STL 容器

C++ STL（Standard Template Library）中主要提供了三大类通用容器，用于存储和管理不同类型和结构的数据。它们分别是：
STL 容器总览

[tr]容器类别容器说明[/tr]

序列式容器 (Sequence Containers)	vector, deque, list, forward_list, array	元素按插入顺序排列，类似数组
关联式容器 (Associative Containers)	set, map, multiset, multimap	自动排序，基于平衡树（红黑树）
无序关联容器 (Unordered Associative Containers)	unordered_set, unordered_map, unordered_multiset, unordered_multimap	无序哈希表，查找插入效率高
容器适配器 (Container Adapters)	stack, queue, priority_queue	封装其他容器，提供特定行为

序列式容器（有顺序，按位置存储）

[tr]容器名特点常见用途[/tr]

vector	动态数组，支持随机访问，尾部插入快	默认首选容器，替代 C 数组
deque	双端队列，支持首尾插入删除	双端栈、滚动窗口
list	双向链表，插入删除快，不能随机访问	频繁插入/删除位置稳定
forward_list	单向链表，内存更小（C++11）	内嵌链表、只需前向遍历
array	定长数组，封装 C 风格数组（C++11）	栈上存储，性能好，长度固定

一、序列式容器特性对比速查表

[tr]特性维度vectorarraydequelistforward_list[/tr]

底层结构	动态数组（连续内存）	静态数组（连续内存）	分段数组	双向链表	单向链表
大小可变	✅ 是	❌ 否	✅ 是	✅ 是	✅ 是（无 size()）
下标访问 ([], at())	✅ 支持	✅ 支持	✅ 支持	❌ 不支持	❌ 不支持
头部操作 (push_front)	❌ 慢（需移动）	❌	✅ 高效	✅ 高效	✅ 高效
尾部操作 (push_back)	✅ 高效	❌	✅ 高效	✅ 高效	❌ 无此接口
中间插入/删除	❌ 慢（移动元素）	❌	⚠️ 中等偏慢	✅ 高效	✅ 但不方便
空间管理函数	✅ reserve()、shrink_to_fit()	❌	❌	❌	❌
支持 data()	✅	✅	✅（C++17 起）	❌	❌
支持 size()	✅	✅	✅	✅	❌（需手动计数）
迭代器类型	随机访问	随机访问	随机访问	双向	单向（forward only）
STL算法兼容性	✅ 全兼容	✅ 全兼容	✅ 全兼容	⚠️ 不能用 std::sort()	同左
稳定性（指针/引用稳定）	❌ 增删会失效	✅	❌	✅ 稳定	✅ 稳定
排序支持	std::sort()	std::sort()	std::sort()	.sort()（成员函数）	.sort()
内存分配位置	堆	栈	堆（分段）	堆（节点）	堆（节点）
适用场景	随机访问、连续优化、频繁尾部插入	定长数组替代品、轻量	双端队列、滑动窗口	频繁中间修改	单向处理流、大量前插、轻量链表

deque 内存分块不支持空间管理函数，vector 是一片连续的内存，支持 data()、reserve()、shrink_to_fit() 等内存操作；
list 和forward_list内部结构是链表，没有下标操作，链表自带排序api；
array 在编译时就确定了大小，不能动态改变元素的数量，内存分配在栈上；

• vector：适合连续内存优化，支持 data()、reserve()、shrink_to_fit() 等内存操作，尾部插入效率高，但头部和中间插入较慢。
• array：固定大小的轻量容器，栈上分配，支持下标访问和 data()，不支持任何动态操作。
• deque：支持头部和尾部插入操作，适合双端队列场景，但不支持空间管理函数，底层为分段内存结构。
• list：双向链表容器，适合频繁的中间插入和删除，元素地址稳定，但不支持下标访问，也不能用 std::sort()（需要用成员 sort()）。
• forward_list：单向链表容器，接口更轻量，不支持尾部插入和 size()，只能使用 insert_after() / erase_after() 等后置操作，适合嵌入式或轻量场景。
  

二、共性 API 总结

几乎所有序列式容器都支持如下操作（但有些容器支持受限）：
[tr]类别API说明[/tr]

容器大小	size()	返回当前元素个数
	empty()	是否为空
	max_size()	可容纳最大元素数
元素访问	front() / back()	返回头/尾元素（不能用于 forward_list 的 back()）
迭代器	begin() / end()	常规迭代器
	cbegin() / cend()	const 版本
	rbegin() / rend()	反向迭代器
修改操作	insert()	插入元素（forward_list 仅支持 after）
	erase()	删除元素（forward_list 仅支持 after）
	push_back() / pop_back()	尾部插入/删除（forward_list 无）
	push_front() / pop_front()	头部插入/删除（vector 无）
	clear()	清空容器
	resize()	改变大小
其他	swap()	交换两个容器
	assign()	批量赋值（如指定区间或重复值）

二、每个容器详细 API + 特性对比

1. vector

1. #include <vector>

复制代码

• std::vector 是一个动态数组容器
• 元素连续存储，支持随机访问
• 尾部插入/删除效率高，插入中间位置效率较低
  

std::vector 的常用构造函数构造函数

[tr]构造函数说明[/tr]

vector()	默认构造，空容器
vector(size_t n)	创建含 n 个默认值元素的容器
vector(size_t n, const T& val)	创建含 n 个值为 val 的元素
vector(initializer_list)	使用花括号初始化列表构造（C++11）
vector(iter1, iter2)	通过迭代器区间构造
vector(const vector& other)	拷贝构造
vector(vector&& other)	移动构造（C++11）

具体例子：
[tr]构造方式示例说明[/tr]

默认构造	vector v;	创建空容器
指定大小	vector v(5);	创建 5 个默认元素（0）
指定大小和值	vector v(3, 9);	创建 3 个值为 9 的元素
初始化列表	vector v = {1, 2};	推荐用法，清晰直观
区间构造	vector v(v2.begin(), v2.end());	从其他容器复制子区间
拷贝构造	vector v(v2);	拷贝另一个 vector
移动构造	vector v(std::move(v2));	高效转移所有权（C++11）

示例代码：
[code]#include <vector>#include <vector>int main() {    // 1. 默认构造    std::vector v1;    std::cout