数据结构的理解

数据结构的理解

堆栈：我们可以把堆理解成一个弹夹， 一端固定，另外一端是浮动的，子弹就是数据，数据从栈顶压入栈中，就像子弹被压入弹夹，先进去的子弹肯定是后被击发出去， 所以叫先进后出

空间分配区别：

• 堆：在程序里，如果使用到了malloc，静态变量，全局变量，函数地址等，这些就是存放在堆中的数据，堆中的数据是在我们程序结束后由系统统一回收

• 栈：程序中声明的临时变量，函数传参（非地址传递），通常为函数退出后由操作系统销毁

队列（queue）：两端浮动，从尾部放入，从头部拿出，比如我们通常地铁高铁行李过安检，那就是一个队列，所以叫先进先出

容器：动态数组（std::vector）

• 资料：连续存储元素，这意味着不仅可通过迭代器，还能用指向元素的常规指针访问元素。这意味着指向 vector 元素的指针能传递给任何期待指向数组元素的指针的函数。

  vector 的存储是自动管理的，按需扩张收缩。 vector 通常占用多于静态数组的空间，因为要分配更多内存以管理将来的增长。 vector 所用的方式不在每次插入元素时，而只在额外内存耗尽时重分配。分配的内存总量可用 capacity() 函数查询。可通过调用 shrink_to_fit() 返回额外内存系统。 (C++11 起)

  重分配通常是性能上有开销的操作。若元素数量已知，则 reserve() 函数可用于消除重分配。

• 个人理解：以上是这里摘抄的，简单的用人话讲，就是先给你一个篮子放东西，如果你放不下啦， 就需要一个更大的篮子，这个换篮子的过程呢就是性能消耗，所以，如果我们对一个无法预知长度上限的数据不要用vector （以上说法只是为了方便理解，不一定准确）

容器：键值对（std::map）

• 资料：std::map 是有序键值对容器，它的元素的键是唯一的。用比较函数 Compare 排序键。搜索、移除和插入操作拥有对数复杂度。 map 通常实现为红黑树。

  在每个标准库使用比较(Compare) 概念的位置，以等价关系检验唯一性。不精确而言，若二个对象 a 与 b 互相比较不小于对方 ： !comp(a, b) && !comp(b, a) ，则认为它们等价（非唯一）。

  std::map 满足容器 (Container) 、知分配器容器(AllocatorAwareContainer) 、关联容器(AssociativeContainer) 和可逆容器(ReversibleContainer) 的要求。以上是这里摘抄的

• 个人理解：有树的概念，上面的话就很好理解，红黑树是自平衡树的一种，概念就是，保证从父节点到叶子节点的搜索路径最短，以下是红黑树图示；按1到8顺序插入，如下图所示

  

  以上所说的，搜索、移除和插入操作拥有对数复杂度， 代表大量用到这些操作会有性能消耗

容器：固定数组（std::array）

• 资料：std::array 是封装固定大小数组的容器。

  此容器是一个聚合类型，其语义等同于保有一个 C 风格数组 T[N] 作为其唯一非静态数据成员的结构体。不同于 C 风格数组，它不会自动退化成 T* 。它能作为聚合类型聚合初始化，只要有至多 N 个能转换成 T 的初始化器： std::array<int, 3> a = {1,2,3}; 。

  该结构体结合了 C 风格数组的性能、可访问性与容器的优点，比如可获取大小、支持赋值、随机访问迭代器等。

  std::array 满足容器(Container) 和可逆容器(ReversibleContainer)的要求，除了默认构造的 array 是非空的，以及进行交换的复杂度是线性，它满足连续容器(ContiguousContainer)(C++17 起)的要求并部分满足序列容器(SequenceContainer)的要求。

  当其长度为零时 array （ N == 0 ）有特殊情况。此时， array.begin() == array.end() ，并拥有某个唯一值。在零长 array 上调用 front() 或 back() 是未定义的。

  亦可将 array 当做拥有 N 个同类型元素的元组。以上是这里摘抄的

• 个人理解：就是把C里的数组封装成了个类，这个类里有许多常用到的方法，保证性能的同时也保证方法的可易用性，简单的实现就用数组，有很多操作的 交换，删除，排序啥的用array