Cpp常见STL操作
Contents
一、STL 容器整体分类（先有全局认知）
STL Containers
├── 顺序容器（Sequence）
│ ├── vector
│ ├── deque
│ ├── list / forward_list
│ └── array
│
├── 关联容器（有序，基于红黑树）
│ ├── set / multiset
│ └── map / multimap
│
├── 无序关联容器（哈希表）
│ ├── unordered_set / unordered_multiset
│ └── unordered_map / unordered_multimap
│
└── 容器适配器（接口受限）
├── stack
├── queue
└── priority_queue二、顺序容器（Sequence Containers）
1️⃣ vector —— 动态数组（最常用）
特点
- 连续内存
- 支持随机访问
- 尾插效率高
vector<int> v;
v.push_back(10); // 在末尾插入一个元素
v.emplace_back(20); // 在末尾原地构造元素（避免拷贝）
v.pop_back(); // 删除末尾元素
v.insert(v.begin(), 5); // 在指定位置插入元素
v.erase(v.begin()); // 删除指定位置的元素
v.clear(); // 清空所有元素（capacity 不变）
v.size(); // 返回当前元素个数
v.empty(); // 判断是否为空
v.reserve(100); // 预分配内存空间，不创建元素
v.resize(50); // 调整元素个数（多的补默认值）
v[0]; // 访问元素（不检查越界）
v.at(0); // 访问元素（越界抛异常）
v.front(); // 访问第一个元素
v.back(); // 访问最后一个元素
sort(v.begin(), v.end()); // 排序
vector<int> sub_v(v.begin() + 2, v.begin() + 5); // 取下标 [2,5) 的子数组
典型场景
- 任务列表
- 数据缓存
- 算法中 80% 的顺序存储需求
2️⃣ deque —— 双端队列
特点
- 头尾插入删除都是 O(1)
- 非连续内存
deque<int> dq;
dq.push_back(1); // 在末尾插入元素
dq.push_front(2); // 在头部插入元素
dq.pop_back(); // 删除末尾元素
dq.pop_front(); // 删除头部元素
dq[0]; // 随机访问元素
dq.size(); // 当前元素数量
dq.empty(); // 是否为空
dq.insert(dq.begin() + 1, 3); // 在指定位置插入元素
dq.erase(dq.begin() + 1); // 删除指定位置元素
dq.front(); // 访问第一个元素
dq.back(); // 访问最后一个元素
典型场景
- BFS
- 滑动窗口
- 就绪队列（需要头尾操作）
3️⃣ list / forward_list —— 链表
特点
- 任意位置插入/删除 O(1)
- 不支持随机访问
list<int> lst;
lst.push_back(1); // 在末尾插入元素
lst.push_front(2); // 在头部插入元素
lst.insert(it, 3); // 在迭代器位置插入元素
lst.erase(it); // 删除迭代器指向的元素
lst.remove(5); // 删除所有值为 5 的元素
lst.clear(); // 清空链表
lst.size(); // 元素数量
sort(lst.begin(), lst.end()); // 排序链表
lst.reverse(); // 反转链表
// 遍历链表
for (auto it = lst.begin(); it != lst.end(); ++it) {
cout << *it << " ";
}典型场景
- 频繁中间插删
- 对迭代器稳定性有要求的场景 （现代 C++ 中使用频率不高）
4️⃣ array —— 固定大小数组
特点
- 大小编译期确定
- 性能接近 C 数组
array<int, 5> arr;
arr[0]; // 访问元素
arr.size(); // 返回固定大小
arr.fill(0); // 所有元素赋值为 0
arr.begin(); // 指向第一个元素的迭代器
arr.end(); // 指向最后一个元素后面的迭代器
sort(arr.begin(), arr.end()); // 排序
三、关联容器（有序，红黑树实现）
5️⃣ set / multiset —— 有序集合
特点
- 自动排序
- 查找、插入、删除 O(log n)
set<int> s;
s.insert(3); // 插入元素（自动排序，set 去重）
s.erase(3); // 删除指定元素
s.find(3); // 查找元素，返回迭代器
s.count(3); // 元素个数（set 为 0 或 1）
s.begin(); // 指向最小元素
s.size(); // 元素数量
s.empty(); // 是否为空
典型场景
- 去重 + 有序
- 区间、排名问题
6️⃣ map / multimap —— 有序键值映射
特点
- key 自动排序
- key → value 映射
map<int, int> mp;
mp[1] = 10; // 插入或修改 key=1 的值
mp.insert({2, 20}); // 插入键值对
mp.find(1); // 查找 key
mp.erase(1); // 删除指定 key
mp.size(); // 键值对数量
mp.empty(); // 是否为空
典型场景
- 有序字典
- 需要按 key 顺序遍历
四、无序关联容器（哈希表）
7️⃣ unordered_set
特点
- 平均 O(1) 查找
- 元素无序
unordered_set<int> us;
us.insert(5); // 插入元素
us.erase(5); // 删除元素
us.find(5); // 查找元素
us.count(5); // 判断是否存在
us.reserve(100); // 预分配桶，减少 rehash
8️⃣ unordered_map
unordered_map<int, int> um;
um[1] = 10; // 插入或更新键值对
um.insert({2, 20}); // 插入键值对
um.find(1); // 查找 key
um.erase(1); // 删除 key
um.size(); // 键值对数量
典型场景
- 高频查找
- 不关心顺序
五、容器适配器（接口受限）
9️⃣ stack —— 栈（LIFO）
stack<int> st;
st.push(1); // 入栈
st.pop(); // 出栈（不返回值）
st.top(); // 访问栈顶元素
st.size(); // 元素数量
st.empty(); // 是否为空
🔟 queue —— 队列（FIFO）
queue<int> q;
q.push(1); // 入队
q.pop(); // 出队
q.front(); // 访问队首元素
q.back(); // 访问队尾元素
1️⃣1️⃣ priority_queue —— 优先队列（堆）
priority_queue<int> pq; // 默认大顶堆
pq.push(3); // 插入元素
pq.pop(); // 删除优先级最高的元素
pq.top(); // 获取优先级最高的元素
pq.size(); // 元素数量
pq.empty(); // 是否为空