容器庫

 

C++

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標準庫標頭檔案

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特性測試宏 (C++20)

語言支援庫

概念庫 (C++20)

診斷庫

記憶體管理庫

超程式設計庫 (C++11)

通用工具庫

容器庫

迭代器庫

範圍庫 (C++20)

演算法庫

字串庫

文字處理庫

數值庫

日期和時間庫

輸入/輸出庫

檔案系統庫 (C++17)

併發支援庫 (C++11)

執行控制庫 (C++26)

技術規範

符號索引

外部庫

 

容器庫

序列

array (C++11)

vector

vector<bool>

inplace_vector (C++26)

hive (C++26)

deque

forward_list (C++11)

list

關聯

set

multiset

map

multimap

無序關聯

unordered_set (C++11)

unordered_multiset (C++11)

unordered_map (C++11)

unordered_multimap (C++11)

介面卡

stack

queue

priority_queue

flat_set (C++23)

flat_multiset (C++23)

flat_map (C++23)

flat_multimap (C++23)

檢視

span (C++20)

mdspan (C++23)

表格

迭代器失效

成員函式表格

非成員函式表格

 

容器庫是類模板和演算法的通用集合，程式設計師可以輕鬆地實現常見的​​資料結構，如佇列、列表和堆疊。容器分為兩(直到 C++11)三(自 C++11 起)類

• 序列容器，
• 關聯容器，

無序關聯容器，

(C++11 起)

每種容器都旨在支援一組不同的操作。

容器管理為其元素分配的儲存空間，並提供成員函式，以直接或透過迭代器（具有與指標類似屬性的物件）訪問它們。

大多數容器至少有幾個共同的成員函式，並共享功能。哪種容器最適合特定應用程式，不僅取決於所提供的功能，還取決於其在不同工作負載下的效率。

序列容器

序列容器實現可以按順序訪問的資料結構。

array (C++11)	固定大小的原位連續陣列 (類模板)
vector	可變大小的連續陣列 (類模板)
inplace_vector (C++26)	可變大小、固定容量、原地連續陣列 (類模板)
hive (C++26)	重用已擦除元素的記憶體的集合 (類模板)
deque	雙端佇列 (類模板)
forward_list (C++11)	單向連結串列 (類模板)
list	雙向連結串列 (類模板)

關聯容器

關聯容器實現可以快速搜尋（O(log n) 複雜度）的排序資料結構。

set	唯一鍵的集合，按鍵排序 (類模板)
map	鍵值對集合，按鍵排序，鍵唯一 (類模板)
multiset	鍵的集合，按鍵排序 (類模板)
multimap	鍵值對的集合，按鍵排序 (類模板)

無序關聯容器 (自 C++11 起)

無序關聯容器實現可以快速搜尋（O(1) 平均，O(n) 最壞情況複雜度）的無序（雜湊）資料結構。

unordered_set (C++11)	由鍵雜湊的唯一鍵集合 (類模板)
unordered_map (C++11)	鍵值對的集合，按鍵雜湊，鍵是唯一的 (類模板)
unordered_multiset (C++11)	鍵的集合，按鍵雜湊 (類模板)
unordered_multimap (C++11)	鍵值對集合，按鍵雜湊 (類模板)

容器介面卡

容器介面卡為序列容器提供不同的介面。

stack	適配容器以提供堆疊（LIFO 資料結構） (類模板)
queue	將容器適配為提供佇列（先進先出資料結構） (類模板)
priority_queue	適配容器以提供優先順序佇列 (類模板)
flat_set (C++23)	適配容器以提供唯一鍵的集合，按鍵排序 (類模板)
flat_map (C++23)	適配兩個容器以提供鍵值對集合，按唯一鍵排序 (類模板)
flat_multiset (C++23)	適配容器以提供按鍵排序的鍵集合 (類模板)
flat_multimap (C++23)	適配兩個容器以提供按鍵排序的鍵值對集合 (類模板)

