STL vector向量容器类型
一、概述
写在前面,更多详细的STL容器请看 https://www.cnblogs.com/fusiwei/p/11823234.html
C++内置的数组支持容器的机制,但是它不支持容器抽象的语义(类模板,可以填充任意数据类型)。要解决此问题我们自己实现这样的类。在标准C++中,用容器向量(vector)实现。
容器向量也是一个类模板。vector之所以被认为是一个容器,是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象,但一个容器中的对象必须是同一种类型。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。
1.vector是表示可变大小数组的序列容器。就像数组一样,vector也采用的连续存储空间来存储元素,因此可以采用下标对vector的元素进行访问,和数组一样高效。
2.本质讲,vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候,这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是,分配一个新的数组,然后将全部元素移到这个数组。时间开销大!,因为每当一个新的元素加入到容器的时候,vector并不会每次都重新分配大小。
3.vector分配空间策略:vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长,因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何,重新分配都应该是对数增长的间隔大小,以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
4.与其它动态序列容器相比(deques,lists and forward_lists),vector在访问元素的时候更加高效,在末尾添加和删除元素相对高效。 对于不在未尾的删除和插入操作,效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。
5.数组跟vector的区别在于:数组是静态分配空间,一旦分配了空间的大小,就不可以再改变了,例如,int a[6];而vector是动态分配内存,随着元素的不断插入,会不断扩充自身的容量,vector容器的容量增长是按照容器现在容量的一倍进行增长。
6.vector是一个类模板,不是一种数据类型。可用来定义任意多种数据类型。vector类型的每一种都指定了其保存元素的类型。因此vector <int >等都是数据类型。
使用vector 必须包含相关的头文件:#include <vector>
使用vector有两种不同的形式,即所谓的数组习惯和 STL习惯。
一、数组习惯用法
1. 定义一个已知长度的 vector :
vector<int> ivec( 10 ); //类似数组定义int iarr[ 10 ];
可以通过ivec[索引号] 来访问元素
if ( ivec.empty() )判断是否是空,
ivec.size()判断向量中元素个数。
2. vector的元素被初始化为与其类型相关的缺省值:算术和指针类型的缺省值是 0,对于class 类型,缺省值可通过调用这类的缺省构造函数获得,我们还可以为每个元素提供一个显式的初始值来完成初始化,例如
vector< int > ivec( 10, -1 ); 定义了 ivec 它包含10个int型的元素 每个元素都被初始化为-1
对于内置数组 我们可以显式地把数组的元素初始化为一组常量值,例如 :
int ia[ 6 ] = { -2, -1, 0, 1, 2, 1024 };
不能显式地初始化 vector ,但是可以将 vector 初始化为一个已有数组的全部或一部分,只需指定希望被用来初始化 vector 的数组的开始地址(数组名)以及数组最末元的下一位置(数组名+数组长度)来实现,例如:
vector< int > ivec( ia, ia+6 ); // 把 ia 的 6 个元素拷贝到 ivec 中
被传递给ivec 的两个指针标记了用来初始化对象的值的范围,第二个指针总是指向要拷贝的末元素的下一位置,标记出来的元素范围也可以是数组的一个子集,例如 :
vector< int > ivec( &ia[ 2 ], &ia[ 5 ] );// 拷贝 3 个元素 ia[2], ia[3], ia[4]
3. 与数组不同 ,vector 可以被另一个 vector 初始化或被赋给另一个 vector
例如
vector< string > svec; void init_and_assign() { // 用另一个 vector 初始化一个 vector vector< string > user_names( svec ); // 把一个 vector 拷贝给另一个 vector svec = user_names; }
二、STL习惯用法(推荐)
我们不是定义一个已知大小的 vector,而是定义一个空 vector
vector< string > text;
1. 我们向 vector 中插入元素,而不再是索引元素,以及向元素赋值,而是 push_back()操作,就是在 vector 的后面插入一个元素
例如
string word; while ( cin >> word ) { text.push_back( word ); // while 循环从标准输入读入一个字符串序列并每次将一个字符串插入到 vector 中 }
虽然我们仍可以用下标操作符来迭代访问元素
cout << "words read are: \n"; for ( int ix = 0; ix < text.size(); ++ix ) cout << text[ ix ] << ' '; cout << endl;
但更典型的做法是使用 vector 操作集中的begin()和 end()所返回的迭代器iterator
cout << "words read are: \n"; for ( vector<string>::iterator it = text.begin(); it != text.end(); ++it ) cout << *it << ' '; cout << endl
iterator 迭代器是标准库中的类,它具有指针的功能
*it;
对迭代器解引用,并访问其指向的实际对象
++it;
向前移动迭代器 it 使其指向下一个元素
可以使用下标直接访问vector中的元素
2. 注意 不要混用这两种习惯用法, 例如,
下面的定义
vector< int > ivec;
定义了一个空vector 再写这样的语句
ivec[ 0 ] = 1024;
就是错误的 ,因为 ivec 还没有第一个元素,我们只能索引 vector 中已经存在的元素。
3. 类似地 当我们用一个给定的大小定义一个 vector 时,例如 :
vector<int> ia( 10 );
任何一个插入操作都将增加vector 的大小,而不是覆盖掉某个现有的元素
这看起来好像是很显然的,但是 下面的错误在初学者中并不少见 :
const int size = 7; int ia[ size ] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8 }; vector< int > ivec( size ); //定义一个大小为7的数组 for ( int ix = 0; ix < size; ++ix ) ivec.push_back( ia[ ix ]);
程序结束时ivec 包含 14 个元素, ia 的元素从第八个元素开始插入。因此尽量定义一个空的vector容器
参考
https://www.cnblogs.com/charley_yang/archive/2010/12/11/1903040.html
三、vector的方法和属性
(1)标运算符 [ ]返回容器某一元素
(2)front()返回当前vector容器中起始元素的引用。 back()返回当前vector容器中末尾元素的引用。
(3)inset()插入指定位置
(4)push_back() 、pop_back() 添加、删除最后一个元素 (没有append方法!!!!!!!)
遍历向量容器
vec.begin() 返回一个当前vector容器中起始元素的迭代器。vec.end() 返回一个当前vector容器中末尾元素的迭代器。而迭代器类似指针
vec.size() 获得向量的实际长度
for ( vector<string>::iterator it = text.begin(); it != text.end(); ++it )
cout << *it <<endl;
swap(vec[0],vec[1]) 交换两个元素的值
sort(vec.begin(),vec.end()) 为向量排序,默认升序, 需要导入#include<algorithm>
sort(v.begin(), v.end(),less<int>());//升序
sort(v.begin(), v.end(),greater<int>());//降序
vec.clear() 清空vector中的数据
清空元素的方法:
https://www.cnblogs.com/zhanggaofeng/p/9338681.html
二维向量赋值、遍历方法
https://www.cnblogs.com/wujufengyun/p/6760664.html
更多用法
https://www.csdn.net/gather_2f/Mtzakg5sMzgtYmxvZwO0O0OO0O0O.html
四、后期总结
typedef vector<int> vec; //起别名,方便阅读和操作,代表一维向量类型
typedef vector<vec> mat; //代表二维矩阵类型
vec(n,0);//初始化一个大小为n的一维向量为0
mat Mat(n,vec(n,0)); //初始化n阶矩阵全为0
为二维矩阵填充值(不是输入,输入容易,大小确定直接cin)
mat M;//矩阵类型 vec tmp;//填充行 for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { tmp.push_back(0); //注意!没有append方法!!!向后填充只有push_back } M.push_back(tmp); tmp.clear();//清空,为下一次填充做准备! }