代码随想录八股训练营第三十六天| C++

2024-09-07 06:44

本文主要是介绍代码随想录八股训练营第三十六天| C++,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

一、push_back()和emplace_back()的区别?

1.1.push_back():

1.2.emplace_back():

1.3.区别总结:

1.4.使用场景:

二、map dequeu list 的实现原理?

2.1.std::map:

2.2. std::deque:

2.3. std::list:

2.4. 区别总结:

总结


前言

在C++编程中,选择合适的容器对于优化程序性能和内存使用至关重要。std::vectorstd::mapstd::dequestd::list是C++标准库中常用的几种容器,它们各自具有独特的特性和适用场景。理解这些容器的实现原理和操作方法,可以帮助开发者更加高效地使用它们。本文将详细探讨push_back()emplace_back()的区别,以及std::mapstd::dequestd::list的实现原理。


一、push_back()和emplace_back()的区别?

在C++标准库中,push_back()emplace_back()都是用于向容器(如std::vectorstd::list等)的末尾添加元素的成员函数。它们的主要区别在于元素的添加方式:

1.1.push_back():

  • push_back()函数接受一个元素作为参数,这个元素可以是一个对象、一个对象的拷贝或者是一个对象的移动引用。
  • 当你使用push_back()时,如果传入的是一个对象的拷贝,那么这个对象会被拷贝构造到容器中。如果传入的是一个对象的移动引用,那么这个对象会被移动构造到容器中。
container.push_back(value);

1.2.emplace_back():

  • emplace_back()函数接受一个或多个参数,这些参数将被用来就地(in-place)构造一个元素,即直接在容器的内存空间中构造元素,而不需要先构造一个临时对象再拷贝或移动。
  • emplace_back()通常用于避免不必要的拷贝或移动操作,提高效率。
container.emplace_back(arg1, arg2, ...);

1.3.区别总结

  • push_back()总是涉及到对象的拷贝或移动,而emplace_back()则直接在容器的内存中构造对象。
  • emplace_back()通常比push_back()更高效,因为它避免了额外的拷贝或移动操作。
  • emplace_back()允许使用初始化列表来构造对象,这在某些情况下非常有用,比如当你需要构造一个对象,而这个对象的构造函数不接受单独的参数时。

1.4.使用场景:

  • vector 通常在内存使用上更紧凑,因为它是一个连续的存储块。
  • list 由于每个元素都需要额外的空间来存储指针(至少两个指针,指向前一个和后一个元素),因此内存使用上不如 vector 紧凑。
std::vector<int> vec;
vec.push_back(10);  // 拷贝或移动10到vec中
vec.emplace_back(20);  // 直接在vec中构造一个值为20的int对象

二、map dequeu list 的实现原理?

在C++标准库中,std::mapstd::dequestd::list是三种不同的容器,它们各自有不同的实现原理和数据结构:

2.1.std::map:

  • 数据结构std::map通常是基于红黑树实现的。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它保证了树的平衡性,使得最坏情况下的查找、插入和删除操作的时间复杂度为O(log n)。
  • 元素存储: 每个节点存储一个键值对(std::pair<const Key, T>),其中键是唯一的,并且按照键的顺序自动排序。
  • 操作: 插入、删除和查找操作都是通过对红黑树进行相应的树操作来完成的,如旋转和重新着色。

2.2. std::deque:

  • 数据结构std::deque(double-ended queue)通常由一个或多个动态数组(也称为块)和一个指向这些数组的指针数组组成。每个动态数组可以存储固定数量的元素。
  • 元素存储: 元素可以存储在这些动态数组中的任意位置,std::deque维护了指向这些数组的指针,以及每个数组中元素的起始和结束位置。
  • 操作: 在两端插入和删除元素是非常高效的,因为可以在常数时间内完成,不需要移动其他元素。但是,如果需要在中间位置插入或删除元素,则可能需要移动多个元素,这在最坏情况下的时间复杂度为O(n)。

2.3. std::list:

  • 数据结构std::list是一个双向链表。每个节点包含一个元素和两个指针,分别指向前一个节点和后一个节点。
  • 元素存储: 元素在链表中按顺序存储,每个元素都通过指针与前一个和后一个元素相连。
  • 操作: 插入和删除操作非常高效,因为只需要修改相邻节点的指针。这些操作的时间复杂度为O(1),前提是你已经有了要插入或删除位置的迭代器。查找特定元素需要从头开始遍历链表,直到找到目标元素,因此查找操作的时间复杂度为O(n)。

2.4. 区别总结:

  • std::map提供了基于键的快速查找和有序存储,但不支持在中间位置的高效插入和删除。
  • std::deque提供了在两端的快速插入和删除,以及随机访问能力,但不支持基于键的查找。
  • std::list提供了高效的插入和删除操作,无论位置如何,但不支持随机访问和基于键的查找。

