如何在C ++ 11中有效选择标准库容器？

有一个众所周知的图像（备忘单），称为“ C ++容器选择”。这是为所需用途选择最佳容器的流程图。

有人知道它是否已经有C ++ 11版本吗？

这是上一个：

我所不知道的，但是我想可以从文字上做。此外，图表略有偏离，因为list通常来说容器并不是一个很好的容器，也不是forward_list。这两个列表都是针对利基应用的非常专业的容器。

要构建这样的图表，您只需要两个简单的准则：

• 首先选择语义
• 当有几种选择时，请选择最简单的

首先，通常不必担心性能。仅当您开始处理数千个（或更多）项目时，才会真正考虑到O的大问题。

容器有两大类：

• 关联容器：它们有一个find操作
• 简单序列容器

然后你就可以在它们上面建几个适配器：stack，queue，priority_queue。我将把适配器放在这里，它们足够专业，可以识别。

问题1：联想？

• 如果您需要通过一个键轻松进行搜索，则需要一个关联容器
• 如果需要对元素进行排序，则需要一个有序的关联容器
• 否则，跳至问题2。

问题1.1：订购了吗？

• 如果不需要特定的命令，请使用unordered_容器，否则请使用其传统的有序命令。

问题1.2：分隔键？

• 如果键与值分开，请使用map，否则请使用set

问题1.3：重复吗？

• 如果要保留重复项，请使用multi，否则不要使用。

例：

假设我有几个具有唯一ID的人，并且我想尽可能简单地从其ID中检索人数据。

1. 我想要一个find功能，因此需要一个关联容器

   1.1。我不在乎订单，因此是一个unordered_容器

   1.2。我的密钥（ID）与其关联的值是分开的，因此map

   1.3。该ID是唯一的，因此不能重复输入。

最终答案是：std::unordered_map<ID, PersonData>。

问题2：内存稳定吗？

• 如果元素在内存中应该是稳定的（即，在修改容器本身时它们不应四处移动），则使用一些 list
• 否则，跳至问题3。

问题2.1：哪个？

• 定居list; a forward_list仅对减少内存占用量有用。

问题3：动态尺寸？

• 如果容器的大小已知（在编译时），并且在程序执行过程中不会更改此大小，并且元素是默认可构造的，或者您可以提供完整的初始化列表（使用{ ... }语法），则可以使用array。它取代了传统的C阵列，但具有便捷的功能。
• 否则，跳至问题4。

问题4：双端？

• 如果希望能够从正面和背面移除物品，请使用deque，否则使用vector。

您会注意到，默认情况下，除非需要关联容器，否则您的选择将是vector。事实证明，这也是Sutter和Stroustrup的推荐。

我喜欢Matthieu的回答，但是我将重新声明流程图，如下所示：

何时不使用std :: vector

默认情况下，如果您需要一个容器，请使用std::vector。因此，仅通过提供替代的某些功能来证明每个其他容器都是合理的std::vector。

建设者

std::vector要求它的内容是可移动构造的，因为它需要能够随机播放周围的项目。这对内容来说并不是一个沉重的负担（请注意，由于等等，不需要默认的构造函数emplace）。但是，大多数其他容器不需要任何特定的构造函数（再次感谢emplace）。因此，如果您有一个绝对不能实现 move构造函数的对象，那么您将不得不选择其他东西。

A std::deque是具有的许多属性的常规替换，std::vector但是您只能在双端队列的两端插入。中间的插入物需要移动。一个std::list放在它的内容没有要求。

需要傻瓜

std::vector<bool>不是。好吧，这是标准的。但这不是vector通常意义上的，因为std::vector通常会允许进行禁止的操作。并且最肯定不包含bools。

因此，如果您需要vector包含的容器的真实行为，则bool不会从中获取它std::vector<bool>。因此，您必须使用std::deque<bool>。

正在搜寻

如果您需要在容器中查找元素，并且搜索标签不能只是索引，那么您可能需要放弃std::vector使用set和map。注意关键字“ 可能 ”；一个排序std::vector有时是合理的替代方案。或Boost.Container's flat_set/map，它实现了sorted std::vector。