檢視 (自 C++20 起)

檢視提供靈活的功能，用於與非擁有元素陣列上的一維或多維檢視進行互動。

span (C++20)	一個連續物件序列的非擁有檢視 (類模板)
mdspan (C++23)	一個多維非擁有陣列檢視 (類模板)

迭代器失效

只讀方法從不使迭代器或引用失效。修改容器內容的方法可能會使迭代器和/或引用失效，總結如下表。

分類	Container（容器）	在插入後，是否...		在擦除後，是否...		有條件地
		迭代器有效？	引用有效？	迭代器有效？	引用有效？
序列容器	array	不適用		不適用
	vector	否		不適用		插入更改了容量
		是		是		在修改元素之前 （僅當容量未更改時才進行插入）
		否		否		在修改元素處或之後
	deque	否	是	是，除了已擦除的元素		修改了第一個或最後一個元素
			否	否		僅修改了中間元素
	list	是		是，除了已擦除的元素
	forward_list	是		是，除了已擦除的元素
關聯容器	set multiset map multimap	是		是，除了已擦除的元素
無序關聯容器	unordered_set unordered_multiset unordered_map unordered_multimap	否	是	不適用		插入導致重新雜湊
		是		是，除了已擦除的元素		未重新雜湊

此處，插入指任何向容器新增一個或多個元素的方法，而擦除指任何從容器中刪除一個或多個元素的方法。

• 插入方法的示例有 std::set::insert、std::map::emplace、std::vector::push_back 和 std::deque::push_front。

注意 std::unordered_map::operator[] 也算作插入，因為它可能會向對映中插入一個元素。

(C++11 起)

• 擦除方法的示例有 std::set::erase、std::vector::pop_back、std::deque::pop_front 和 std::map::clear。
  • clear 使所有迭代器和引用失效。因為它擦除了所有元素，所以這在技術上符合上述規則。

除非另有說明（顯式或透過定義基於其他函式的函式），否則將容器作為引數傳遞給庫函式絕不會使容器內物件的迭代器失效或更改其值。

末尾迭代器值得特別提及。通常，此迭代器會像指向未擦除元素的普通迭代器一樣失效。因此 std::set::end 絕不會失效，std::unordered_set::end 僅在重新雜湊時失效(自 C++11 起)，std::vector::end 總是失效（因為它總是在修改的元素之後），依此類推。

有一個例外：刪除 std::deque 的最後一個元素的擦除確實使末尾迭代器失效，即使它不是容器的已擦除元素（或根本不是元素）。結合 std::deque 迭代器的一般規則，最終結果是唯一不使 std::deque::end 失效的修改操作是刪除第一個元素而不是最後一個元素的擦除。

執行緒安全 所有容器函式都可以由不同執行緒在不同容器上併發呼叫。更一般地，C++ 標準庫函式不會讀取其他執行緒可訪問的物件，除非這些物件透過函式引數（包括此指標）直接或間接可訪問。 所有 const 成員函式都可以由不同執行緒在同一容器上併發呼叫。此外，成員函式 begin()、end()、rbegin()、rend()、front()、back()、data()、find()、lower_bound()、upper_bound()、equal_range()、at()，以及除關聯容器外的 operator[]，線上程安全方面表現為 const（即，它們也可以由不同執行緒在同一容器上併發呼叫）。更一般地，C++ 標準庫函式不會修改物件，除非這些物件透過函式的非 const 引數（包括此指標）直接或間接可訪問。 同一容器中的不同元素可以由不同執行緒併發修改，但 std::vector<bool> 的元素除外（例如，一個 std::future 物件的 vector 可以從多個執行緒接收值）。 迭代器操作（例如，遞增迭代器）讀取但不修改底層容器，並且可以與同一容器上其他迭代器的操作、const 成員函式或元素的讀取併發執行。使任何迭代器失效的容器操作會修改容器，並且不能與現有迭代器上的任何操作併發執行，即使這些迭代器未失效。 同一容器的元素可以與未指定訪問這些元素的成員函式併發修改。更一般地，C++ 標準庫函式不會間接訪問透過其引數（包括容器的其他元素）可訪問的物件，除非其規範要求。 在任何情況下，容器操作（以及演算法或任何其他 C++ 標準庫函式）都可以在內部並行化，只要這不會改變使用者可見的結果（例如，std::transform 可以並行化，但 std::for_each 不能，因為它被指定按順序訪問序列的每個元素）。

