C++中list和vector的区别

list和vector都是常用的容器,二者在应用场景和效率上有什么不同?

https://blog.csdn.net/caoshangpa/article/details/80084902

回答引用自chatgpt
C++中list和vector的区别主要有以下几点:

  1. list是双向链表,而vector是动态数组;
  2. list插入和删除元素比较快,而vector插入和删除元素比较慢;
  3. list不支持随机访问,而vector支持随机访问;
  4. list不支持排序,而vector支持排序;
  5. list更适合频繁插入和删除元素的操作,而vector更适合随机访问和排序操作
1.vector数据结构
vector和数组类似,拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变。
因此能高效的进行随机存取,时间复杂度为o(1);
但因为内存空间是连续的,所以在进行插入和删除操作时,会造成内存块的拷贝,时间复杂度为o(n)。
另外,当数组中内存空间不够时,会重新申请一块内存空间并进行内存拷贝。

2.list数据结构
list是由双向链表实现的,因此内存空间是不连续的。
只能通过指针访问数据,所以list的随机存取非常没有效率,时间复杂度为o(n);
但由于链表的特点,能高效地进行插入和删除。

3.vector和list的区别
我们看一个简单的vector和list使用示例:
#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v;
    list<int> l;
    for(int i=0;i<8;i++) ////往v和l中分别添加元素
    {
        v.push_back(i);
        l.push_back(i);
    }
    cout<<"v[2]="<<v[2]<<endl;
    //cout<<"l[2]="<<l[2]<<endl;  //编译错误,list没有重载[]
    cout<<(v.begin()<v.end())<<endl; 
    //cout<<(l.begin()<l.end())<<endl; /编译错误,list::iterator没有重载<或>
    cout<<*(v.begin()+1)<<endl;
    //cout<<*(l.begin()+1)<<endl; //编译错误,list::iterator没有重载+
    vector<int>::iterator itv=v.begin();
    list<int>::iterator itl=l.begin();
    itv = itv+2;
    //itl=itl+2; //编译错误,list::iterator没有重载+
    itl++; //list::iterator中重载了++,只能使用++进行迭代访问。
    itl++;
    cout<<*itv<<endl;
    cout<<*itl<<endl;
    getchar();
    return 0;
}
vector拥有一段连续的内存空间,能很好的支持随机存取,
因此vector<int>::iterator支持“+”,“+=”,“<”等操作符。

list的内存空间可以是不连续,它不支持随机访问,
因此list<int>::iterator则不支持“+”、“+=”、“<”等

vector<int>::iterator和list<int>::iterator都重载了“++”运算符。

总之,如果需要高效的随机存取,而不在乎插入和删除的效率,使用vector;
如果需要大量的插入和删除,而不关心随机存取,则应使用list。

```c++


```

当你要经常删除或插入容器中的元素时,你可以用list。
当你只是想对容器中的元素频繁读、写时,你可以用vector。
当你想并行对容器中所有元素执行一样的计算步骤,大大优化工程性能时,建议使用vector。因为很多公司比如Intel都开发了并行容器concurrent_vector即并发容器,由这个名字就知道使用后性能是很多倍的提升。详细对比可以参考 https://blog.csdn.net/wd1603926823/article/details/116535175
故使用vector能更好地和这些大公司的并行库衔接,从而大大提升整个工程的性能。

  • 这篇文章:C++容器中列表list和向量vector区别 也许能够解决你的问题,你可以看下
  • 除此之外, 这篇博客: C++杂记(一)——常见知识总结中的 vector与list的区别与应用?怎么找某vector或者list的倒数第二个元素 部分也许能够解决你的问题, 你可以仔细阅读以下内容或跳转源博客中阅读:
  • (1) vector数据结构
    vector和数组类似,拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变。因此能高效的进行随机存取,时间复杂度为O(1);但因为内存空间是连续的,所以在进行插入和删除操作时,会造成内存块的拷贝,时间复杂度为O(n)。另外,当数组中内存空间不够时,会重新申请一块内存空间并进行内存拷贝。

    连续存储结构:vector是可以实现动态增长的对象数组,支持对数组高效率的访问和在数组尾端的删除和插入操作,在中间和头部删除和插入相对不易,需要挪动大量的数据。它与数组最大的区别就是vector不需程序员自己去考虑容量问题,库里面本身已经实现了容量的动态增长,而数组需要程序员手动写入扩容函数进形扩容。

    (2) list数据结构
    list是由双向链表实现的,因此内存空间是不连续的。只能通过指针访问数据,所以list的随机存取非常没有效率,时间复杂度为O(n);但由于链表的特点,能高效地进行插入和删除。

    非连续存储结构:list是一个双链表结构,支持对链表的双向遍历。每个节点包括三个信息:元素本身,指向前一个元素的节点(prev)和指向下一个元素的节点(next)。因此list可以高效率的对数据元素任意位置进行访问和插入删除等操作。由于涉及对额外指针的维护,所以开销比较大。

    (3) 区别:

    • vector的随机访问效率高,但在插入和删除时(不包括尾部)需要挪动数据,不易操作。list的访问要遍历整个链表,它的随机访问效率低。但对数据的插入和删除操作等都比较方便,改变指针的指向即可。
    • list是单向的,vector是双向的。
    • vector中的迭代器在使用后就失效了,而list的迭代器在使用之后还可以继续使用。
    • list不提供随机访问,所以不能用下标直接访问到某个位置的元素,要访问list里的元素只能遍历,不过你要是只需要访问list的最后N个元素的话,可以用反向迭代器来遍历: