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191、STL 中vector删除其中的元素,迭代器如何变化?为什么是两倍扩容?释放空间?
size()函数返回的是已用空间大小,capacity()返回的是总空间大小,capacity()-size()则是剩余的可用空间大小。当size()和capacity()相等,说明vector目前的空间已被用完,如果再添加新元素,则会引起vector空间的动态增长。
由于动态增长会引起重新分配内存空间、拷贝原空间、释放原空间,这些过程会降低程序效率。因此,可以使用reserve(n)预先分配一块较大的指定大小的内存空间,这样当指定大小的内存空间未使用完时,是不会重新分配内存空间的,这样便提升了效率。只有当n>capacity()时,调用reserve(n)才会改变vector容量。
resize()成员函数只改变元素的数目,不改变vector的容量。
1、空的vector对象,size()和capacity()都为0
2、当空间大小不足时,新分配的空间大小为原空间大小的2倍。
3、使用reserve()预先分配一块内存后,在空间未满的情况下,不会引起重新分配,从而提升了效率。
4、当reserve()分配的空间比原空间小时,是不会引起重新分配的。
5、resize()函数只改变容器的元素数目,未改变容器大小。
6、用reserve(size_type)只是扩大capacity值,这些内存空间可能还是“野”的,如果此时使用“[ ]”来访问,则可能会越界。而resize(size_type new_size)会真正使容器具有new_size个对象。
不同的编译器,vector有不同的扩容大小。在vs下是1.5倍,在GCC下是2倍;
空间和时间的权衡。简单来说, 空间分配的多,平摊时间复杂度低,但浪费空间也多。
使用k=2增长因子的问题在于,每次扩展的新尺寸必然刚好大于之前分配的总和,也就是说,之前分配的内存空间不可能被使用。这样对内存不友好。最好把增长因子设为(1,2)
对比可以发现采用采用成倍方式扩容,可以保证常数的时间复杂度,而增加指定大小的容量只能达到O(n)的时间复杂度,因此,使用成倍的方式扩容。
如何释放空间
由于vector的内存占用空间只增不减,比如你首先分配了10,000个字节,然后erase掉后面9,999个,留下一个有效元素,但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的,clear()可以清空所有元素。但是即使clear(),vector所占用的内存空间依然如故,无法保证内存的回收。
如果需要空间动态缩小,可以考虑使用deque。如果vector,可以用swap()来帮助你释放内存。
vector(Vec).swap(Vec); 将Vec的内存空洞清除; vector().swap(Vec); 清空Vec的内存;
192、容器内部删除一个元素
1) 顺序容器
erase迭代器不仅使所指向被删除的迭代器失效,而且使被删元素之后的所有迭代器失效(list除外),所以不能使用erase(it++)的方式,但是erase的返回值是下一个有效迭代器;
It = c.erase(it);
2) 关联容器
erase迭代器只是被删除元素的迭代器失效,但是返回值是void,所以要采用erase(it++)的方式删除迭代器;
c.erase(it++)
193、STL迭代器如何实现
1、 迭代器是一种抽象的设计理念,通过迭代器可以在不了解容器内部原理的情况下遍历容器,除此之外,STL中迭代器一个最重要的作用就是作为容器与STL算法的粘合剂。
2、 迭代器的作用就是提供一个遍历容器内部所有元素的接口,因此迭代器内部必须保存一个与容器相关联的指针,然后重载各种运算操作来遍历,其中最重要的是*运算符与->运算符,以及++、--等可能需要重载的运算符重载。这和C++中的智能指针很像,智能指针也是将一个指针封装,然后通过引用计数或是其他方法完成自动释放内存的功能。
3、最常用的迭代器的相应型别有五种:value type、difference type、pointer、reference、iterator catagoly;
194、map、set是怎么实现的,红黑树是怎么能够同时实现这两种容器? 为什么使用红黑树?
1) 他们的底层都是以红黑树的结构实现,因此插入删除等操作都在O(logn时间内