(C++11 起)

函式表

注意：std::basic_string 不被標準視為容器，但由於其相似性，其行為很像容器。為方便起見，此處將其列為“偽容器”。

	- C++03 中存在的函式
	- 自 C++11 起存在的函式
	- 自 C++17 起存在的函式
	- 自 C++20 起存在的函式
	- 自 C++23 起存在的函式

成員函式表

		偽容器	序列容器					關聯容器				無序關聯容器				容器介面卡
標頭檔案		<string>	<array>	<vector>	<deque>	<forward_list>	<list>	<set>		<map>		<unordered_set>		<unordered_map>		<stack>	<queue>		<flat_set>		<flat_map>		標頭檔案
Container（容器）		basic_string	array	vector	deque	forward_list	list	set	multiset	map	multimap	unordered_set	unordered_multiset	unordered_map	unordered_multimap	stack	queue	priority_queue	flat_set	flat_multiset	flat_map	flat_multimap	Container（容器）
	(建構函式)	basic_string	(隱式)	vector	deque	forward_list	list	set	multiset	map	multimap	unordered_set	unordered_multiset	unordered_map	unordered_multimap	stack	queue	priority_queue	flat_set	flat_multiset	flat_map	flat_multimap	(建構函式)
	(解構函式)	~basic_string	(隱式)	~vector	~deque	~forward_list	~list	~set	~multiset	~map	~multimap	~unordered_set	~unordered_multiset	~unordered_map	~unordered_multimap	~stack	~queue	~priority_queue	~flat_set	~flat_multiset	~flat_map	~flat_multimap	(解構函式)
	operator=	operator=	(隱式)	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=	operator=
	assign	assign		assign	assign	assign	assign																assign
	assign_range	assign_range		assign_range	assign_range	assign_range	assign_range																assign_range
迭代器	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin				begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	begin cbegin	迭代器
	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend	end cend				end cend	end cend	end cend	end cend	end cend
	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin		rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin								rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin	rbegin crbegin
	rend crend	rend crend	rend crend	rend crend	rend crend		rend crend	rend crend	rend crend	rend crend	rend crend								rend crend	rend crend	rend crend	rend crend	rend crend
元素 訪問	at	at	at	at	at					at				at							at		at	元素 訪問
	operator[]	operator[]	operator[]	operator[]	operator[]					operator[]				operator[]							operator[]		operator[]
	data	data	data	data																			data
	front	front	front	front	front	front	front										front	top					front
	back	back	back	back	back		back									top	back						back
容量	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	empty	容量
	size	size	size	size	size		size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size	size
	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size	max_size				max_size	max_size	max_size	max_size	max_size
	resize	resize		resize	resize	resize	resize																resize
	capacity	capacity		capacity																			capacity
	reserve	reserve		reserve								reserve	reserve	reserve	reserve								reserve
	shrink_to_fit	shrink_to_fit		shrink_to_fit	shrink_to_fit																		shrink_to_fit
修改器	clear	clear		clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear	clear				clear	clear	clear	clear	clear	修改器
	insert	insert		insert	insert	insert_after	insert	insert	insert	insert	insert	insert	insert	insert	insert				insert	insert	insert	insert	insert
	insert_range	insert_range		insert_range	insert_range	insert_range_after	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range				insert_range	insert_range	insert_range	insert_range	insert_range
	insert_or_assign									insert_or_assign				insert_or_assign							insert_or_assign		insert_or_assign
	emplace			emplace	emplace	emplace_after	emplace	emplace	emplace	emplace	emplace	emplace	emplace	emplace	emplace				emplace	emplace	emplace	emplace	emplace
	emplace_hint							emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint				emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint	emplace_hint
	try_emplace									try_emplace				try_emplace							try_emplace		try_emplace
	erase	erase		erase	erase	erase_after	erase	erase	erase	erase	erase	erase	erase	erase	erase				erase	erase	erase	erase	erase
	push_front				push_front	push_front	push_front																push_front
	prepend_range				prepend_range	prepend_range	prepend_range																prepend_range
