[C++STL教程]1.vector容器是什么?实用教程来啦!超简单易懂,拿来就用
C++与传统的C语言有一个很大的区别,就是新增了标准模板库 STL(Standard Template Library),它是 C++ 标准库的一部分,不需要单独安装,只需要 #include 对应的头文件即可。
本文将介绍STL中最基础的一个容器:vector
注意:本文仅从入门和实用角度介绍vector的用法。如有不严谨的地方欢迎指正!
引入头文件
在使用vector之前需要用#include <vector>
来引入头文件。
如果你是竞赛选手,也可以用万能头#include <bits/stdc++.h>
其中包含了<vector>
。
vector简介
vector可以理解为动态数组,它的大小会随着元素的增加而自动增大。下标从0
开始,大小为n
的vector的可用范围是[0, n - 1]
。
vector中不仅可以存放int, char
等基础数据类型,还可以存放结构体、类
等等。
但是一个vector中只能存放一种类型。
初始化
现在我们可以动手来生成一个vector试试:
vector<int> v(3, 5);//生成一个vector,其中有3个值为5的元素
二维数组后面会讲到。
遍历数组
既然是数组肯定少不了遍历嘛对吧~
思路是,先用v.size()
获取vector的大小,然后用for循环遍历。
//v.size()返回值为unsigned int
for(int i = 0;i < v.size(); ++ i)
{
printf("%d", v[i]);
}
//结果为: 5 5 5
在C++11之后,可以使用auto
关键字进行遍历,这个在后面会讲到。
插入元素
void push_back(const T& x)
vector有一个叫push_back()
的方法,可以在数组尾部插入一个元素且令数组大小+1。
举个例子:
printf("%d\n", (int)v.size());//v.size() = 3
for(int i = 1;i <= 3; ++ i)v.push_back(i);
//现在 v 是: 5 5 5 1 2 3
//v.size() = 6
一般只向尾部插入元素,因为向其他位置插入元素的复杂度较高。
删除元素
void pop_back()
删除最后一个元素。
void clear()
清空vector,大小变为0
void erase(iter l, iter r)
清空迭代器指向的区间\([l, r)\)的元素。
v.pop_back();
//5 5 5 1 2
v.clear();
//null
其他的一般也用不着。
判断是否为空
bool empty()
判断vector是否为空
vector<int> a(3);
//v.empty() == false
a.clear();
//v.empty() == true
一些常用函数(以下 v 指实例对象)
v.resize(n)
将vector大小修改为n
v.begin()
获取vector第一个元素的迭代器(指针)
v.end()
获取vector最后一个元素的后一个位置的迭代器
v.rbegin()
获取vector倒数第一个元素的迭代器(指针)
v.rend()
获取vector倒数最后一个元素的后一个位置的迭代器
vector<int> v = {1, 2, 3}
cout << *v.begin() << '\n';//1
cout << *v.rbegin() << '\n';//3
cout << *(++ v.begin()) << '\n';//2
注意迭代器只能++
或者--
,不可以做 += n
这种操作!
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一些实例用法
下面介绍一些vector的实例化用法。
auto关键字遍历vector
有时候用auto
关键字是一件很美的事儿,比如在写dfs的时候,不用管子节点的顺序,直接往下递归即可,用auto
比用下标来写循环更安全。
需要注意一点,auto
默认为浅拷贝,也就是复制出的一个副本来进行遍历,如果想要遍历vector本身,需要加个&
,看以下的例子就明白了。
vector<int> v = {1, 5, 2, 4, 3};
for(auto i : v)i = 1;
//v = {1, 5, 2, 4, 3}
for(auto &i : v)i = 1;
//v = {1, 1, 1, 1, 1}
当然你也自己尝试,把地址打出来看看。
而且,用&
会比直接浅拷贝更快。
vector排序
给vector排序,需要先引入<algorithm>
头文件:
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v = {5, 1, 3, 2, 4};
sort(v.begin(), v.end());//传入vector的首尾迭代器
//v = {1 2 3 4 5}
}
这样排序默认是升序的,可以利用reverse(iterator first, iterator last)
进行翻转,写法和sort类似:
reverse(v.begin(), v.end());
//v = {5, 4, 3, 2, 1}
如果想在排序的时候一步到位排成降序,可以自定义比较函数,这里不再赘述。
排序并去重
在做离散化时经常用到vector,因为它可以方便的进行排序去重。
unique(iterator first, iterator last)
可以将重复的元素移动到末尾的位置,前提是vector升序。
对于vectorv = {1, 1, 2, 5}
,unique(v.begin(), v,end())
的结果为:v = {1, 2, 5, 1}
并返回v.begin() + 3
表示去重后的终点位置(即有效数组的最后一个元素的下一个位置)。
vector<int> v = {1, 5, 2, 2, 1, 7, 7};
sort(v.begin(), v.end());
v.erase(unique(v.begin(), v.end()), v.end());
//v = {1, 2, 5, 7}
二维数组
起始就是把vector里面存的元素改为vector,就是套娃。
vector<vector<int> > v2;
这样会产生一个大小为0
的二维数组。
你可以通过resize()
为每一个行设置一个大小,从而产生每一行都大小不同的二维数组:
vector<vector<int> > v2;
v2.resize(3);
for(int i = 0;i < 3; ++ i)v2[i].resize(i + 1);
/*
v = {
{0}
{0, 0}
{0, 0, 0}
};
有点神奇
*/
在做邻接表的时候经常使用vector,但是我习惯于开vector数组,即下面这种写法:
vector<int> g[maxn];
值得注意的一点(性能)
vector虽然可以动态开辟空间,但是这也是有代价的。
vector的空间不是一个一个开的,而是每当元素个数超出了当前的空间,就会开辟一个大小为原先两倍(也有说法是1.5倍)的空间,然后再将原本的数据拷贝过去,这就会增大vector的常数了。
所以如果你的vector大小或者范围已知,所以建议在初始化的时候就规定好大小。比如初始化的时候用vector<int> v(n)
,但是注意此时size()
已经是n
了。