std :: vector :: insert vs std :: list :: operator []

Question

我知道std::list::operator[]没有实现，因为它有糟糕的性能。 但是std::vector::insert它和std::list::operator[]一样低效。 背后的解释是什么？

Answer 1

std::vector::insert是因为std::vector必须满足SequenceContainer概念的要求，而任何概念（我所知道的）都不需要operator[] ，可能会在c +中的ContiguousContainer概念中添加+17。 因此operator[]添加到可以像数组一样使用的容器中，而insert是接口规范所必需的，因此符合某些概念的容器可以用于通用算法。

Answer 2

我认为斯拉瓦的答案做得最好，但我想提供一个补充说明。 通常使用数据结构，访问比插入更常见，反之亦然。 有许多数据结构可能试图以插入为代价来优化访问，但反之则更为罕见，因为它在现实生活中往往不太有用。

operator[] ，如果为链表实现，则可能会访问现有值（类似于它对vector ）。 insert添加新值。 如果随后的访问非常快，那么你很可能会愿意在一个vector插入一些新的元素。 在许多情况下，元素插入可以完全在关键路径之外，而关键路径由单个遍历或已经存在的数据的随机访问组成。 因此，在这种情况下让insert处理细节非常方便（实际上有效且正确地编写它有点烦人）。 这实际上是一个非常罕见的矢量使用。

另一方面，在链表上使用operator[]几乎总是表明您使用的是错误的数据结构。

Answer 3

std::list::operator[]需要进行O（N）遍历，并且实际上并不符合list的设计要求。 如果需要operator[]则使用不同的容器类型。 当C ++民众看到[]他们假定为O（1）（或者更糟糕的是，O（Log N））操作。 为list提供[]会破坏它。

但是虽然std::vector::insert 也是 O（N），但它可以进行优化：通过使vector的容量以大块增长，可以很容易地优化端点插入。 中间插入需要逐个元素移动，但在现代芯片组上也可以非常快速地执行。

Answer 4

[]运算符继承自普通数组。 它一直被理解为底层容器的快速（子线性时间）访问器。 由于list不支持子线性时间访问，因此实现运算符没有意义。

auto a = Container [10]; // Ideally I can assume this is quick

std::list <>::operator []的等价物是std::next <std::list<>::iterator> 。 记录在cpp-reference 。

auto a = *std::next (Container.begin (), 10); // This may take a little while

这是容器的真正通用方式索引。 如果容器支持随机访问，则它将是恒定时间，否则它将是线性的。