	emplace_front				emplace_front	emplace_front	emplace_front																emplace_front
	pop_front				pop_front	pop_front	pop_front										pop	pop					pop_front
	push_back	push_back		push_back	push_back		push_back									push	push	push					push_back
	append_range	append_range		append_range	append_range		append_range									push_range	push_range	push_range					append_range
	emplace_back			emplace_back	emplace_back		emplace_back									emplace	emplace	emplace					emplace_back
	pop_back	pop_back		pop_back	pop_back		pop_back									pop							pop_back
	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap
	merge					merge	merge	merge	merge	merge	merge	merge	merge	merge	merge								merge
	extract							extract	extract	extract	extract	extract	extract	extract	extract								extract
列表操作	splice					splice_after	splice																splice	列表操作
	remove					remove	remove																remove
	remove_if					remove_if	remove_if																remove_if
	reverse					reverse	reverse																reverse
	unique					unique	unique																unique
	sort					sort	sort																sort
桶和雜湊	begin(size_type) cbegin(size_type)											begin(size_type) cbegin(size_type)	begin(size_type) cbegin(size_type)	begin(size_type) cbegin(size_type)	begin(size_type) cbegin(size_type)								begin(size_type) cbegin(size_type)	桶和雜湊
	end(size_type) cend(size_type)											end(size_type) cend(size_type)	end(size_type) cend(size_type)	end(size_type) cend(size_type)	end(size_type) cend(size_type)								end(size_type) cend(size_type)
	bucket_count											bucket_count	bucket_count	bucket_count	bucket_count								bucket_count
	max_bucket_count											max_bucket_count	max_bucket_count	max_bucket_count	max_bucket_count								max_bucket_count
	bucket_size											bucket_size	bucket_size	bucket_size	bucket_size								bucket_size
	bucket											bucket	bucket	bucket	bucket								bucket
	load_factor											load_factor	load_factor	load_factor	load_factor								load_factor
	max_load_factor											max_load_factor	max_load_factor	max_load_factor	max_load_factor								max_load_factor
	rehash											rehash	rehash	rehash	rehash								rehash
查詢	count							count	count	count	count	count	count	count	count				count	count	count	count	count	查詢
	find	find						find	find	find	find	find	find	find	find				find	find	find	find	find
	contains	contains						contains	contains	contains	contains	contains	contains	contains	contains				contains	contains	contains	contains	contains
	lower_bound							lower_bound	lower_bound	lower_bound	lower_bound								lower_bound	lower_bound	lower_bound	lower_bound	lower_bound
	upper_bound							upper_bound	upper_bound	upper_bound	upper_bound								upper_bound	upper_bound	upper_bound	upper_bound	upper_bound
	equal_range							equal_range	equal_range	equal_range	equal_range	equal_range	equal_range	equal_range	equal_range				equal_range	equal_range	equal_range	equal_range	equal_range
觀察器	key_comp							key_comp	key_comp	key_comp	key_comp								key_comp	key_comp	key_comp	key_comp	key_comp	觀察器
	value_comp							value_comp	value_comp	value_comp	value_comp								value_comp	value_comp	value_comp	value_comp	value_comp
	hash_function											hash_function	hash_function	hash_function	hash_function								hash_function
	key_eq											key_eq	key_eq	key_eq	key_eq								key_eq
分配器	get_allocator	get_allocator		get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator	get_allocator								get_allocator	分配器
介面卡	extract																		extract	extract	extract	extract	extract	介面卡
	replace																		replace	replace	replace	replace	replace
Container（容器）		basic_string	array	vector	deque	forward_list	list	set	multiset	map	multimap	unordered_set	unordered_multiset	unordered_map	unordered_multimap	stack	queue	priority_queue	flat_set	flat_multiset	flat_map	flat_multimap	Container（容器）
標頭檔案		<string>	<array>	<vector>	<deque>	<forward_list>	<list>	<set>		<map>		<unordered_set>		<unordered_map>		<stack>	<queue>		<flat_set>		<flat_map>		標頭檔案
		偽容器	序列容器					關聯容器				無序關聯容器				容器介面卡

