stl vector与list详细对比

1.vector与array的对比

vector是stl中常用的容器之一。vector与数组array比较类似，可以看成是array功能更强大的升级版。与array的不同在于，array是静态数组，容量大小在数组初始化的时候就是固定的。而vector是一个动态数组，即vector可以动态调整数组大小而无须用户进行手动干预。

因为vector的底层实现是数组，所以其优势是在尾部插入删除数据很快，随机访问也很快，时间复杂度只有O(1)。而当其在头部或者其他位置插入删除数据时，因为需要对元素进行移动复制，所以效率会很低。

2.vector初始化

vector的初始化有如下几种方式
1.vector<int> first first为空，size为0，此时first中没有元素，capacity也为0，说明此时还没有具体分配内存空间。这种情况适合元素个数未知需要动态添加元素的场景。
2

vector<int> second(first)
vector<int> second = first

上面两种方式都可以实现初始化，其中second是first拷贝，且类型必须相同，second中元素个数与类型与first中保持一致。

3 vector<int> third = {1, 2, 3, 4, 5}
4 vector<int> fourth(third.begin(), third.begin()+4) 使用两个迭代器范围内元素进行拷贝，范围中的元素类型与新容器中的元素类型须保持一致。这种方法对于获得一个序列的子序列比较方便。

5.vector<int> fifth(3)
上面的方式使用默认值初始化，每个元素的值使用缺省默认值。对于int类型，默认值为0.

6.vector<int> sixth(3, -1);
与第五种方式的区别在于，该方式指定了初始化的值。

3.vector初始化代码实测

void print_vec(vector<int> &v, const char *p) {cout<<p<<" is: ";for(int ele: v) {cout<<ele<<" ";}cout<<endl;
}void init_vec() {vector<int> first;vector<int> second(first);second = {1, 2, 3};print_vec(first, "first");print_vec(second, "second");vector<int> third = {1, 2, 3, 4, 5};vector<int> fourth(third.begin(), third.begin()+4);print_vec(fourth, "fourth");vector<int> fifth(3);vector<int> sixth(3, -1);print_vec(fifth, "fifth");print_vec(sixth, "sixth");
}

上述代码在main方法中跑起来，最后输出结果如下

first is:
second is: 1 2 3
fourth is: 1 2 3 4
fifth is: 0 0 0
sixth is: -1 -1 -1

4.list与vector区别

前面我们讲到vector与数组类似，而数组是具有一段连续的内存空间的，并且起始的地址不变。正因为这个特性，其才能高效地进行随机访问，并高效在尾部进行追加，时间复杂度均为O(1)。
而stl中的list是由双向链表实现，因此其内存空间并不连续。因为内存空间不连续，只能通过指针去访问数据，因此list不能随机读取，追加数据效率也没有vector效率高。但因为其是指针结果，随机插入数据与删除数据就特别方便，并且可以在两端进行pop与push操作。

5.list初始化

void print_list(list<int> ll, const char *p) {cout<<p<<" is: ";for(int val: ll) {cout<<val<<" ";}cout<<endl;
}void init_list() {list<int> first;list<int> second(4, -1);list<int> third(second.begin(), second.end());list<int> fourth(third);int nums[] = {1, 2, 3, 4, 5};list<int> fifth(nums, nums + sizeof(nums) / sizeof(nums[0]));print_list(third, "third");print_list(fourth, "fourth");print_list(fifth, "fifth");
}

list初始化的方式与vector类似。上面方法在main方法中跑起来，最后结果为

third is: -1 -1 -1 -1
fourth is: -1 -1 -1 -1
fifth is: 1 2 3 4 5

6.代码实测vector与list对比

前面我们提到vector与list的区别：
vector方便尾部追加与随机访问，但是随机插入与删除比较耗时。
list擅长随机插入与删除，但是随机访问与尾部追加没有vector快。
下面我们就用代码来进行实测，看看是不是确实我们所说。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>
#include<ctime>
using namespace std;void vec_list_compare() {clock_t start, end, start2, end2, start3, end3, start4, end4, start5, end5, start6, end6;int n = 100000;vector<int> vec;list<int> ll;//  尾部添加元素，vector可以高效随机读取start = clock();for(int i=0; i<n; i++) {vec.push_back(i);}end = clock();cout<<"vec add data cost time is: "<<double(end-start)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;start2 = clock();for(int i=0; i<n; i++) {ll.push_back(i);}end2 = clock();cout<<"list add data cost time is: "<<double(end2-start2)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;cout<<endl;// 头部删除元素，list可以高效删除start3 = clock();for(vector<int>::iterator it=vec.begin(); it!=vec.end();it++) {vec.erase(it);}end3 = clock();cout<<"vec delete cost time is: "<<double(end3-start3)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;start4 = clock();while(ll.size() > 0) {ll.pop_back();}end4 = clock();cout<<"list delete cost time is: "<<double(end4-start4)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;cout<<endl;// 中间位置插入数据,list效率高start5 = clock();for(int i=0; i<10000; i++) {vector<int>::iterator it = find(vec.begin(), vec.end(), n/2);vec.insert(it, n);}end5 = clock();cout<<"vec insert cost time is: "<<double(end5-start5)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;start6 = clock();for(int i=0; i<10000; i++) {ll.insert(ll.begin(), n);}end6 = clock();cout<<"list insert cost time is: "<<double(end6-start6)/CLOCKS_PER_SEC<<endl;
}int main(int argc, char const *argv[])
{vec_list_compare();return 0;
}

上述代码运行起来，输出结果为

vec add data cost time is: 0.006538
list add data cost time is: 0.027703vec delete cost time is: 0.51943
list delete cost time is: 0.015977vec insert cost time is: 7.70983
list insert cost time is: 0.002979

可以看到，在尾部追加数据，vector类型完胜。
而对于随机删除数据与随机插入数据，list则碾压vector。