6 STL-vector
重新系统学习c++语言，并将学习过程中的知识在这里抄录、总结、沉淀。同时希望对刷到的朋友有所帮助，一起加油哦！
生命就像一朵花，要拼尽全力绽放！死磕自个儿，身心愉悦！
写在前面，本篇章主要介绍STL中常用容器vector。
1.1 vector的基本概念
vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组。
vector与普通数组的区别：
数组是静态空间，而vector可以自动动态扩展空间。
什么叫动态扩展？
- 并不是在原空间后继续增大新空间
- 而是找大更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，并释放原空间。
vector特点：
- 前端封闭，不能进行插入和删除，通常在尾部进行插入和删除。push_back()插入，pop_back()删除。
- v.begin()指向第一个元素位置，v.end()指向最后一个元素的下一个位置。
- v.rbegin()指向倒数第一个元素位置，v.rend()指向一个元素的前一个位置。
- 还提供很多其他接口，例如插入insert()、erase()删除等。
- 迭代器支持随机访问。可跳跃式访问，例如 it 指向迭代器，可以加n。
1.2 vector构造函数
函数原型：
- vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
- vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
- 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。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
//vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
//vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
//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。
void printVector(vector<int>& v) {
for (int item : v) {
cout << item << " ";
}
cout << endl;
}
void test() {
vector<int> v1;
for (int i = 1; i < 6; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
// 用区间的方式来构造vector，只要传入的是一个区间就可以拷贝区间内的数据到新的vector
//vector<int> v2(v1.begin(), v1.begin() + 3);
printVector(v2);
vector<int> v3(10,5);
printVector(v3);
vector<int> v4(v3);
printVector(v4);
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
1.3 vector赋值操作
函数原型：
- vector& operator=(const vector& vec); //重载等号操作符
- assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
- assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
//vector& operator=(const vector& vec); //重载等号操作符
//assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
//assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。
void printVector(vector<int>& v) {
for (int item : v) {
cout << item << " ";
}
cout << endl;
}
void test() {
vector<int> v1;
for (int i = 1; i < 6; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
//vector& operator=(const vector& vec); //重载等号操作符
vector<int> v2;
v2 = v1;
printVector(v2);
//assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
vector<int> v3;
v3.assign(v1.begin(), v1.end());
printVector(v3);
//assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身。
v3.assign(10, 3);
printVector(v3);
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}1.4 vector容量大小
函数原型：
- empty(); //判断容器是否为空
- capacity(); //容器的容量
- size(); //返回容器中元素的个数
- resize(int num); //重新指定容器长度为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。
- resize(int num, elem); //重新指定容器长度为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
注意：
- 若重新指定容器长度，若容器变长，则capacity()容器的容量和size()都会变长。
- 若后续又指定容器变短，则capacity()容器的容量不变，只有size()会变小。
- 只有size()可变大变小，capacity()容器的容量只会变大。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
//empty(); //判断容器是否为空
//capacity(); //容器的容量
//size(); //返回容器中元素的个数
//resize(int 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。
//resize(int 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
void printVector(vector<int> v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test() {
vector<int> v1;
for (int i = 1; i < 6; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
if (v1.empty()) {
cout << "v1 为空" << endl;
}
else {
cout << "v1 不为空" << endl;
cout <<"capacity:"<< v1.capacity() << endl;
cout << "size:" << v1.size() << endl;
}
// 手动重新指定容器长度变大为10
v1.resize(10);
cout << "v1 手动重新指定容器长度变大" << endl;
cout << "capacity:" << v1.capacity() << endl; // 容量会扩展成10
cout << "size:" << v1.size() << endl; // 元素个数会变为10
printVector(v1); // 以默认值0填充
// 手动重新指定容器长度变小为3
v1.resize(3);
cout << "v1 手动重新指定容器长度变小" << endl;
cout << "capacity:" << v1.capacity() << endl; // ***容量不变 10
cout << "size:" << v1.size() << endl; // 元素个数会变少 3
printVector(v1); // 如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
// resize(int num, elem);利用重载版本，指定默认值填充方式，
v1.resize(5,10);
cout << "v1 指定默认值填充方式" << endl;
cout << "capacity:" << v1.capacity() << endl; // ***容量不变 10
cout << "size:" << v1.size() << endl; // 元素个数等于指定个数5