• 注意：兩條不同 extract 行中的函式含義和語法不同

非成員函式表

		偽容器	序列容器					關聯容器				無序關聯容器				容器介面卡
標頭檔案		<string>	<array>	<vector>	<deque>	<forward_list>	<list>	<set>		<map>		<unordered_set>		<unordered_map>		<stack>	<queue>		<flat_set>		<flat_map>		標頭檔案
Container（容器）		basic_string	array	vector	deque	forward_list	list	set	multiset	map	multimap	unordered_set	unordered_multiset	unordered_map	unordered_multimap	stack	queue	priority_queue	flat_set	flat_multiset	flat_map	flat_multimap	Container（容器）
非成員函式	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	operator==		operator==	operator==	operator==	operator==	operator==	非成員函式
	operator!= (在 C++20 中移除)	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=	operator!=						operator!= (在 C++20 中移除)
	operator< (在 C++20 中移除)	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<	operator<					operator<	operator<						operator< (在 C++20 中移除)
	operator<= (在 C++20 中移除)	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=	operator<=					operator<=	operator<=						operator<= (在 C++20 中移除)
	operator> (在 C++20 中移除)	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>	operator>					operator>	operator>						operator> (在 C++20 中移除)
	operator>= (在 C++20 中移除)	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=	operator>=					operator>=	operator>=						operator>= (在 C++20 中移除)
	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>					operator<=>	operator<=>		operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>	operator<=>
	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap	swap
	erase	erase		erase	erase	erase	erase																erase
	erase_if	erase_if		erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if				erase_if	erase_if	erase_if	erase_if	erase_if
Container（容器）		basic_string	array	vector	deque	forward_list	list	set	multiset	map	multimap	unordered_set	unordered_multiset	unordered_map	unordered_multimap	stack	queue	priority_queue	flat_set	flat_multiset	flat_map	flat_multimap	Container（容器）
標頭檔案		<string>	<array>	<vector>	<deque>	<forward_list>	<list>	<set>		<map>		<unordered_set>		<unordered_map>		<stack>	<queue>		<flat_set>		<flat_map>		標頭檔案
		偽容器	序列容器					關聯容器				無序關聯容器				容器介面卡

<、<=、>、>= 和 != 運算子分別從 operator<=> 和 operator== 合成。

(C++20 起)

缺陷報告

下列更改行為的缺陷報告追溯地應用於以前出版的 C++ 標準。

缺陷報告	應用於	釋出時的行為	正確的行為
LWG 51	C++98	容器迭代器可能被任意庫操作 失效	它們只在指定時 失效

另請參閱

C++ 命名要求

• Container（容器）
• SequenceContainer（序列容器）
• ContiguousContainer（連續容器）
• ReversibleContainer（可逆容器）
• AssociativeContainer（關聯容器）
• AllocatorAwareContainer（分配器感知容器）
• UnorderedAssociativeContainer（無序關聯容器）

valarray	數值陣列、陣列掩碼和陣列切片 (類模板)
basic_string	儲存和操作字元序列 (類模板)
basic_string_view (C++17)	只讀字串檢視 (類模板)