C ++：向量和列表之间的混合：类似于std::rope？答案

【问题标题】：C++: mixture between vector and list: something like std::rope?C ++：向量和列表之间的混合：类似于std::rope？
【发布时间】：2011-04-15 20:36:27
【问题描述】：

当存储一堆项目并且我不需要随机访问容器时，我使用的是std::list，这基本没问题。但是，有时（尤其是当我只是将条目推回后面并且从不删除中间某处时），我希望我有一些具有更好性能的结构来添加条目。

std::vector 不好，因为：

如果不再适合，则必须重新分配。
它实际上不适用于大量数据（因为您不能总是获得非常大的连续可用内存块）。

std::list 不好，因为：

它对每一个 push_back 进行分配。这很慢，会导致大量内存碎片。

所以，介于两者之间的东西就是我想要的。

基本上，我想要std::list< boost::array<T, 100> > 之类的东西。或者也许不是100，而是4096/sizeof(T)。也许还有std::list< std::vector<T> >，第一个向量可以很小，然后可以增长。实际上我想隐藏它的使用，所以我可以做一个mycontainer.push_back(x)。

std::rope 有点类似，但标准中没有。

Boost 里面有这样的东西吗？

【问题讨论】：

为什么不直接使用 SGI 发行版的rope 类？许可证中有广告条款，但除此之外，为什么不呢？
@Albert，你说你只是用 push_back 存储一堆项目。那么 std::vector 有什么问题呢？为什么更喜欢 std::list？
@ybungalobill: std::vector 不适合非常大的数据块，因为内存只是连续分配的。
@Matt：我希望它可以在任何地方工作（即在所有可能的 STL 实现的编译器上）。
@AshleysBrain：这给了我什么好处（除了在前面不断插入，我在这里不关心）？

标签： c++ arrays boost stl vector

【解决方案1】：

是的，它被称为 std::vector。这是 O(1) 时间 push_back 几乎总是比 std::list 快。（是的，而且它也很节省内存）

std::list 最重要的特性是从中间进行恒定时间删除/插入。如果您不需要它，请选择 std::vector。

【讨论】：

如果您有大量 vector 的对象复制起来很昂贵，那么在 push_back 期间偶尔发生的重新分配可能会使 vector 成为不可接受的选择。
不，对于向量上的 push_back，它不是 O(1)。它开着）。平均而言，它应该类似于 O(log n)。而且它根本不适用于大量数据，因为它只能分配一大块连续内存。而且 std::list 很慢，因为它必须为每个 push_back 进行分配。
@Albert：不，最后的插入（即push_back 所做的）具有摊销的常数时间复杂度（O(1)）。这意味着平均而言，在末尾插入一个元素需要恒定的时间。只有当需要重新分配时，最后的插入才需要线性时间。 vector 的实现使得重新分配相对不频繁发生，通常是通过使底层存储呈指数增长。
@Albert：不，仍然是 O(1)。考虑一个大小为 1,000 且容量为 1,000 的向量。您插入一个元素并进行重新分配，将容量增加到 2,000。这种重新分配需要 1,000 个时间单位。然后，您可以在恒定时间内再插入 999 个元素。重新分配所花费的时间（1,000 个时间单位）在下一次重新分配之前可以执行的 1 + 999 = 1,000 次插入中摊销； 1,000 / 1,000 = 1。[是的，这很简单，并非所有实现都使用 2 倍比例因子；例如，我认为 VC++ 使用 1.5x，但这是关于它的工作原理。]
@Albert 这是 O(1)，阅读摊销分析。如果您插入 N 个对象，那么您最多总共进行 2N 次复制操作。

【解决方案2】：

您是否考虑过使用std::deque？它的元素不是连续存储的，但它确实允许随机访问元素；如果您只在序列的开头或结尾插入元素，它可能比std::vector 提供更好的性能。

【讨论】：

令人惊讶的是，很少有人知道 std::deque 但它确实应该是大型数据集的默认设置
我真的应该更了解 STL！我一直想知道deque 的用途以及它与vector 的（内部）有何不同（我一直认为它只是一个块，当您在前面插入时，起始索引可能会改变）。
IIRC，MSVC 使用了非常糟糕的块大小，使其表现得像一个链表。查看 Boost.Containers 以获得跨编译器的一致实现。