本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。
1.请说说STL的基本组成部分
STL主要由6部分组成：容器、算法、迭代器、仿函数、适配器和空间配制器
（1）容器
是一种数据结构，如list，vector和deque，以模板类的方法提供。为了访问容器中的数据，可以使用由容器类输出的迭代器。
（2）算法
是用来操作容器中数据的模板函数的。例如。STL用sort()来堆一个vector中的数据进行排序，用find()来搜索一个list中的对象，函数本身与它们操作数据的结构和容器无关，因此它们可以用于简单数组到高度复杂容器的任何数据结构上。
（3）迭代器
提供了访问容器中对象的方法。例如，可以使用一对迭代器指定list或vector中的一定范围的对象。迭代器就如同一个指针。事实上，C++的指针也是一种迭代器。但是迭代器也可以是那些定义了opreator*()以及其他类似于指针的操作符方法的类对象。
（4）仿函数
仿函数又被称为函数对象，就是重载了操作符的struct，没有什么特别的地方
（5）适配器
简单来说是一种接口类，专门用来修改现有类的接口，提供一种新的接口；或者调用现有的函数来实现所需要的功能。主要包括三种适配器：容器适配器、迭代器适配器和函数适配器。
（6）空间配制器
为STL提供空间配置的系统。其中主要工作包括两部分： 一、对象的创建与销毁 二、内存的获取与释放
2.请说说STL中常见的容器，并介绍一下实现原理
容器可以用来存放各种类型的数据（基本类型的变量，对象等）的数据结构，都是模板类，分为顺序容器、关联式容器、容器适配器三种类型三种类型容器的特性分别如下：
一、顺序容器
容器并非有序的，元素的插入位置与元素的值无关。包含vector、deque、list，具体的实现原理如下：
（1）vector：头文件< vector >
动态数组。元素在内存里连续存放。随机存取任何元素都能在常数时间内完成。在尾端增删元素具有较好的性能。
（2）deque：头文件 < deque >
双向队列。元素在内存中连续存放。随机存取任何元素都能在常数时间内完成（仅次于vector）。在两端增删元素具有较好的性能（大部分情况下是常数时间）。
（3）list：头文件 < list >
双向链表。元素在内存中不连续存放。在任何位置增删元素都能在常数时间内完成。不支持随机存取。
二、关联式容器
元素是排好序的；插入任何元素都会按照相应的排序规则来确定其位置；在查找时有非常好的性能；通常以平衡二叉树的方式实现。包含set、multiset、map、multimap，具体实现的原理如下：
（1）set/multimap：头文件 < set >
set即集合。set中不允许相同元素，multiset中允许相同元素。
（2）map/multimap：头文件< map >
map与set的不同在于map中存放的元素有且仅有两个成员变量，一个名为first， 另一个名为second，map根据first值对元素从小到大排序，并可快速地根据first来检索元素 **注意：**map允许相同first值的元素，而multimap不允许
三、容器适配器
封装了一些基本的容器，使之具备了新的函数功能，比如把deque封装一下变为一个具有stack功能的数据结构。这新得到的数据结构就叫适配器。包含stack,queue,priority_queue，具体实现原理如下：
（1）stack 头文件< stack >
栈是项的有限序列，并满足序列中被删除、检索和修改的项只能是最进插入序列的项（栈顶的项）。后进先出。
（2）queue 头文件< queue >
队列。插入只可以在尾部进行，删除、检索和修改只允许从头部进行。先进先出。
（3）priority_queue 头文件< queue >
优先级队列。内部维持某种有序，然后确保优先级最高的元素总是位于头部。最高优先级元素总是第一个出列
3.说说 STL 中 map、hashtable、deque、list 的实现原理
map、hashtable、deque、list的实现原理分别是红黑树、函数映射、双向队列、双向链表，它们的特性如下：
（1）map实现原理
map内部实现了一个红黑树（红黑树并非严格平衡的二叉搜索树，而AVL是严格平衡的二叉搜索树），红黑树有自动排序的功能，因此map内部所有元素都是有序的，红黑树的每一个节点都代表着map的一格元素。因此，对于map中进行的查找、删除、添加等一系列元素都是按照二叉树来存储的，特点就是左子树上的所有节点的键值都小于根节点的键值，而右子树所有结点的键值都大于根节点的键值，使用中序遍历便可将键值按照从小到大的顺序遍历出来。
（2）hashtable（哈希表/散列表）实现原理
hashtable采用了函数映射的思想将记录的存储位置与记录的关键字关联起来，从而能很快的进行查找。这决定了哈希表特殊的数据结构，它可以快速定位到自己想要查找的记录，而不是通过表中存在的记录的关键字来进行比较查找。
（3）deque实现原理
deque的内部实现是一个双向队列。元素在内存中连续存放。随机存取任何元素都能在常数时间内完成（仅次于vector）。所有适用于vector的操作都适用于deque，在两端增删元素性能比较好。
（4）list实现原理
list内部实现的是一个双向链表。元素在内存中不连续存放。在任何位置增删元素都能在常数时间内完成。不支持随机存取，没有成员函数，给定一个下标i，要想访问第i个元素，只能从头部遍历到第i个元素。
4.请你来介绍一下 STL 的空间配置器（allocator）
