CentOS C++STL容器使用技巧

CentOS 下 C++ STL 容器使用技巧

一容器选型与复杂度要点

默认优先选择std::vector：支持随机访问 O(1)、尾部插入高效、内存连续、缓存友好；当需要在序列中部频繁插入删除时再考虑std::list，在头尾频繁操作时考虑std::deque。
查找为主且无需顺序：用std::unordered_map / std::unordered_set（平均O(1)）；需要有序或范围查询：用std::map / std::set（O(log n)）。
不要编写“与容器无关”的泛型代码：不同容器的迭代器/指针/引用失效规则与接口不同（例如list::erase无返回值，而序列容器erase返回新迭代器），替换容器代价高，建议用typedef/封装降低耦合。
判断容器为空用empty()而非size() == 0：empty 对所有标准容器是常数时间，而某些实现中 list 的 size 可能是线性时间。

二性能优化与常见坑

预分配内存：对vector/string用reserve(n)避免多次扩容与搬移；已知规模时直接构造或resize(n)。
减少拷贝：优先用emplace_back / emplace原地构造；大对象遍历用const auto&；返回容器优先移动语义或依赖NRVO。
区间操作优先：构造/插入/删除/赋值尽量使用区间成员函数（如assign / insert(begin, end) / erase(begin, end)），减少元素移动与临时对象。
删除元素惯用法：
- 连续容器（vector/list/string）：erase-remove / erase-remove_if
- 关联容器：erase(key) 或条件删除时结合erase_if（C++20）或遍历删除（注意用后缀递增）
迭代器与失效：
- vector/deque在插入/删除（尤其扩容）时可能使迭代器/引用失效；list删除节点不影响其他节点迭代器。
- 遍历中避免在循环体内多次调用end()，应缓存：auto end_iter = c.end();
与 C API 交互：vector用**&v[0]传首地址，string用c_str()**；确保容器非空再取地址。
特殊容器：避免std::vector的代理引用语义；需要位集合可用std::bitset或std::vector。

三代码示例

预分配与 emplace

#include <vector>
#include <string>

std::vector<std::string> names;
names.reserve(1000);                 // 预分配，避免多次扩容
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    names.emplace_back("user");       // 原地构造，减少拷贝
}

删除匹配元素（连续容器）

#include <vector>
#include <algorithm>

std::vector<int> v = {1,2,3,2,4,2,5};
// 删除所有等于 2 的元素
v.erase(std::remove(v.begin(), v.end(), 2), v.end());

有序范围查询（map）

#include <map>
#include <iostream>

std::map<int, std::string> m = {{1,"a"},{3,"c"},{5,"e"}};
auto lb = m.lower_bound(3);  // >= 3 的第一个元素
auto ub = m.upper_bound(4);  // >  4 的第一个元素
for (auto it = lb; it != ub; ++it) {
    std::cout << it->first << "=" << it->second << "\n";
}

与 C API 交互

#include <vector>
#include <cstdio>

std::vector<int> data = {1,2,3,4,5};
if (!data.empty()) {
    std::printf("data: %p, size: %zu\n", static_cast<void*>(&data[0]), data.size());
}

四多线程与 CentOS 实践建议

标准容器本身不是线程安全的：多个线程同时读同一容器通常安全；若有线程写，需对每个成员函数调用加锁（如std::mutex），或使用并发容器/消息队列进行解耦。
避免在持有锁时调用未知代码（可能回调或再取锁），防止死锁；尽量缩小临界区。
在CentOS 7/8/Stream上，选择较新的GCC（如 devtoolset）可获得更好的C++11/14/17支持与优化；编译时开启**-O2/-O3与-std=c++17**，并配合AddressSanitizer/ThreadSanitizer定位容器相关的内存与并发问题。

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