线性容器
- 为什么要引入
std::array
而不是直接使用 std::vector
?
与 std::vector
不同,std::array
对象的大小是固定的,如果容器大小是固定的,那么可以优先考虑使用 std::array
容器。 另外由于 std::vector
是自动扩容的,当存入大量的数据后,并且对容器进行了删除操作, 容器并不会自动归还被删除元素相应的内存,这时候就需要手动运行 shrink_to_fit()
释放这部分内存。
- 已经有了传统数组,为什么要用
std::array
?
使用 std::array
能够让代码变得更加“现代化”,而且封装了一些操作函数,比如获取数组大小以及检查是否非空,同时还能够友好的使用标准库中的容器算法,比如 std::sort
。
无序容器
std::map
/std::set
,这些元素内部通过红黑树进行实现, 插入和搜索的平均复杂度均为 O(log(size))
。在插入元素时候,会根据 <
操作符比较元素大小并判断元素是否相同, 并选择合适的位置插入到容器中。当对这个容器中的元素进行遍历时,输出结果会按照 <
操作符的顺序来逐个遍历。
而无序容器中的元素是不进行排序的,内部通过 Hash 表实现,插入和搜索元素的平均复杂度为 O(constant)
, 在不关心容器内部元素顺序时,能够获得显著的性能提升。
元组
纵观传统 C++ 中的容器,除了 std::pair
外, 似乎没有现成的结构能够用来存放不同类型的数据(通常我们会自己定义结构)。 但 std::pair
的缺陷是显而易见的,只能保存两个元素。
C++11支持tuple来存放不同的类型,三个核心函数
std::make_tuple
: 构造元组
std::get
: 获得元组某个位置的值
std::tie
: 元组拆包
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#include <tuple>
#include <iostream>
auto get_student(int id)
{
// 返回类型被推断为 std::tuple<double, char, std::string>`
if (id == 0)
return std::make_tuple(3.8, 'A', "张三");
if (id == 1)
return std::make_tuple(2.9, 'C', "李四");
if (id == 2)
return std::make_tuple(1.7, 'D', "王五");
return std::make_tuple(0.0, 'D', "null");
// 如果只写 0 会出现推断错误, 编译失败`
}
int main()
{
auto student = get_student(0);`
std::cout << "ID: 0, "`
<< "GPA: " << std::get<0>(student) << ", "
<< "成绩: " << std::get<1>(student) << ", "
<< "姓名: " << std::get<2>(student) << '\n';
double gpa;
char grade;
std::string name;
// 元组进行拆包`
std::tie(gpa, grade, name) = get_student(1);
std::cout << "ID: 1, "
<< "GPA: " << gpa << ", "
<< "成绩: " << grade << ", "
<< "姓名: " << name << '\n';
}
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std::get
除了使用常量获取元组对象外,C++14 增加了使用类型来获取元组中的对象:
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std::tuple<std::string, double, double, int> t("123", 4.5, 6.7, 8);
std::cout << std::get<std::string>(t) << std::endl;
std::cout << std::get<double>(t) << std::endl; // 非法, 引发编译期错误
std::cout << std::get<3>(t) << std::endl;
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使用 std::variant<>
(C++ 17 引入),提供给 variant<>
的类型模板参数 可以让一个 variant<>
从而容纳提供的几种类型的变量(在其他语言,例如 Python/JavaScript 等,表现为动态类型):
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int i = 1;
std::get<i>(t);//非法,需要编译期常量
std::cout << tuple_index(t, i) << std::endl;
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元组合并与遍历
还有一个常见的需求就是合并两个元组,这可以通过 std::tuple_cat
来实现:
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auto new_tuple = std::tuple_cat(get_student(1), std::move(t));
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// 迭代
for(int i = 0; i != tuple_len(new_tuple); ++i)
// 运行期索引
std::cout << tuple_index(i, new_tuple) << std::endl;
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