C++ 函数性能优化中的容器选择与应用指南

容器是 C++ 中用于存储和管理数据结构的基本工具。在函数优化中，选择合适的容器对于提高性能至关重要。本文将提供一个容器选择指南，帮助您根据特定需求选择最合适的容器。

常见容器类型

• 数组：性能最好的容器，但尺寸固定且无法动态修改。
• 向量：动态数组，容量可自动调整。插入和删除元素相对高效。
• 链表：线性数据结构，插入和删除操作高效，但随机访问性能较差。
• 哈希表：基于键值对的容器，查找操作效率非常高。
• 集合：不包含重复元素的容器，查找和插入操作效率较高。
• 映射：键值对容器，与哈希表类似，但保持键的排序。

容器选择指南

实战案例

查找一个字符串数组中的最大值

// 使用数组，O(n) 时间复杂度
int max_value(const string arr[], int size) {
  int max = arr[0];
  for (int i = 1; i < size; ++i) {
    if (arr[i] > max) {
      max = arr[i];
    }
  }
  return max;
}

// 使用哈希表，O(1) 时间复杂度
int max_value(const string arr[], int size) {
  unordered_map<string, int> values;
  for (const string& s : arr) {
    if (values.count(s) == 0) {
      values[s] = 1;
    } else {
      values[s]++;
    }
  }
  int max_count = 0;
  string max_string;
  for (const auto& [str, count] : values) {
    if (count > max_count) {
      max_count = count;
      max_string = str;
    }
  }
  return max_string;
}

在这种情况下，使用哈希表可以显著优化查找性能，因为它的查找操作是 O(1) 时间复杂度，而数组的查找操作是 O(n) 时间复杂度。