的（第二个模板参数），queue,stack默认是deque，priority_queue默认是vector
• array,bitset都是固定长度，没有内存分配器，估计和数组行为一致
• list,forward_list,set,map这些链表数据结构（unordered每个桶也是链表），每个结点的指针的内存不通过自定义内存分配器分配。目前初步估计set/map的每个结点有额外24字节（通过鸡兔同笼法），其余懒得算

时间复杂度

• list 的 size() 是 (O(n)) 的！（forward_list 干脆不定义这个函数），想用 list 代替 deque 的同学要注意这个坑点
• array 的 swap() 是 (O(n)) 的（要把它当c的数组看待）
• 其他复杂度还没发现不正常的

迭代器

• 由其他容器改造的容器（queue,stack,priority_queue）都没有迭代器
• bitset没有迭代器
• stringstream没有迭代器（不考虑特殊迭代器）