printVector(v1); //如果重新指定的比原来的长，用默认值填充10
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
1.5 vector插入和删除
函数原型：
- push_back(ele); //尾部插入元素ele
- pop_back(); //删除最后一个元素
- insert(const_iterator pos, ele); //在迭代器指向位置pos插入元素ele
- insert(const_iterator pos, int count, ele); //在迭代器指向位置pos插入count个元素ele
- erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向pos位置的元素
- erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器[start,end)之间的元素,左闭右开
- clear(); //删除容器中所有元素
erase(v.begin(), v.end()); 与clear()效果一样，都是清空数据。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
//push_back(ele); //尾部插入元素ele
//pop_back(); //删除最后一个元素
//insert(const_iterator pos, ele); //在迭代器指向位置pos插入元素ele
//insert(const_iterator pos, int count, ele); //在迭代器指向位置pos插入count个元素ele
//erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向pos位置的元素
//erase(const_iterator start, const_iterator end); //删除迭代器从start到end之间的元素
//clear(); //删除容器中所有元素
void printVector(vector<int> v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test() {
vector<int> v1;
for (int i = 1; i < 6; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
// 尾删
v1.pop_back();
printVector(v1);
//在迭代器指向位置pos插入元素ele
v1.insert(v1.begin() + 1, 10);
printVector(v1);
//insert(const_iterator pos, int count, ele);
//在迭代器指向位置pos插入count个元素ele
v1.insert(v1.begin() + 1,3,10);
printVector(v1);
//erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向pos位置的元素
v1.erase(v1.begin() + 1);
printVector(v1);
//erase(const_iterator start, const_iterator end);
//删除迭代器从[start,end)之间的元素,左闭右开
v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+1);
printVector(v1);
//clear();//删除容器中所有元素
//v1.erase(v1.begin(), v1.end()); 也是清空数据
v1.clear();
printVector(v1);
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
1.6 vector数据存取
函数原型：
- at(int idx); //返回索引idx所指的数据
- operator[]; //返回索引idx所指的数据
- front(); //返回容器中第一个数据元素
- back(); //返回容器中最后一个数据元素
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
//at(int idx); //返回索引idx所指的数据
//operator[]; //返回索引idx所指的数据
//front(); //返回容器中第一个数据元素
//back(); //返回容器中最后一个数据元素
void test() {
vector<int> v1;
for (int i = 1; i < 6; i++) {
v1.push_back(i);
}
cout << v1.at(3) << endl; // 第三个
cout << v1[3]<< endl; // 第三个
cout << v1.front() << endl; // 第一个
cout << v1.back() << endl; // 最后一个
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
1.7 vector互换容器
函数原型：
swap(v); 将两个vector容器互换
实际用途：
巧用swap可以收缩内存空间。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
void printVector(vector<int> v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test() {
cout << "交换前：" << endl;
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vector<int> v2;
for (int i = 9; i >=0; i--) {
v2.push_back(i);
}
printVector(v2);
cout << "交换后：" << endl;
v1.swap(v2);
printVector(v1);
printVector(v2);
}
// 实际用途
// 巧用swap可以收缩内存空间
void test2() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
}
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl; // 138255
cout << "v的长度为：" << v.size() << endl; // 100000
v.resize(3); // 重新指定大小。当大小变的很小时，capacity还是占用空间很大，不会缩小
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl; // 138255
cout << "v的长度为：" << v.size() << endl; // 3
// 巧用swap收缩内存
// vector<int>(v) 利用v示例化一个匿名对象容器。这个容器容量和长度只有3
// swap(v) 交换匿名对象容器和v
vector<int>(v).swap(v);
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl; // 3
cout << "v的长度为：" << v.size() << endl; // 3
}
int main() {
test2();
system("pause");
return 0;
}
1.8 vector预留空间
作用：
减少vector动态扩展容量的次数，提升性能。
函数原型：
reserve(int len); // 容器预留len个元素长的容量，预留位置的元素不会被初始化，元素不可访问。
使用时机：
如果知道数据量很大，就可以先使用reserve来预留空间。
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include<vector>
using namespace std;
void test() {
vector<int> v;
// 利用预留空间
v.reserve(100000);
// cout << v[0] << endl; // 会报错，0位置元素不可访问，未初始化。
int num = 0;
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
if (p != &v[0]) { // 如果v做了动态内存扩展p就不会指向&v[0]
p = &v[0]; // 让指针p指向v的首地址
num++; // 如果v做了动态内存扩展,num就增加一次
}
}
cout << num << endl;
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
