STL的vector容器

2021-06-29 cpp 0 评论字数统计: 2.5k(字) 阅读时长: 10(分)

STL的vector容器

1Vector容器简介

vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器。

vector可以随机存取元素（支持索引值直接存取，用[]操作符或at()方法，这个等下会详讲）。

vector尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部插入元素或移除元素比较费时

2vector对象的默认构造

vector采用模板类实现，vector对象的默认构造形式

vector<T> vecT; 
vector<int> vecInt;        	//一个存放int的vector容器。
vector<float> vecFloat;     	//一个存放float的vector容器。
vector<string> vecString;   	//一个存放string的vector容器。
...				    //尖括号内还可以设置指针类型或自定义类型。
Class CA{};
vector<CA*> vecpCA;	  	//用于存放CA对象的指针的vector容器。
vector<CA> vecCA;     	//用于存放CA对象的vector容器。由于容器元素的存放是按值复制的方式进行的，所以此时CA必须提供CA的拷贝构造函数，以保证CA对象间拷贝正常。

3vector对象的带参数构造

vector(beg,end);    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
vector(n,elem);   //构造函数将n个elem拷贝给本身。
vector(const vector &vec);  //拷贝构造函数

int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vector<int>  vecIntA( iArray,  iArray+5 );

vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.end()  );   //用构造函数初始化容器vecIntB 

vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.begin()+3  );  

vector<int> vecIntC(3,9); //此代码运行后，容器vecIntB就存放3个元素，每个元素的值是9。

vector<int> vecIntD(vecIntA);

4vector的赋值

理论知识
vector.assign(beg,end);    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
vector.assign(n,elem);  //将n个elem拷贝赋值给本身。
vector& operator=(const vector  &vec);	//重载等号操作符
vector.swap(vec);  // 将vec与本身的元素互换。


vector<int> vecIntA, vecIntB, vecIntC, vecIntD;
int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vecIntA.assign(iArray,iArray+5);

vecIntB.assign( vecIntA.begin(),  vecIntA.end() );    //用其它容器的迭代器作参数。

vecIntC.assign(3,9);

vector<int> vecIntD;
vecIntD = vecIntA;

vecIntA.swap(vecIntD);

5vector的大小

理论知识
vector.size();	   //返回容器中元素的个数

vector.empty();	   //判断容器是否为空

vector.resize(num);   //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

vector.resize(num, elem);  //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

vi.reserve(num);	//设置容量

例如   vecInt是vector<int>  声明的容器，现已包含1,2,3元素。
int iSize = vecInt.size();		//iSize == 3;
bool bEmpty = vecInt.empty();	// bEmpty == false;
执行vecInt.resize(5);  //此时里面包含1,2,3,0,0元素。
再执行vecInt.resize(8,3);  //此时里面包含1,2,3,0,0,3,3,3元素。
再执行vecInt.resize(2);  //此时里面包含1,2元素。

6vector末尾的添加移除操作

vector<int> vecInt;
vecInt.push_back(1);  //在容器尾部加入一个元素
vecInt.push_back(3);  
vecInt.push_back(5);  
vecInt.push_back(7); 
vecInt.push_back(9); 
vecInt.pop_back();    //移除容器中最后一个元素
vecInt.pop_back();
//{5 ,7 ,9}

7vector的数据存取

理论知识
vec.at(idx);  	//返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range异常。
vec[idx];  	//返回索引idx所指的数据，越界时，运行直接报错

vector<int> vecInt;    //假设包含1 ,3 ,5 ,7 ,9
vecInt.at(2) == vecInt[2]	;		//5
vecInt.at(2) = 8;  或  vecInt[2] = 8;
vecInt 就包含 1, 3, 8, 7, 9值

int iF = vector.front();	//iF==1
int iB = vector.back();	//iB==9
vector.front() = 11;	//vecInt包含{11,3,8,7,9}
vector.back() = 19;	//vecInt包含{11,3,8,7,19}

8迭代器基本原理

迭代器是一个“可遍历STL容器内全部或部分元素”的对象。

迭代器指出容器中的一个特定位置。

迭代器就如同一个指针。

迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且可以定义了容器中对象的范围。

这里大概介绍一下迭代器的类别。
输入迭代器：也有叫法称之为“只读迭代器”，它从容器中读取元素，只能一次读入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输入迭代器不能两遍遍历一个序列。

输出迭代器：也有叫法称之为“只写迭代器”，它往容器中写入元素，只能一次写入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输出迭代器不能两遍遍历一个序列。

正向迭代器：组合输入迭代器和输出迭代器的功能，还可以多次解析一个迭代器指定的位置，可以对一个值进行多次读/写。

双向迭代器：组合正向迭代器的功能，还可以通过–操作符向后移动位置。
随机访问迭代器：组合双向迭代器的功能，还可以向前向后跳过任意个位置，可以直接访问容器中任何位置的元素。

