C++ STL内核分析(2) 


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  • deque\queue\stack深度探索
  • RB-tree深度探索
  • set\multiset深度探索
  • map\multimap深度探索
  • hashtable深度探索
  • hash_set\hash_map

deque\queue\stack深度探索

deque是双向队列,两端都可以push和pop元素,它是向两端调整空间,双向队列依然是线性的,但是物理空间实现相对要复杂一些,功能比较强大,实际上,在STL里,queue和stack应该叫做适配器,而不是容器,因为queue和stack完全是由deque来实现的。

deque

deque实际上是由物理上连续的map和分散的buffer构成,deque之所以给人感觉是连续的,这完全是其爹地器的功劳。

queue

queue

stack

queue

stack(先进后出),queue(先进先出)使用起来比较简单,接口也较少,deque完全可以实现他们的需求,因此queue和stack底层是deque,利用delegate模式。需要注意的是,在线性容器当中,他俩不提供迭代的功能,因此没有迭代器。

RB-tree深度探索

红黑树是关联容器set和map的底层支撑,绝大部分功能都是由红黑树来实现的,红黑树是一种高度平衡二叉树,左右子树比较均衡,不会某一分支深度过深,导致查找时间过长;关联容器在查找的时候非常快,因为红黑树结构在插入的时候都是排序好的。

红黑树

红黑树提供了两种插入接口,insert_unique()和insert_equal()俩接口,分别为set\map和multiset\multimap所调用。

set\multiset深度探索

需要注意的是,set和multiset不能使用迭代器修改元素的值,因为在set中key和value是同一个值,否则迭代器失效。

set\multiset

map\multimap深度探索

map重载了[]操作符

map\multimap

hashtable深度探索

hashtable

hashtable是另外一种底层实现结构,根据hash函数算出位置,放置元素,如果算出的位置相同,发生碰撞的时候,那就把这个位置的所有元素放入一个链表;如果元素的个数和bucket的个数相同的时候就把bucke的数量扩容到原来的两倍左右,从新计算元素的位置,从新排列,所有hashtable又叫做散列表。

这站图的信息可能更丰富一些:

hash.png

hash_set\hash_map

使用hashtable实现的set和map,在C++11以后统一称为unordered_map, unordered_set。

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