搞定技術面試：那些你可能不知道的 vector 和 array 的區別
最近幾年，計算機工作越發難找，你必須比其他人瞭解的更多，纔能有更多的機會找到一個更好的工作。
C++ 標準庫（STL）是很多C++面試中都會問到的問題，很多很多問題會關於 Vector 的空間分配、動態增長之類的問題，那麼你瞭解 STL 中那些順序容器的區別與聯繫嗎？
你知道在什麼情況選用什麼容器嗎？
先說結論，一般情況選擇 vector 是很好的選擇，如果你的程序目標有如下特點時，纔可能需要換用別的容器：
- 有很多小元素、空間額外開銷比較重要，不要使用 list 和 forward_list；
- 程序要求隨機訪問，選擇 vector 和 deque；
- 程序經常在中間插入元素，可以選擇 list 和 forward_list；
- 程序只在頭尾插入元素，不常在中間插入元素，選擇 deque；
- 程序一開始插入時會在中間插入元素，但之後的使用過程中基本不在中間插入元素，先用 list 處理輸入場景，再用 vector 拷貝 list 的數據，處理後續使用。
整體介紹
所有的順序容器都具有可以快速按順序訪問元素的能力，但每種容器在具體的實現上又有些區別。
| 順序容器類型 | 含義 | 特點 |
|---|---|---|
| vector | 可變大小數組 | 隨機訪問快、尾部插入元素快、其他位置插入、刪除元素慢 |
| deque | 雙端隊列 | 隨機訪問快、頭尾插入元素快 |
| list | 雙向鏈表 | 只支持雙向順序訪問、在任何位置插入、刪除元素都很快 |
| forward_list | 單向鏈表 | 只支持從前往後的單向順序訪問、在任何位置插入刪除元素都很快 |
| array | 固定大小數組 | 隨機訪問快、容器大小固定不支持插入刪除元素 |
| string | 字符串，類似vector，專門保存字符、隨機訪問快、在尾部插入刪除元素快 |
按類型介紹
vector string
vector 和 string 將元素保存在連續的內存空間中，分配一段連續的內存空間進行存儲，其迭代器採用 C++ 指針即可，因此其支持隨機訪問和存儲，支持下標操作符，節省空間。但是其在分配的內存不夠的情況下，需要對容器整體進行重新分配、拷貝和釋放等操作（空間的動態增長），而且在 vector 和 string 中間插入或刪除元素效率很低。
vector的內存分配實現原理：STL內部實現時，首先分配一個非常大的內存空間預備進行存儲，即capacity（）函數返回的大小，當超過此分配的空間時再整體重新放分配一塊內存存儲（VS6.0是兩倍，VS2005是1.5倍），所以這給人以vector可以不指定vector即一個連續內存的大小的感覺。通常此默認的內存分配能完成大部分情況下的存儲。
擴充空間（不論多大）都應該這樣做：
- 配置一塊新空間
- 將舊元素一一搬往新址
- 把原來的空間釋放還給系統
list forward_list
list 和 forward_list 是以節點形式來存放數據，使用的是非連續的內存空間來存放數據，因此，在其內部插入和刪除元素的時間複雜度都是O(1),但是其不支持隨機訪問和存取，不支持下標；因爲每個結點需要額外空間存儲連接的情況，他們比 vector 佔用的內存要多很多。
list 是非連續存儲結構，具有雙鏈表結構，每個元素維護一對前向和後向指針，因此支持前向/後向遍歷。支持高效的隨機插入/刪除操作，但隨機訪問效率低下，且由於需要額外維護指針，開銷也比較大。每一個結點都包括一個信息快Info、一個前驅指針Pre、一個後驅指針Post。可以不分配必須的內存大小方便的進行添加和刪除操作。使用的是非連續的內存空間進行存儲。
forward_list 底層實現上是單鏈表，且實質上無任何多餘開銷，與 list 相比，此容器在不需要雙向迭代時提供更有效地利用空間的存儲。在鏈表內或跨數個鏈表添加、移除和移動元素，不會非法化當前指代鏈表中其他元素的迭代器。forward_list 的迭代器不支持iter--操作，即不支持反向迭代；同時 forward_list 也不支持size()操作。
deque
vector是一個單向開口的容器，deque則是一個雙向開口的容器，所謂雙向開口就是再頭尾兩端均可以做元素的插入和刪除操作。
deque 在空間增長上與 vector 不同，它是動態的以分段的連續空間組合而成，隨時可以增加一段空間連接起來。
因此，爲了管理多段連接，deque有中控器的概念，此處實現上詳細情況的請參見《STL源碼剖析》
array
array 與內置數組類似，大小是固定的，因此不支持增加元素、刪除元素以及改變容器大小的功能。
在使用 array 時，必須同時指定元素類型和大小array<int,20>
此容器是一個聚合類型，其語義等同於保有一個 C 風格數組 T[N] 作爲其唯一非靜態數據成員的結構體。該結構體結合了 C 風格數組的性能、可訪問性與容器的優點，比如可獲取大小、支持賦值、隨機訪問迭代器等。
迭代器 Iterator
迭代器的範圍都是左開右閉，理解爲數學上的區間則是 [xx.begin(), xx.end())，左邊是可以達到的，右邊是達不到的。