现在有四种变体，每种都有自己的需求。

• map当搜索标签与您要查找的项目不同时，请使用a 。否则请使用set。
• 使用unordered时，你有很多在集装箱中的物品和搜索性能绝对必须O(1)的，而不是O(logn)。
• 使用multi，如果您需要多个项目具有相同的搜索标签。

定购

如果需要始终根据特定比较操作对项目容器进行排序，则可以使用set。或者，multi_set如果您需要多个项目具有相同的值。

或者，您可以使用sorted std::vector，但是必须保持其排序。

稳定性

当迭代器和引用无效时，有时会引起关注。如果您需要一个项目列表，以便在其他各个地方都具有这些项目的迭代器/指针，则std::vector无效的方法可能不合适。任何插入操作都可能导致无效，具体取决于当前的大小和容量。

std::list提供了有力的保证：迭代器及其关联的引用/指针仅在将项目本身从容器中移除时才无效。std::forward_list如果内存是一个严重的问题，那儿有吗。

如果担保太强，则std::deque提供较弱但有用的担保。无效是由中间的插入导致的，但是在头部或尾部的插入只会导致迭代器无效，而不会导致对容器中项目的指针/引用无效。

插入性能

std::vector 仅在最后提供廉价的插入（即使那样，如果您增加容量也会变得昂贵）。

std::list就性能而言是昂贵的（每个新插入的项都需要分配内存），但是它是一致的。它还偶尔提供必不可少的功能，可以在不影响性能的情况下随机整理物品，以及与其他std::list相同类型的容器交易物品而不会降低性能。如果您需要对周围的事物进行大量改组，请使用std::list。

std::deque在头部和尾部提供固定时间的插入/拔出，但在中间插入可能会相当昂贵。因此，如果您需要从正面和背面添加/删除东西，std::deque可能就是您所需要的。

应该注意的是，由于移动语义的原因，std::vector插入性能可能不会像以前那样糟糕。一些实现实现了一种基于移动语义的项目复制形式（所谓的“ swaptimization”），但是现在移动是语言的一部分，它是标准的强制要求。

没有动态分配

std::array如果您想要最少的动态分配，则是一个很好的容器。它只是C数组的包装；这意味着必须在编译时知道其大小。如果可以忍受，请使用std::array。

话虽这么说，使用std::vector和调整reserve大小对于有界也同样适用std::vector。这样，实际大小可能会有所不同，并且只有一个内存分配（除非您消耗了容量）。

这是上述流程图的C ++ 11版本。[最初发布时未注明其原始作者Mikael Persson ]

快速旋转，尽管可能需要工作

Should the container let you manage the order of the elements?
Yes:
  Will the container contain always exactly the same number of elements? 
  Yes:
    Does the container need a fast move operator?
    Yes: std::vector
    No: std::array
  No:
    Do you absolutely need stable iterators? (be certain!)
    Yes: boost::stable_vector (as a last case fallback, std::list)
    No: 
      Do inserts happen only at the ends?
      Yes: std::deque
      No: std::vector
No: 
  Are keys associated with Values?
  Yes:
    Do the keys need to be sorted?
    Yes: 
      Are there more than one value per key?
      Yes: boost::flat_map (as a last case fallback, std::map)
      No: boost::flat_multimap (as a last case fallback, std::map)
    No:
      Are there more than one value per key?
      Yes: std::unordered_multimap
      No: std::unordered_map
  No:
    Are elements read then removed in a certain order?
    Yes:
      Order is:
      Ordered by element: std::priority_queue
      First in First out: std::queue
      First in Last out: std::stack
      Other: Custom based on std::vector????? 
    No:
      Should the elements be sorted by value?
      Yes: boost::flat_set
      No: std::vector

你可能会注意到，这不同于似地从C ++ 03版本，主要是由于这样的事实，我真的不喜欢链接节点。链接节点容器在性能上通常会被非链接容器击败，除了极少数情况下。如果您不知道这些情况是什么，并且有权使用Boost，请不要使用链接节点容器。（std :: list，std :: slist，std :: map，std :: multimap，std :: set，std :: multiset）。该列表主要侧重于中小型容器，因为（A）这是我们在代码中处理的99.99％，并且（B）大量元素需要自定义算法，而不是不同的容器。