88.Контейнеры шаблонов adt (Abstract Data Types) и их классификация.

Контейнеры

Контейнеры библиотеки STL можно разделить на четыре категории: последовательные, ассоциативные, контейнеры-адаптеры и псевдоконтейнеры.Контейнер Описание

Последовательные контейнеры

vector C-подобный динамический массив произвольного доступа с автоматическим изменением размера при добавлении/удалении элемента. Доступ по индексу за O(1). Добавление-удаление элемента в конец vector занимает амортизированное O(1) время, та же операция в начале или середине vector — O(n). Стандартная быстрая сортировка за O(n * log(n)). Поиск элемента перебором занимает O(n). Существует специализация шаблона vector для типа bool, которая требует меньше памяти за счёт хранения элементов в виде битов, однако она не поддерживает всех возможностей работы с итераторами.

list Двусвязный список, элементы которого хранятся в произвольных кусках памяти, в отличие от контейнера vector, где элементы хранятся в непрерывной области памяти. Поиск перебором медленнее, чем у вектора из за большего времени доступа к элементу. Доступ по индексу за O(n). В любом месте контейнера вставка и удаление производятся очень быстро - за O(1).

deque Очередь. Контейнер похож на vector, но с возможностью быстрой вставки и удаления элементов на обоих концах за O(1). Реализован в виде двусвязанного списка линейных массивов.

Ассоциативные контейнеры

set Упорядоченное множество уникальных элементов. При вставке/удалении элементов множества итераторы, указывающие на элементы этого множества, не становятся недействительными. Обеспечивает стандартные операции над множествами типа объединения, пересечения, вычитания. Тип элементов множества должен реализовывать оператор сравнения operator< или требуется предоставить функцию-компаратор. Реализован на основе самобалансирующего дерева двоичного поиска.

multiset То же что и set, но позволяет хранить повторяющиеся элементы.

map Упорядоченный ассоциативный массив пар элементов, состоящих из ключей и соответствующих им значений. Ключи должны быть уникальны. Порядок следования элементов определяется ключами. При этом тип ключа должен реализовывать оператор сравнения operator<, либо требуется предоставить функцию-компаратор.

multimap То же что и map, но позволяет хранить несколько одинаковых ключей.

Контейнеры-адаптеры

stack Стек — контейнер, в котором добавление и удаление элементов осуществляется с одного конца.

queue Очередь — контейнер, с одного конца которого можно добавлять элементы, а с другого — вынимать.

priority_queue Очередь с приоритетом, организованная так, что самый большой элемент всегда стоит на первом месте.

Псевдоконтейнеры

bitset Служит для хранения битовых масок. Похож на vector<bool> фиксированного размера. Размер фиксируется тогда, когда объявляется объект bitset. Итераторов в bitset нет. Оптимизирован по размеру памяти.

basic_string Контейнер, предназначенный для хранения и обработки строк. Хранит в памяти элементы подряд единым блоком, что позволяет организовать быстрый доступ ко всей последовательности.

valarray Шаблон служит для хранения числовых массивов и оптимизирован для достижения повышенной вычислительной производительности. В некоторой степени похож на vector, но в нём отсутствует большинство стандартных для контейнеров операций. Однако, в нём реализованы операции, которые можно эффективно реализовать как на векторных процессорах, так и на скалярных процессорах с блоками SIMD.

Библиотеку класса контейнера можно разделить на две категории: фундаментальные структуры данных FDS (Fundamental Data Structures) и абстрактные типы данных ADT (Abstract Data Types)

типы ADT обычно используются в конструкциях обработки данных. Каждый тип ADT имеет соответствующие методы, например, контейнеры стека - функции-элементы Push и Pop.

Абстра́ктный тип да́нных (АТД)(анг ADT) — это тип данных, который предоставляет для работы с элементами этого типа определённый набор функций, а также возможность создавать элементы этого типа при помощи специальных функций. Абстрактный тип данных определяет набор независимых от конкретной реализации типа функций для оперирования его значениями.

Ассоциативный массив

Очередь с приоритетом

Спи́сок — конечное, возможно пустое множество данных (элементов) различной природы, имеющее определённый смысл для решаемой задачи. В качестве элементов множества (списка) могут выступать любые другие элементы данных, в том числе и сами списки.

Стек (англ. stack — стопка) — структура данных с методом доступа к элементам LIFO (англ. Last In — First Out, «последним пришел — первым вышел»). Чаще всего принцип работы стека сравнивают со стопкой тарелок: чтобы взять вторую сверху, нужно снять верхнюю.

О́чередь — структура данных с дисциплиной доступа к элементам «первый пришёл — первый вышел» (FIFO, First In — First Out). Добавление элемента (принято обозначать словом enqueue — поставить в очередь) возможно лишь в конец очереди, выборка — только из начала очереди (что принято называть словом dequeue — убрать из очереди), при этом выбранный элемент из очереди удаляется.

уществует несколько способов реализации очереди на языках программирования.