我注意到在有效的STL

向量是这样一种序列 默认情况下应该使用。

这是什么意思?似乎忽略效率向量可以做任何事情。

谁能给我一个场景,其中向量不是一个可行的选择,但必须使用列表?


当你在序列中间有很多插入或删除时。例如,内存管理器。


想要重复将大量项插入序列末尾以外的任何位置的情况。

看看每种不同类型的容器的复杂度保证:

标准容器的复杂性保证是什么?


任何时候都不能使迭代器失效。


如果你不需要经常插入元素,那么向量会更有效。它具有比列表更好的CPU缓存位置。换句话说,访问一个元素使得下一个元素很有可能存在于缓存中,并且可以在不读取慢速RAM的情况下被检索。


保留迭代器的有效性是使用列表的原因之一。另一种情况是当你不希望在推送物品时重新分配向量。这可以通过巧妙地使用reserve()来管理,但在某些情况下,仅使用列表可能更容易或更可行。


基本上,vector是一个具有自动内存管理功能的数组。数据在内存中是连续的。试图在中间插入数据是一项代价高昂的操作。

在列表中,数据存储在不相关的内存位置。在中间插入数据并不需要复制一些数据来为新数据腾出空间。

为了更具体地回答你的问题,我将引用这一页

对于访问元素以及从序列末尾添加或删除元素,向量通常是最有效的。对于涉及在末尾以外的位置插入或删除元素的操作,它们的性能不如deques和list,并且迭代器和引用的一致性也不如list。


std::list的一个特殊功能是拼接(将列表的一部分或整个链接或移动到另一个列表中)。

或者如果你的内容复制非常昂贵。在这种情况下,使用列表对集合进行排序可能更便宜。

还要注意,如果集合很小(并且复制内容的开销不是特别大),即使在任何地方插入和删除,vector的性能也可能优于list。列表单独分配每个节点,这可能比移动几个简单的对象要昂贵得多。

我不认为有什么严格的规定。这取决于您最想对容器做什么,以及您希望容器有多大以及所包含的类型。vector通常优于list,因为它将其内容分配为单个连续块(它基本上是一个动态分配的数组,在大多数情况下,数组是保存一堆东西的最有效方式)。


当你想在容器之间移动对象时,你可以使用list::splice。

例如,一个图划分算法可以将常数数量的对象递归地划分到数量不断增加的容器中。对象应该初始化一次,并始终保持在内存中的相同位置。通过重新链接来重新排列比重新分配要快得多。

Edit: as libraries prepare to implement C++0x, the general case of splicing a subsequence into a list is becoming linear complexity with the length of the sequence. This is because splice (now) needs to iterate over the sequence to count the number of elements in it. (Because the list needs to record its size.) Simply counting and re-linking the list is still faster than any alternative, and splicing an entire list or a single element are special cases with constant complexity. But, if you have long sequences to splice, you might have to dig around for a better, old-fashioned, non-compliant container.


std::vector std::list
Contiguous memory. Non-contiguous memory.
Pre-allocates space for future elements, so extra space required beyond what's necessary for the elements themselves. No pre-allocated memory. The memory overhead for the list itself is constant.
Each element only requires the space for the element type itself (no extra pointers). Each element requires extra space for the node which holds the element, including pointers to the next and previous elements in the list.
Can re-allocate memory for the entire vector any time that you add an element. Never has to re-allocate memory for the whole list just because you add an element.
Insertions at the end are constant, amortized time, but insertions elsewhere are a costly O(n). Insertions and erasures are cheap no matter where in the list they occur.
Erasures at the end of the vector are constant time, but for the rest it's O(n). It's cheap to combine lists with splicing.
You can randomly access its elements. You cannot randomly access elements, so getting at a particular element in the list can be expensive.
Iterators are invalidated if you add or remove elements to or from the vector. Iterators remain valid even when you add or remove elements from the list.
You can easily get at the underlying array if you need an array of the elements. If you need an array of the elements, you'll have to create a new one and add them all to it, since there is no underlying array.

一般来说,当你不关心你使用的是哪种类型的顺序容器时,使用vector,但如果你在容器的任何地方做很多插入或擦除,而不是在末尾,你就会想要使用list。如果你需要随机访问,你就需要向量,而不是列表。除此之外,在某些情况下,根据应用程序需要其中一个或另一个,但一般来说,这些都是很好的指导原则。


我班上的学生似乎无法向我解释什么时候使用向量更有效,但他们在建议我使用列表时看起来很高兴。

这是我的理解

列表: 每一项都包含下一个或上一个元素的地址,所以有了这个功能,你可以随机项,即使它们没有排序,顺序也不会改变:如果你的内存是碎片化的,它是有效的。 但是它还有一个非常大的优势:你可以很容易地插入/删除项,因为你唯一需要做的就是改变一些指针。 缺点: 要读一个随机的条目,你必须从一个条目跳到另一个条目,直到你找到正确的地址。

Vectors: When using vectors, the memory is much more organized like regular arrays: each n-th items is stored just after (n-1)th item and before (n+1)th item. Why is it better than list ? Because it allow fast random access. Here is how: if you know the size of an item in a vector, and if they are contiguous in memory, you can easily predict where the n-th item is; you don't have to browse all the item of a list to read the one you want, with vector, you directly read it, with a list you can't. On the other hand, modify the vector array or change a value is much more slow.

