在编程中,容器是用于存储数据项的数据结构,它们提供了对数据的组织、管理和访问方式。C++和Java作为两种流行的编程语言,各自拥有一系列内置的容器类,这些类提供了丰富的接口来操作数据。本文将对比C++和Java中一些常见的容器,包括vector
、stack
、queue
、deque
和list
,并讨论它们的empty
或isEmpty
方法以及添加新元素的方法(如push
、push_back
、add
、put
和append
)。
empty()和isempty()
在c++中都是empty(),在java中都是isempty().
一、容器概述
-
C++中的容器
C++标准库提供了一系列模板类来支持容器,这些容器可以存储任何类型的对象,只要这些对象类型满足特定的要求(如可复制性)。C++中的容器主要分为顺序容器(如
vector
、deque
和list
)、关联容器(如set
、map
等)和容器适配器(如stack
、queue
等)。 -
Java中的容器
Java的容器框架(Java Collections Framework)提供了一套设计良好的接口和实现类来支持数据的组织和操作。Java容器主要分为
Collection
接口的实现类(如List
、Set
等)和Map
接口的实现类。List
、Set
和Queue
等接口都有具体的实现类,如ArrayList
、HashSet
和LinkedList
等。
在C++中,容器的选择决定了使用哪种方法来添加元素。以下是常见容器及其对应添加元素的方法:
C++中使用 push_back()
和push()的容器
std::vector
:这是一个动态数组,支持在末尾高效地添加元素。push_back()
方法用于将新元素添加到数组的末尾,并自动调整数组大小(如果需要)。std::deque
:这是一个双端队列,支持在两端高效地插入和删除元素。尽管std::deque
提供了push_front()
方法来在前端添加元素,但它也支持push_back()
方法来在末尾添加元素。std::list
和std::forward_list
:这些是链表,其中std::list
是双向链表,而std::forward_list
是单向链表。尽管这些容器提供了在任意位置插入元素的能力,但它们也支持在末尾(对于std::list
)或前端(对于std::forward_list
的插入操作不太直观,因为单向链表通常不支持在尾部直接插入,但可以通过遍历到末尾的前一个节点然后进行插入,不过这并不是一个直接的push_back
等效操作)添加元素的特定方法。然而,为了与std::deque
和std::vector
保持一致,当需要在链表末尾添加元素时,通常会使用insert()
或emplace()
方法(对于std::list
),这些方法允许在指定位置插入元素,包括末尾。但请注意,std::forward_list
没有直接的push_back()
方法,因为它主要是为单向遍历设计的。
需要注意的是,虽然 std::list
和 std::forward_list
在技术上可以通过 insert()
方法在末尾添加元素,但它们并没有专门的 push_back()
方法。这是因为在C++标准库中,push_back()
主要是为那些支持在末尾高效添加元素的容器(如 std::vector
和 std::deque
)设计的。
使用 push()
的容器
std::stack
:这是一个适配器容器,它提供了栈的行为。push()
方法用于将元素压入栈顶。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,因此push()
总是将新元素添加到栈的最顶端。
需要注意的是,std::queue
容器在C++标准库中并没有提供 push()
方法作为向队列末尾添加元素的唯一方式(尽管在某些非标准或特定实现的队列类中可能会看到 push()
方法,但这并不是C++标准库的一部分)。相反,std::queue
提供了 enqueue()
方法来向队列末尾添加元素。然而,为了与栈的 push()
方法进行区分,并强调队列的先进先出(FIFO)特性,enqueue()
被用作向队列添加元素的标准方法。
综上所述,在C++标准库中,push_back()
主要用于 std::vector
、std::deque
以及链表(尽管链表通常使用 insert()
或 emplace()
在末尾添加元素),而 push()
则专用于 std::stack
。
java中的add()和push()
在Java中,容器的选择决定了使用哪种方法来添加元素。以下是常见容器及其对应添加元素的方法:
使用 add()
的容器
ArrayList
:ArrayList
是一个动态数组,支持在末尾高效地添加元素。add()
方法被用于将新元素添加到数组的末尾,或者在指定位置插入元素(通过提供索引参数)。LinkedList
:LinkedList
是一个双向链表,支持在任意位置高效地插入和删除元素。尽管LinkedList
提供了addFirst()
和addLast()
方法来在链表的开头和末尾添加元素,但它也支持无参数的add()
方法,该方法将元素添加到链表的末尾(如果链表为空,则作为第一个元素)。此外,LinkedList
还支持在指定位置插入元素的add(int index, E element)
方法。HashSet
、TreeSet
和其他实现了Set
接口的容器:这些容器不允许重复元素,并且没有特定的顺序(对于HashSet
)或按照自然顺序(对于TreeSet
)进行存储。它们使用add()
方法来添加元素,如果元素已经存在(对于HashSet
,基于hashCode
和equals
方法;对于TreeSet
,则基于元素的自然顺序或提供的比较器),则添加操作会失败。HashMap
、TreeMap
和其他实现了Map
接口的容器:虽然这些容器不是严格意义上的“容器”类(它们存储的是键值对),但它们也提供了put()
方法来添加或更新键值对。不过,在这个上下文中,我们更关注像ArrayList
、LinkedList
和Set
这样的容器,它们直接存储元素。但是,为了完整性,这里提到了Map
容器,因为它们在Java集合框架中也是非常重要的组成部分。
使用 push()
的容器
Stack
:Stack
是一个继承自Vector
的类,它提供了栈的行为。push()
方法用于将元素压入栈顶。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,因此push()
总是将新元素添加到栈的最顶端。需要注意的是,Stack
类在Java 1.0中引入,并且由于Vector
的线程安全特性可能导致性能开销,因此在现代开发中,更推荐使用Deque
接口及其实现类(如ArrayDeque
)来替代Stack
。
综上所述,在Java中,add()
方法被广泛应用于各种集合类(如 ArrayList
、LinkedList
和 Set
)来添加元素,而 push()
方法则专用于 Stack
类来模拟栈的行为。然而,由于 Stack
类是基于 Vector
的,并且存在性能开销问题,因此在现代Java开发中,更推荐使用 Deque
接口及其实现类来创建栈。