一般容器都需要一定空间存放数据，allocator就是用来配置空间的，SGI的allocator配置的对象时内存。 一个allocator通常包含两个部分，一是内存配置和内存释放（allocate的deallocate），二是对象构造和析构（construct和destory）。
内存配置操作:alloc::allocate()实现 内存释放操作:alloc::deallocate()实现 对象构造操作: ::construct()实现 对象释放操作: ::destroy()实现
STL构造于析构结构图如下所示：
5.STL的容器用过哪些，查找的时间复杂度都是多少，为什么？
（1）vector
采用一维数组实现，元素在内存连续存放，不同操作的时间复杂度为： 插入：O(N) 查看：O(1) 删除：O(N)
（2）deque
采用双向队列实现，元素在内存中连续存放，不同操作的时间复杂度为： 插入：O(N) 查看：O(1) 删除：O(N)
（3）list
采用双向链表实现，元素存放在堆中，不同操作的时间复杂度为： 插入：O(1) 查看：O(N) 删除：O(1)
（4）set、multiset、map、multimap
上述四种容器采用红黑树实现，红黑树是平衡二叉树的一种。不同操作的时间复杂度近似为： 插入：O(logN) 查看：O(logN) 删除：O(logN)
（5）unordered_map、unordered_set、unordered_multimap、 unordered_multiset
上述四种容器采用哈希表实现，不同擦欧总的时间复杂度为： 插入：O(1)，最坏情况为O(N) 查看：O(1)，最坏情况为O(N) 删除：O(1)，最坏情况为O(N)
注意：容器的时间复杂度取决于其底层实现方式。
6.迭代器用过吗，什么时候会失效？
用过，常用容器迭代器的失效情形如下： （1）对于序列容器vector、deque来说，使用erase后，后边的每个元素的迭代器都会失效，后边每个元素都往前移动一位，erase返回下一个有效的迭代器。
（2）对于关联容器map、set来说，使用了erase后，当前元素的迭代器失效，但是因为它们的结构是红黑树，删除当前元素并不会影响下一个元素的迭代器，所以在调用erase之前，记录下一个元素的迭代器即可。
（3）对于list来说，它使用了不连续分配的内存，并且它的erase方法也会返回下一个有效的迭代器，因此上面两种方法都可以使用。
7.说说STL容器动态链接可能产生的问题
（1）可能产生的问题
容器是一种动态分配内存空间的一个变量集合类型变量。在一般的程序函数里，局部容器，参数传递容器的引用，参数传递容器指针都是可以正常运行的，而在动态链接库函数内部使用容器也是没有问题的，但是给动态库函数传递容器的对象本身，则会出现内存堆栈破坏的问题。
（2）产生问题的原因
容器和动态链接库相互支持不够好，动态链接库函数中使用容器时，参数中只能传递容器的引用，并且要保证容器的大小不能超出初始大小，否则导致容器自动重新分配，就会出现内存堆栈破坏问题。
8.说说map 和 unordered_map的区别？底层实现
map 和 unordered_map的区别在于他们的实现机理不同。
（1）map实现机理
map内部实现了一个红黑树（红黑树是非严格平衡的二叉搜索树，而AVL是严格平衡二叉搜索树），红黑树有自动排序的功能，因此map内部所有元素都是有序的，红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素。因此对于map进行的增删改查操作都相当于对红黑树进行的操作。map中的元素是按照二叉树存储的，特征就是u总字数上所有节点的键值都小于根节点的键值。使用中序遍历可以将键值从小到大遍历出来。
（2）unordered_map实现机理
unordered_map的内部实现了一个哈希表，通过把关键码值映射到hash表中的一个位置来访问记录，查找时间复杂度为O(1)，在海量数据处理中有着广泛的应用，元素的排列顺序是无序的。
9.说说vector 和 list 的区别，分别适用于什么场景？
（1）vector：一维数组
特点：元素在内存中连续存放，动态数组，在堆中分配内存，元素连续存放，有保留内存，如果减小大小后内存也不会释放。
优点：和数组类似开辟一段连续的空间，并且支持随机访问，所以它的查找效率高，时间复杂度为：O(1)。
缺点：由于开辟一段连续的空间，所以插入删除会需要对数据进行移动，比较麻烦，时间复杂度为：O(N)，另外当空间不足时还需要进行扩容。
（2）list：双向链表
特点：元素在队中存放，每个元素都存放在一块内存中，它的内存空间是可以不连续的，通过指针来进行数据的访问。
优点：底层实现是双向循环链表，当对大量数据进行插入删除时，其时间复杂度为：O(1)。
缺点底层没有连续的空间，只能通过指针来访问，所以查找数据遍历时，其时间复杂度为：o(N)，没有提供[]操作符的重载。
（3）应用场景
vector拥有一段连续的内存空间，因此支持随机访问，如果需要搞笑的随机访问，而不在乎插入和删除的效率，使用vector。
list拥有一段不连续的内存空间，如果需要搞笑的插入和删除，而不关心随机访问，则可以使用list。
10.简述STL中map的实现原理
map时关联式容器，它们的底层容器都是红黑树。map的所有元素都是pair，同时拥有实值（value）和键值（key）。pair的第一元素会被看成键值，第二元素被视为实值。所有元素都会根据元素的键值自动被排序。不允许键值重复。
map的特性如下：
（1）map以RBTree作为底层容器 （2）所有元素都是以键 + 值的形式存在的 （3）不允许键重复 （4）所有的元素都是通过键来进行自动排序的 （5）map的键是不能修改的，但是其键对应的值是可以修改的。