列表更适合用于跟踪可以在内存中添加/删除的对象。 当您希望从大量单个项中访问一个元素时,向量更适合。

我不知道列表是如何优化的,但你必须知道,如果你想要快速读取访问,你应该使用向量,因为STL固定列表有多好,它在读取访问方面不会像向量那样快。


这里的大多数答案都遗漏了一个重要的细节:为什么?

你想在集装箱里放些什么?

如果它是int型的集合,那么std::list在任何情况下都将丢失,不管你是否可以重新分配,你只从前面删除,等等。遍历列表的速度较慢,每次插入都需要与分配器进行交互。要准备一个例子是极其困难的,其中list<int>击败vector<int>。即使这样,deque<int>可能更好或关闭,而不仅仅是使用列表,这将有更大的内存开销。

然而,如果您正在处理大而丑陋的数据块——而且数量很少——您不想在插入时过度分配,而由于重新分配而进行复制将是一场灾难——那么您可能,也许,使用list<UglyBlob>比使用vector<UglyBlob>更好。

不过,如果你切换到vector<UglyBlob*>或甚至vector<shared_ptr<UglyBlob> >, - list仍然会滞后。

因此,访问模式、目标元素数量等仍然会影响比较,但在我看来,元素大小、复制成本等。


必须使用list的唯一硬性规则是需要将指针分发到容器元素的地方。

与vector不同,你知道元素的内存不会被重新分配。如果可以,那么可能会有指向未使用内存的指针,这在最好的情况下是一个大禁忌,在最坏的情况下是SEGFAULT。

(从技术上讲,*_ptr的向量也可以工作,但在这种情况下,你是在模拟列表,所以这只是语义。)

其他软规则与将元素插入容器中间可能存在的性能问题有关,因此最好使用list。


列表只是stl中double - linkedlist的包装器,因此提供了您可能希望从d-linklist中获得的功能,即O(1)插入和删除。 向量是具有传染性的数据序列,其工作方式类似于动态数组。S-更容易遍历。


在向量和列表的情况下,对我来说,主要的区别如下:

向量

A vector stores its elements in contiguous memory. Therefore, random access is possible inside a vector which means that accessing an element of a vector is very fast because we can simply multiply the base address with the item index to access that element. In fact, it takes only O(1) or constant time for this purpose. Since a vector basically wraps an array, every time you insert an element into the vector (dynamic array), it has to resize itself by finding a new contiguous block of memory to accommodate the new elements which is time-costly. It does not consume extra memory to store any pointers to other elements within it.

list

A list stores its elements in non-contiguous memory. Therefore, random access is not possible inside a list which means that to access its elements we have to use the pointers and traverse the list which is slower relative to vector. This takes O(n) or linear time which is slower than O(1). Since a list uses non-contiguous memory, the time taken to insert an element inside a list is a lot more efficient than in the case of its vector counterpart because reallocation of memory is avoided. It consumes extra memory to store pointers to the element before and after a particular element.

因此,记住这些区别,我们通常会考虑内存、频繁的随机访问和插入来决定给定场景中向量和列表的胜者。


〇简单一点 在一天结束的时候,当你在c++中选择容器时感到困惑时,使用下面的流程图图像(对我说谢谢):-

向量,

Vector基于传染性记忆 矢量是小数据集的一种方式 Vector在遍历数据集时执行最快 向量插入删除在巨大数据集上很慢,但在非常数据集上很快 小

列表,

List基于堆内存 列表是非常庞大的数据集 List在遍历小数据集时相对较慢,但在 巨大的气候资料 列表插入删除在大数据集上速度快,但在小数据集上速度慢 的


List是双链表,所以很容易插入和删除一个元素。我们只需要改变这几个指针,而在向量中如果我们想在中间插入一个元素那么它后面的每个元素都要移动一个下标。此外,如果向量的大小已满,那么它必须首先增加它的大小。所以这是一个昂贵的手术。 因此,在这种情况下,只要需要更频繁地执行插入和删除操作,就应该使用案例列表。


在表格中总结答案以供快速参考:

Vector List
Access Faster Slower
Insert/Delete Operations Slower Faster
Memory Allocation Contiguous Non-contiguous
Size Pre-allocation Need to be reserved Not necessary to reserve
Space Required Per Element Only for the element itself For element and pointers to next
(and optionally previous elements)