容器 (數據類型)

在計算機科學中，容器是指一種類、數據結構、或者抽象數據類型，其實例為其他類的對象。換言之，它們以一種遵循特定訪問規則的方法來存儲對象。容器的大小取決於其包含的對象（或元素）的數目。潛在的不同容器類型的實現可能在空間和時間複雜度上有所差別，這使得在給定應用場景中選擇合適的某種實現具有靈活性。

概覽

容器可以三種方式看待：

• 訪問：即訪問容器中對象的方式。
  • 在數組中，訪問憑藉數組索引完成。
  • 在棧中，訪問遵循先入後出（或後入先出）的順序。
  • 在隊列中，訪問遵循先入先出（或後入後出）的順序。
  • 並非所有設計中，這些不同的數據結構都是嚴格意義上的容器。特別地，按ISO C++的定義，C++標準庫中的容器是符合容器要求（container requirement）的類型；C++標準庫中作為數組的std::array的特化是這樣的容器，但作為棧std::stack和作為隊列的std::queue並不是容器，而是基於其它容器的容器適配器（container adaptor）。後者和容器有很多實際差異，例如自身不提供迭代器。
• 存儲：即存儲容器中對象的方式。
• 遍歷：即遍歷容器中對象的方式。

典型的容器實現如下的方法：

• 創建一個新的空容器（即構造函數）。
• 向容器中插入對象。
• 從容器中刪除對象。
• 刪除容器中的所有對象（即清空）。
• 訪問容器中的對象。
• 獲取容器中對象的數目（即尺寸）。

並非所有設計遵循以上要求，例如C++標準庫的std::array不提供清空，而std::forward_list不提供對象計數。

容器有時結合迭代器實現。

分類

按存儲類型

• 基於值的容器：存儲對象的副本。
• 基於引用 （英語：reference）的容器：存儲指針或對象的引用。

單值或關聯容器

• 單值容器：每個對象在容器中被獨立存儲，並且其被直接或憑藉迭代器訪問。
• 關聯容器：關聯數組、映射或者字典是由鍵值對組成的容器，因此每一個鍵在給定容器中最多出現一次。如果一個值（對象）被存儲在給定容器中，那麼鍵可以用於尋找它。

圖形容器

部件工具箱使用特殊控件（也稱作容器）去將其他控件分組（窗口、面板等）。除它們的圖形特性之外，它們有和容器類一致的表現：它們存有它們子控件的列表，並且允許對子控件進行增加、刪除或獲取等操作。

不同實現

• .NET: System.Collections (MSDN)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• ActionScript3: AS3Commons Collections Framework
• C++: C++標準庫 (SC++L) or the obsolete 標準模板庫 (STL)
  • 容器在標準模板庫中被分為關聯容器和標準的序列容器。除了這兩種類型之外，也存在容器適配器。由容器實現的數據結構包含數組、列表、映射、隊列、集合、堆棧、表、樹以及向量。
• Java: Java集合框架(JCF)
• Objective-C: Foundation Kit的部分。
• PL/SQL: 集合
• Python: 內置容器 list、dict、tuple和set，可使用collections（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）模塊進一步拓展。
• Scala: 在scala.collection.mutable and scala.collection.immutable包中的可變及不可變容器。

參見

• 數據結構列表
• 標準模板庫#容器
• 集合
• 堆棧
• Java ConcurrentMap

外部連結

• Container Data Structure Declaration and Initialization（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Container data structures（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Python SortedContainers module（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） A fast implementation of sorted list, sorted dict, and sorted set data types in Python.