总结

本文首先分析了push_back()emplace_back()这两种向容器添加元素的方法。push_back()通过拷贝或移动对象来添加元素,而emplace_back()则直接在容器内存中构造对象,避免了不必要的拷贝或移动,从而提高了效率。接着,文章深入探讨了std::mapstd::dequestd::list三种容器的实现原理和数据结构。std::map基于红黑树,提供了基于键的快速查找和有序存储;std::deque由动态数组组成,支持两端的快速插入和删除;std::list则是一个双向链表,提供了高效的插入和删除操作。每种容器都有其特定的使用场景和性能特点,选择合适的容器对于提高程序的效率和性能至关重要。

这篇关于代码随想录八股训练营第三十六天| C++的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1144348

相关文章

python实现pdf转word和excel的示例代码

《python实现pdf转word和excel的示例代码》本文主要介绍了python实现pdf转word和excel的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价... 目录一、引言二、python编程1,PDF转Word2,PDF转Excel三、前端页面效果展示总结一

在MyBatis的XML映射文件中<trim>元素所有场景下的完整使用示例代码

《在MyBatis的XML映射文件中<trim>元素所有场景下的完整使用示例代码》在MyBatis的XML映射文件中,trim元素用于动态添加SQL语句的一部分,处理前缀、后缀及多余的逗号或连接符,示... 在MyBATis的XML映射文件中,<trim>元素用于动态地添加SQL语句的一部分,例如SET或W

使用C#代码计算数学表达式实例

《使用C#代码计算数学表达式实例》这段文字主要讲述了如何使用C#语言来计算数学表达式,该程序通过使用Dictionary保存变量,定义了运算符优先级,并实现了EvaluateExpression方法来... 目录C#代码计算数学表达式该方法很长,因此我将分段描述下面的代码片段显示了下一步以下代码显示该方法如

C++中实现调试日志输出

《C++中实现调试日志输出》在C++编程中,调试日志对于定位问题和优化代码至关重要,本文将介绍几种常用的调试日志输出方法,并教你如何在日志中添加时间戳,希望对大家有所帮助... 目录1. 使用 #ifdef _DEBUG 宏2. 加入时间戳:精确到毫秒3.Windows 和 MFC 中的调试日志方法MFC

python多进程实现数据共享的示例代码

《python多进程实现数据共享的示例代码》本文介绍了Python中多进程实现数据共享的方法,包括使用multiprocessing模块和manager模块这两种方法,具有一定的参考价值,感兴趣的可以... 目录背景进程、进程创建进程间通信 进程间共享数据共享list实践背景 安卓ui自动化框架,使用的是

SpringBoot生成和操作PDF的代码详解

《SpringBoot生成和操作PDF的代码详解》本文主要介绍了在SpringBoot项目下,通过代码和操作步骤,详细的介绍了如何操作PDF,希望可以帮助到准备通过JAVA操作PDF的你,项目框架用的... 目录本文简介PDF文件简介代码实现PDF操作基于PDF模板生成,并下载完全基于代码生成,并保存合并P

SpringBoot基于MyBatis-Plus实现Lambda Query查询的示例代码

《SpringBoot基于MyBatis-Plus实现LambdaQuery查询的示例代码》MyBatis-Plus是MyBatis的增强工具,简化了数据库操作,并提高了开发效率,它提供了多种查询方... 目录引言基础环境配置依赖配置(Maven)application.yml 配置表结构设计demo_st

深入理解C++ 空类大小

《深入理解C++空类大小》本文主要介绍了C++空类大小,规定空类大小为1字节,主要是为了保证对象的唯一性和可区分性,满足数组元素地址连续的要求,下面就来了解一下... 目录1. 保证对象的唯一性和可区分性2. 满足数组元素地址连续的要求3. 与C++的对象模型和内存管理机制相适配查看类对象内存在C++中,规

SpringCloud集成AlloyDB的示例代码

《SpringCloud集成AlloyDB的示例代码》AlloyDB是GoogleCloud提供的一种高度可扩展、强性能的关系型数据库服务,它兼容PostgreSQL,并提供了更快的查询性能... 目录1.AlloyDBjavascript是什么?AlloyDB 的工作原理2.搭建测试环境3.代码工程1.

Java调用Python代码的几种方法小结

《Java调用Python代码的几种方法小结》Python语言有丰富的系统管理、数据处理、统计类软件包,因此从java应用中调用Python代码的需求很常见、实用,本文介绍几种方法从java调用Pyt... 目录引言Java core使用ProcessBuilder使用Java脚本引擎总结引言python