std::vector 和 std::list 区别

std::vector 和 std::list 区别?

std::vector 和 std::list 是 C++ 标准库中两种不同的容器类型,它们之间有以下几个主要区别:

1. 存储结构:
   • std::vector 是连续内存空间上的动态数组,元素在内存中是连续存储的。
   • std::list 是基于双向链表实现的,元素在内存中是非连续存储的。
2. 访问效率:
   • std::vector 可以通过下标随机访问元素,时间复杂度为 O(1)。
   • std::list 需要顺序遍历才能访问特定元素,时间复杂度为 O(n)。
3. 插入和删除效率:
   • std::vector 在中间插入或删除元素时需要移动其他元素,效率较低,时间复杂度为 O(n)。
   • std::list 在任意位置插入或删除元素都很高效,时间复杂度为 O(1)。
4. 内存管理:
   • std::vector 需要分配连续的内存空间,当容量不足时需要重新分配内存并复制元素,效率相对较低。
   • std::list 在插入和删除时只需要修改指针,不需要移动元素,效率较高。
5. 空间利用率:
   • std::vector 由于是连续存储,可以更好地利用缓存,空间利用率较高。
   • std::list 由于是链表结构,需要额外存储指针信息,空间利用率相对较低。

总的来说,std::vector 适合需要快速随机访问的场景,std::list 适合需要频繁插入和删除的场景。在选择使用哪种容器时,需要根据具体的应用需求进行权衡。

std::vector 的增删改查例子

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    // 创建一个空的 std::vector
    std::vector<int> v;

    // 增
    // 在末尾追加元素
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    // 在指定位置插入元素
    v.insert(v.begin() + 1, 4);
    // v 此时为 {1, 4, 2, 3}

    // 查
    // 访问指定位置的元素
    std::cout << "Element at index 2: " << v[2] << std::endl;
    // 遍历所有元素
    std::cout << "All elements: ";
    for (int i : v) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 改
    // 修改指定位置的元素
    v[2] = 5;
    // v 此时为 {1, 4, 5, 3}

    // 删
    // 删除指定位置的元素
    v.erase(v.begin() + 1);
    // v 此时为 {1, 5, 3}
    // 清空 vector
    v.clear();
    // v 此时为空

    return 0;
}

这个例子展示了 std::vector 的基本增删改查操作:

1. 创建一个空的 std::vector。
2. 使用 push_back() 在末尾追加元素,使用 insert() 在指定位置插入元素。
3. 使用下标访问指定位置的元素,使用 for 循环遍历所有元素。
4. 使用下标修改指定位置的元素。
5. 使用 erase() 删除指定位置的元素,使用 clear() 清空整个 vector。

std::list 的增删改查例子

这里是一个 std::list 的增删改查操作的例子

#include <iostream>
#include <list>

int main() {
    // 创建一个空的 std::list
    std::list<int> lst;

    // 增
    // 在末尾追加元素
    lst.push_back(1);
    lst.push_back(2);
    lst.push_back(3);
    // 在头部插入元素
    lst.push_front(4);
    // lst 此时为 {4, 1, 2, 3}

    // 查
    // 访问头部元素
    std::cout << "Head element: " << lst.front() << std::endl;
    // 访问尾部元素
    std::cout << "Tail element: " << lst.back() << std::endl;
    // 遍历所有元素
    std::cout << "All elements: ";
    for (int i : lst) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 改
    // 修改指定位置的元素
    auto it = lst.begin();
    std::advance(it, 2);
    *it = 5;
    // lst 此时为 {4, 1, 5, 3}

    // 删
    // 删除头部元素
    lst.pop_front();
    // 删除尾部元素
    lst.pop_back();
    // 删除指定元素
    lst.remove(5);
    // lst 此时为 {1, 3}
    // 清空 list
    lst.clear();
    // lst 此时为空

    return 0;
}

这个例子展示了 std::list 的基本增删改查操作:

1. 创建一个空的 std::list。
2. 使用 push_back() 在末尾追加元素,使用 push_front() 在头部插入元素。
3. 使用 front() 访问头部元素,使用 back() 访问尾部元素,使用 for 循环遍历所有元素。
4. 使用迭代器 advance() 移动到指定位置,然后修改元素。
5. 使用 pop_front() 删除头部元素,使用 pop_back() 删除尾部元素,使用 remove() 删除指定元素,使用 clear() 清空整个 list。

std::list 查找某个特定元素如何查找

在 std::list 中查找特定元素有几种方法:

1 使用 find() 算法:

#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>

int main() {
    std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 查找元素 3
    auto it = std::find(lst.begin(), lst.end(), 3);
    if (it != lst.end()) {
        std::cout << "Found element: " << *it << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Element not found" << std::endl;
    }

    return 0;
}

2 使用 std::list 的成员函数 find():

#include <iostream>
#include <list>

int main() {
    std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 查找元素 3
    auto it = lst.find(3);
    if (it != lst.end()) {
        std::cout << "Found element: " << *it << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Element not found" << std::endl;
    }

    return 0;
}

3 使用 std::find_if() 算法,传入一个自定义的谓词函数：

#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>

bool isEven(int x) {
    return x % 2 == 0;
}

int main() {
    std::list<int> lst = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 查找第一个偶数元素
    auto it = std::find_if(lst.begin(), lst.end(), isEven);
    if (it != lst.end()) {
        std::cout << "Found element: " << *it << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Element not found" << std::endl;
    }

    return 0;
}

以上三种方法都可以用来在 std::list 中查找特定元素。其中,使用 std::find() 算法和 std::list 的成员函数 find() 可以查找特定值的元素,而使用 std::find_if() 算法可以查找满足自定义条件的元素。