不会使迭代器（和指针）失效的容器

Question

我目前正在寻找提供一些插入（insert 或 push_back）和一些删除（erase，pop_back 不够）方法的容器，并且在调用这两种方法时不会使迭代器或指针无效。

更清楚地说，我想要一组元素，我可以在其中添加一个元素（我不在乎在哪里），在哪里我可以删除任何元素（所以我在乎在哪里）。此外，我会有指向特定元素的外部指针，如果我从集合中添加或删除元素，我希望它们保持有效。

据我所知，有两个标准容器可以满足我的需求：set 和 list。但是，一般来说，我不喜欢将这样的容器用于这种简单的需求。由于 list 在内部涉及指针并且不提供对其元素的随机访问，我认为这不是一个好的选择。 set 可以随机访问其元素，但也涉及指针，并且随机访问本身并不是在恒定时间内完成的。我认为set 会是比list 更好的解决方案，但我已经考虑过别的了。

当一个元素被移除时，一个简单的向量不会试图保持元素连续呢？当移除这个容器中间的一个元素时，它的位置会是空的，并且不会发生其他任何事情。这样，没有迭代器或指针会失效。另外，添加元素时，容器会搜索空位置，如果没有空位置，则使用简单的push_back。

显然，由于push_back 可以使带有vector 的迭代器无效，我将使用deque 作为实现的基础。我还会使用某种堆栈来跟踪删除元素的孔。这样，除了满足我的不失效需求外，添加、删除和访问元素将在恒定时间内完成。

然而，仍然存在一个问题：当迭代这个容器或简单地通过索引访问一个元素时，我们需要考虑这些漏洞。这就是问题开始超越优势的地方。

因此我的问题是：您如何看待我对那个容器的想法？ 更重要的是，你会用什么来解决我原来的问题，set、list 或其他什么？ 此外，如果您对最后一个问题（迭代我的容器）有一个很好且干净的解决方案，请随时向我展示。

Answer 1

要求 1： 插入（插入或推回）和一些删除（删除，而不仅仅是最后一个元素）

• 符合条件的候选人：deque、forward_list、list、map、multi_map、set、multiset、unordered_map、unordered_multimap0、unordered_multimap0、@3 987654331@和vector

• 被淘汰的候选人：array（没有insert或push_back）、queue、priority_queue和stack（没有erase，只有pop）

要求2：在调用这两个方法时不会使迭代器和指针失效

• 满足要求 1 的符合条件的候选人：forward_list、list、map、multi_map、set、multiset、
• 擦除时消除：deque（迭代器仅在擦除第一个元素时保持有效）和vector（擦除开始后的所有元素）
• 插入时消除：dequeue（在大多数情况下）、unordered_map、unordered_multimap、unordered_set 和 unordered_multiset（以防增长需要重新散列）和 vector（以防增长需要重新分配）

要求 3： 外部指针应保持有效

与要求 2 的结果大致相同。但是 unordered_map、unordered_multimap、unordered_set 和 unordered_multiset 将满足此要求，因为对元素的引用仍然有效。

要求 4： 随机访问元素

• 满足要求 1 和 2 的合格候选人：map 和 multimap
• 几乎符合条件的候选人：set 和 multiset 没有随机访问，但可以使用成员 find() (O(logn)) 满足它
• 不符合：列表（尽管算法find() 可以在 O(n) 中提供解决方法）。

问题 1 的答案： set 或 list 哪个更好？

这取决于您的其他要求。在一个集合中，每个值只能存储一次。如果您的元素都是唯一的，请选择集合。如果不是，您最好选择列表或多组。

我不知道您要存储的元素，但整个元素是搜索参数吗？还是有钥匙？在后一种情况下，您真的会选择地图。

问题 2 的答案：替代容器怎么样？

我不会选择双端队列作为您的替代方案。

如果您可以预见元素的最大数量，您可以简单地保留足够的容量以避免重新分配。 （满足要求 1、3 和 4）。 如果你有一个“空元素”来表示孔，那么你也可以满足要求 2。在最坏的情况下，你可以选择一个向量来排列你的元素，如果它是有效的，你可以选择一个指示符。

如果无法确定这样的最大值，我宁愿选择map，它被证明是灵活的并且可以满足您的所有要求。