目前本系列教程所用到的容器，都支持双向迭代器或随机访问迭代器，下面将会详细介绍这两个类别的迭代器。

9双向迭代器与随机访问迭代器

双向迭代器支持的操作：

it++, ++it, it–, --it，*it， itA = itB，

itA == itB，itA != itB

其中list,set,multiset,map,multimap支持双向迭代器。

随机访问迭代器支持的操作：

在双向迭代器的操作基础上添加

it+=i， it-=i， it+i(或it=it+i)，it[i],

itA<itB, itA<=itB, itA>itB, itA>=itB 的功能。

其中vector，deque支持随机访问迭代器。

10vector与迭代器的配合使用

1624945151928

vector<int>  vecInt; //假设包含1,3,5,7,9元素

vector<int>::iterator it;		//声明容器vector<int>的迭代器。

it = vecInt.begin();    // *it == 1

++it;				//或者it++;  *it == 3  ，前++的效率比后++的效率高，前++返回引用，后++返回值。

it += 2;		//*it == 7

it = it+1;		//*it == 9

++it;				// it == vecInt.end();  此时不能再执行*it,会出错!

正向遍历：

for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it)
{
      int iItem = *it; 
      cout << iItem;    //或直接使用  cout << *it;
}

逆向遍历：

for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit)    //注意，小括号内仍是++rit
{
		int iItem  = *rit;
      cout << iItem;	//或直接使用cout << *rit;
}
此时将打印出9,7,5,3,1
注意，这里迭代器的声明采用vector<int>::reverse_iterator，而非vector<int>::iterator。

迭代器还有其它两种声明方法：

1	vector<int>::const_iterator 与 vector<int>::const_reverse_iterator

以上两种分别是vector<int>::iterator 与vector<int>::reverse_iterator 的只读形式，使用这两种迭代器时，不会修改到容器中的值。

备注：不过容器中的insert和erase方法仅接受这四种类型中的iterator，其它三种不支持。《Effective STL》建议我们尽量使用iterator取代const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator。

11vector的插入

1
2
3

vector.insert(pos,elem);   //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
vector.insert(pos,n,elem);   //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
vector.insert(pos,beg,end);   //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值


简单案例
vector<int> vecA;
	vector<int> vecB;

	vecA.push_back(1);
	vecA.push_back(3);
	vecA.push_back(5);
	vecA.push_back(7);
	vecA.push_back(9);

	vecB.push_back(2);
	vecB.push_back(4);
	vecB.push_back(6);
	vecB.push_back(8);
	
	vecA.insert(vecA.begin(), 11);		//{11, 1, 3, 5, 7, 9}
	vecA.insert(vecA.begin()+1,2,33);		//{11,33,33,1,3,5,7,9}
	vecA.insert(vecA.begin() , vecB.begin() , vecB.end() );	//{2,4,6,8,11,33,33,1,3,5,7,9}

12vector的删除

理论知识
vector.clear();	//移除容器的所有数据
vec.erase(beg,end);  //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
vec.erase(pos);    //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。

简单案例:
删除区间内的元素
vecInt是用vector<int>声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9元素。
vector<int>::iterator itBegin=vecInt.begin()+1;
vector<int>::iterator itEnd=vecInt.begin()+2;
vecInt.erase(itBegin,itEnd);
//此时容器vecInt包含按顺序的1,6,9三个元素。

假设 vecInt 包含1,3,2,3,3,3,4,3,5,3，删除容器中等于3的元素
for(vector<int>::iterator it=vecInt.being(); it!=vecInt.end(); )    //小括号里不需写  ++it
{
   if(*it == 3)
   {
        it  =  vecInt.erase(it);       //以迭代器为参数，删除元素3，并把数据删除后的下一个元素位置返回给迭代器。
         //此时，不执行  ++it；  
   }
   else
   {
       ++it;
   }
}

//删除vecInt的所有元素
vecInt.clear();			//容器为空

巧用swap收缩vector空间容量

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

void test01() {
	vector<int> vi;

	vi.resize(100,1);
	vi.reserve(1000);

	cout << "size: " << vi.size() << endl;
	cout << "cap: " << vi.capacity() << endl;

	cout << "=================================" << endl;
	vector<int>(vi).swap(vi); //先创建一个匿名对象,用vi的元素个数初始化,然后交换vi的ptr指针

	cout << "size: " << vi.size() << endl;
	cout << "cap: " << vi.capacity() << endl;
}

int main(char *argv[], int argc)
{
	test01();

	return 0;
}

reserve预留空间提高程序效率

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;



void test02() {
	
	vector<int> vi;
	int * pAddress = NULL;
	int num = 0;
	vi.reserve(100000);		//如果提前知道了数据的个数,可以提前设置好容量的大小,避免频繁改动内存
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		vi.push_back(i);
		if (pAddress != &vi[0]) {
			pAddress = &vi[0];
			num++;
		}
	}

	cout.setf(ios::left);
	
	cout <<"vi的内存变动了" << num << "次" << endl;



}
int main(char *argv[], int argc)
{
	test02();

	return 0;
}

本文链接： https://xiaowuyoucy.github.io/2021/06/29/cpp0079-STL的vector容器/

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