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- 表格汇总：
| 容器 | 存储结构 | 随机访问性能 | 中间插入/删除性能 | 两端插入/删除性能 | 内存管理特点 | 迭代器类型 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
vector | 连续存储的动态数组 | O ( 1 ) O(1) O(1) | O ( n ) O(n) O(n)（需要移动元素） | 末尾： O ( 1 ) O(1) O(1)，头部： O ( n ) O(n) O(n) | 空间不足时重新分配并复制元素 | 随机访问迭代器 | 频繁随机访问，插入/删除在末尾 |
deque | 分段连续存储 | O ( 1 ) O(1) O(1)（稍逊于 vector） | O ( n ) O(n) O(n)（优于 vector） | O ( 1 ) O(1) O(1) | 以块为单位分配内存，空间扩展更稳定 | 随机访问迭代器 | 两端高效插入/删除，需一定随机访问 |
list | 双向链表，节点存储元素及前后指针 | O ( n ) O(n) O(n)（需遍历） | O ( 1 ) O(1) O(1)（仅需修改指针） | O ( 1 ) O(1) O(1) | 元素节点单独分配，可能碎片化 | 双向迭代器 | 频繁中间插入/删除，不依赖随机访问 |
- 存储结构：
vector：- 是一个动态数组，元素在内存中是连续存储的。这使得它可以像数组一样支持快速的随机访问，通过下标访问元素的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。例如，对于一个
std::vector<int> v;，使用v[2]可以快速访问第三个元素（索引从 0 开始）。
- 是一个动态数组，元素在内存中是连续存储的。这使得它可以像数组一样支持快速的随机访问，通过下标访问元素的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。例如，对于一个
deque（双端队列）：- 数据在内存中是分段连续存储的，对用户而言逻辑上是连续的。它也支持随机访问，不过效率比
vector稍低，但仍为 O ( 1 ) O(1) O(1)。例如，对于std::deque<int> d;，可以使用d[3]来访问第四个元素。
- 数据在内存中是分段连续存储的，对用户而言逻辑上是连续的。它也支持随机访问，不过效率比
list（双向链表）：- 是一个双向链表，每个元素存储在一个节点中，节点包含数据和指向前一个及后一个节点的指针。这导致它不能直接根据下标进行随机访问，访问元素需要从头部或尾部开始遍历，时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)，其中
n是元素的个数。
- 是一个双向链表，每个元素存储在一个节点中，节点包含数据和指向前一个及后一个节点的指针。这导致它不能直接根据下标进行随机访问，访问元素需要从头部或尾部开始遍历，时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)，其中
- 插入和删除元素的性能：
vector：- 在末尾插入和删除元素通常比较快，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，但当元素数量达到容器的容量时，插入元素会触发扩容操作，需要重新分配内存和复制元素，性能开销较大。在中间插入或删除元素时，需要移动其后的元素，时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)。例如，
v.insert(v.begin() + 2, 5);会将元素 5 插入到v的第三个位置，其后的元素会向后移动。
- 在末尾插入和删除元素通常比较快，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，但当元素数量达到容器的容量时，插入元素会触发扩容操作，需要重新分配内存和复制元素，性能开销较大。在中间插入或删除元素时，需要移动其后的元素，时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)。例如，
deque：- 在两端插入和删除元素都非常快，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。在中间插入或删除元素时，性能比
vector好，因为不需要移动大量元素，但仍然比list慢，时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)。例如，d.push_front(1);和d.push_back(2);分别在deque的前端和后端插入元素。
- 在两端插入和删除元素都非常快，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。在中间插入或删除元素时，性能比
list：- 在任何位置插入和删除元素都很快，只要有指向该位置的迭代器，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，因为只需要修改前后节点的指针，不涉及元素的移动。例如，对于
std::list<int> l;，使用l.insert(l.begin(), 3);插入元素 3 时，只需调整指针。
- 在任何位置插入和删除元素都很快，只要有指向该位置的迭代器，时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，因为只需要修改前后节点的指针，不涉及元素的移动。例如，对于
- 内存管理：
vector：- 当空间不足时，会分配一个更大的连续内存空间，将原元素复制过去，释放原空间。这可能导致性能开销和内存浪费（预留但未使用的空间）。例如，当
v的元素数量超过其容量时，会重新分配更大的内存空间。
- 当空间不足时，会分配一个更大的连续内存空间，将原元素复制过去，释放原空间。这可能导致性能开销和内存浪费（预留但未使用的空间）。例如，当
deque：- 以块为单位分配内存，当需要更多空间时，会分配新的块，不需要像
vector那样大规模复制元素，因此在空间扩展时相对更稳定。
- 以块为单位分配内存，当需要更多空间时，会分配新的块，不需要像
list：- 每个元素节点单独分配内存，插入元素时为新节点分配内存，不会出现
vector那样的整体复制和重新分配问题，但可能导致内存碎片化，因为节点是分散存储的。
- 每个元素节点单独分配内存，插入元素时为新节点分配内存，不会出现
- 迭代器特性：
vector：- 迭代器是随机访问迭代器，可以进行加、减操作，支持
operator[]。在插入或删除元素时，可能导致迭代器失效，特别是在扩容时，迭代器和指针、引用都可能失效。
- 迭代器是随机访问迭代器，可以进行加、减操作，支持
deque：- 迭代器是随机访问迭代器，但在中间插入或删除元素时，部分迭代器可能失效，因为存储是分段的。
list：- 迭代器是双向迭代器，只能进行前后移动，不支持
operator[]。在插入或删除元素时，只有被操作元素的迭代器失效，其他迭代器不受影响。
- 迭代器是双向迭代器，只能进行前后移动，不支持
- 适用场景：
vector：- 适合需要频繁随机访问元素，并且元素的插入和删除操作主要在末尾进行的场景。例如，存储一组学生成绩，经常根据索引查询成绩，成绩的添加和删除多在末尾。
deque：- 适用于需要在两端高效插入和删除元素，同时也需要一定程度随机访问能力的情况。例如，实现一个双端操作的队列，或者一个窗口滑动的数据结构。
list：- 适用于需要频繁在容器中间插入和删除元素，对随机访问性能要求不高的情况。例如，实现一个文本编辑器中的文本行存储，频繁插入和删除行操作。