C++ STL vector使用方法

在 C++ 中，vector 是一个十分有用的容器。它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。

vector 是同一种类型的对象的集合，每个对象都有一个对应的整数索引值。和 string 对象一样，标准库将负责管理与存储元素相关的内存。我们把 vector 称为容器，是因为它可以包含其他对象。一个容器中的所有对象都必须是同一种类型的。

目录

• 一、什么是vector？
• 二、容器特性
  • 1.顺序序列
  • 2.动态数组
  • 3.能够感知内存分配器的（Allocator-aware）
• 三、基本函数实现
  • 1.构造函数
  • 2.增加函数
  • 3.删除函数
  • 4.遍历函数
  • 5.判断函数
  • 6.大小函数
  • 7.其他函数
  • 8.总结
• 四、基本用法
• 五、vecotr使用注意事项
  • 1.vector对象的定义和初始化
  • 2.二维数组的使用
  • 3.resize函数
  • 4.迭代器失效
  • 5.算法

一、什么是vector？

向量（vector）是一个封装了动态大小数组的顺序容器（Sequence Container）。跟任意其它类型容器一样，它能够存放各种类型的对象。可以简单的认为，向量是一个能够存放任意类型的动态数组。

二、容器特性

1.顺序序列

顺序容器中的元素按照严格的线性顺序排序。可以通过元素在序列中的位置访问对应的元素。

2.动态数组

支持对序列中的任意元素进行快速直接访问(可以使用下标法[ ]访问任意元素)，甚至可以通过指针进行该操作。提供了在序列末尾相对快速地添加元素push_back删除元素pop_back的操作。

3.能够感知内存分配器的（Allocator-aware）

容器使用一个内存分配器对象来动态地处理它的存储需求。

三、基本函数实现

1.构造函数

• ​vector<T> vec​;创建一个空vector对象vec。
• ​vector(int nSize)​;创建一个vector，元素个数为nSize。
• ​vector(int nSize, const T& t);创建一个vector，元素个数为nSize,且值均为T类型元素t。
• ​vector(const vector&vec)​;拷贝构造函数。
• ​vector(v.begin(), v.end());将v[begin(), end()]区间中的元素拷贝给本身。

2.增加函数

• void push_back(const T &x); 向vector尾部增加一个元素x。
• iterator insert(iterator it, const T &x); 向vector迭代器指向元素前增加一个元素x。
• iterator insert(iterator it, int n, const T &t);向vector迭代器指向元素前增加n个相同的元素x。
• iterator insert(iterator it, const_iterator first, const_iterator last); 向vector迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据。

3.删除函数

• iterator erase(iterator it); 删除vector迭代器指向元素。
• iterator erase(iterator first, iterator last); 删除vector中[first, last]中元素。
• void pop_back(); 删除vector最后一个元素。
• void clear(); 清空vector中所有元素。

4.遍历函数

• reference at(int pos); 返回pos位置元素的引用。
• reference front(); 返回首元素的引用。
• reference back(); 返回尾元素的引用。
• iterator begin(); 返回向量头指针，指向第一个元素。
• iterator end(); 返回向量尾指针，指向向量最后一个元素的下一个位置。
• reverse_iterator rbegin(); 反向迭代器，指向最后一个元素。
• reverse_iterator rend(); 反向迭代器，指向第一个元素之前的位置。

5.判断函数

• bool empty() const; 判断向量是否为空，若为空，则向量中无元素

6.大小函数

• int size() const; 返回向量中元素的个数
• int capacity() const; 返回当前向量所能容纳的最大元素值
• int max_size() const; 返回最大可允许的 vector 元素数量值
• void resize(const size_type newsize); 重新分配大小，改变容器大小

7.其他函数

• void swap(vector&); 交换两个同类型向量的数据
• void assign(int n,const T& x); 设置向量中前n个元素的值为x
• void assign(const_iterator first,const_iterator last); 向量中[first,last]中元素设置成当前向量元素

8.总结

1. push_back 在数组的最后添加一个数据
2. pop_back 去掉数组的最后一个数据
3. .at(i) 得到编号i位置的数据
4. begin 得到数组头的指针
5. end 得到数组的最后一个单元+1的指针
6. front 得到数组头的引用
7. back 得到数组的最后一个单元的引用
8. max_size 得到vector最大可以是多大
9. capacity 当前vector分配的大小
10. size 当前使用数据的大小
11. resize 改变当前使用数据的大小，如果它比当前使用的大，者填充默认值
12. reserve 改变当前vecotr所分配空间的大小
13. erase 删除指针指向的数据项
14. clear 清空当前的vector
15. rbegin 将vector反转后的开始指针返回(其实就是原来的end-1)
16. rend 将vector反转构的结束指针返回(其实就是原来的begin-1)
17. empty 判断vector是否为空
18. swap 与另一个vector交换数据

四、基本用法

头文件包含：#include <vector>
命 名 空 间：using std::vector;

五、vecotr使用注意事项

1.vector对象的定义和初始化

可以像初始化数组的方式初始化vector。

    vector< int > v1 = { 1, 2, 8, 9 };
    vector< int > v2 = { 2, 4, 9, 12 };
    vector< int > v3 = { 4, 7, 10, 13 };

2.二维数组的使用

1. 嵌套容器

    vector< vector< int > > array;
    vector< int > v1 = { 1, 2, 8, 9 };
    vector< int > v2 = { 2, 4, 9, 12 };
    vector< int > v3 = { 4, 7, 10, 13 };

    array.push_back(v1);
    array.push_back(v2);
    array.push_back(v3);

    cout << array.size() << array[0].size() << endl;    // 二维数组行数，第一行列数

2. int* 容器

    int out[3][2] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    vector< int* > v1;
    v1.push_back(out[0]);
    v1.push_back(out[1]);
    v1.push_back(out[2]);

3.resize函数

    void resize(const size_type Newsize);
    void resize(const size_type Newsize, const T& x);

1. 对当前size大于重新指定的n时,vector会首先减少size()值，保存前n个元素，将超出的n个元素删除。
   eg:vec.resize(5, 100);,则不会把100插入，并且会删除至5个元素。
2. 当n大于当前size()值时候，vector会插入相应数量的元素使得size()值达到n，并对这些元素进行初始化，如果调用上面的第二个resize函数，指定val，vector会用val来初始化这些新插入的元素。
   eg:vec.resize(15,100);
3. 当n大于capacity()值的时候，会自动分配重新分配内存存储空间。

4.迭代器失效

详情见 C++ vector 迭代器失效问题

只要插入或删除数据，都会使前期的迭代器失效 ，必须对迭代器再次初始化或者赋值。

    vector< int > vec = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    vector< int >::iterator it = vec.begin();
    vec.push_back(10);    //前期的迭代器已失效
    cout << *it << endl;
    vec.pop_back();      //也会导致失效  
    cout << *it << endl;

5.算法

1. 使用reverse将元素反转，需要使用头文件#include <algorithm>。
   reverse(vec.begin(),vec.end());将元素翻转，即逆序排列！
2. 使用 sort 排序：需要头文件 #include<algorithm>，
   sort(vec.begin(),vec.end());(默认是按升序排列,即从小到大).
   可以通过重写排序比较函数按照降序比较，如下：

  bool Comp(const int &a,const int &b) {
      return a > b;
  }

调用时: sort(vec.begin(),vec.end(),Comp); 这样就降序排序。