把《c++ primer》读薄（3-2 标准库vector容器+迭代器初探）

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标准库vector类型初探，同一种类型的对象的集合（类似数组），是一个类模版而不是数据类型，学名容器，负责管理 和 存储的元素 相关的内存，因为vetcor是类模版，对应多个不同类型，比如int，string，或者自己定义的数据类型等。

程序开头应如下声明

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using std::string;
using std::vector;
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

简单的vector<xx>类型的变量声明

vector<int> ivec;//声明一个vector<int>数据类型的变量ivec

问题1、标准库类型vector初始化的值的类型必须一致！

    vector<int> ivec1;//默认调无参构造
    vector<int> ivec2(ivec1);//直接初始化ivec2为ivec1的一个副本
    vector<string> strvec(ivec2);//error C2514: “std::vector”: 类没有构造函数。说明类型不一致，无法完成初始化！自然报错！

vector对象的初始化，vector类模版定义了四个构造函数，无参构造函数，直接初始化的带参构造函数，初始化为n个值为i的构造函数，还有一种值初始化构造函数。

下面的也没有问题！

    vector<vector<int>> ivec;//ok，完全没问题！存储的是vector<int>类型的元素

问题2、勿忘它的两种直接初始化的方式

    vector<int> ivec(20, 10);//初始化ivec为含有20个元素，每个元素=10
    vector<string> svec(10, "hello");//初始化为含义10个元素，每个元是一个字符串hello

    //值初始化方式
    vector<int> ivec1(100);//内置类型，比如int类型的元素存在容器vector，那么默认初始化为100个0
    vector<string> svec1(20);//同理若是类类型，如果有默认构造函数，那么按照它的默认构造函数初始化，比如这里是20个空串

如果既不是带默认构造函数的类类型，也不是c/c++的内置基本类型，那么编程时，需要手动写上初始化值具体是多少。还有一种极端，类类型里没有定义任何的构造函数，那么c++标准库还是会产生一个初始值去依次初始化容器里的元素。

问题3、需要理解c++标准库容器对象，比如vector容器的一个重要属性！

标准库容器在运行的同时，可以高效的被添加元素，且不用预先分配内存空间！要知道，vector动态增长的效率高，专家推荐使用，且要知道，这不同于内置基本类型，后续深入，这里要先记住，不需要提前为容器对象分配内存。

问题4、对vector容器对象的求长度和判空操作

发现十分类似标准库string对象的操作，还有数组等，很像的。但是肯丢有不同。这里要注意，对于容器vector来说，vector类型总是要说明它包含的元素的类型！不能丢！

    vector<string> svec(10, "null");
    //vector::size_type len = svec.size();//error C2955: “std::vector”: 使用类 模板 需要 模板 参数列
    cout << len << endl;

改为

    vector<string>::size_type len = svec.size();
    cout << len << endl;//打印10

判空操作（和标准库类型string的判空类似，空就返回true）

    vector<int> ivec;
    if (ivec.empty())
    {
        cout << ivec.size() << endl;//成功执行，打印0
    }

问题5、对vector容器添加元素的操作push_back()

    vector<string> svec;
    string str;
    //每次循环把输入的str字符串插入到vector容器对象的后面
    while (cin >> str)
    {
        svec.push_back(str);
    }
    //直到循环结束为止

问题6、vector容器对象的下标操作（类似string对象的下标）

可以作为右值，也可以作为左值，同时建议使用标准库容器的size_type类型来定义下标

    vector<string> svec(10, "sss");
    //重置容器内部元素的值为ooxx
    for (vector<string>::size_type i = 0; i != svec.size(); i++)
    {
        svec[i] = "ooxx";
    }

需要知道的事实：类似size（）这样的小型库函数，在c++里都被定义为了内联函数！

注意：vector容器的下标操作（标准库string类型同样类似），仅仅是只能获取已经存在的元素，不能添加元素！如下是错误的

    vector<int> ivec;
    for (vector<int>::size_type i = 0; i != 100; i++)
    {
        //ivec[i] = i;//这样做是错误的！程序中断！因为ivec是空的vector对象!下标操作只能针对已经存在的元素
        ivec.push_back(i);//这样就对了，从尾部插入
    }

且要知道，vector容器的下标也是类似string对象或者数组，从0开始

    vector<int> ivec(10, 1);
    //int i = ivec[10];//产生运行时错误，程序中断，不存在元素下标为10的

这样的错误，就是常见的缓冲区溢出错误，很常见，需要注意，对数组也适用，还有标准库string类型

问题7、输入一组整数到vector对象，相邻的元素相加输出，并提示奇数的情况。

错误1：goto语句造成死循环

    int in;
    vector<int> ivec;

begin:
    cout << "请输入一组整数：注意ctrl+z结束输入！" << endl;

    while (cin >> in)
    {
        ivec.push_back(in);
    }
    //判断空输入否
    if (0 == ivec.size())
    {
        cout << "输入为空，重新输入！" << endl;
        goto begin;
    }

错误2：下标溢出错误

for (vector<int>::size_type i = 0; i < ivec.size(); i = i + 2)
    {
        cout << ivec[i] + ivec[i + 1] << "\t";
        //每行输出的个数控制为5个。必须i+1，因为i初始值=0
        if (0 == (i + 1) % 5)
        {
            cout << endl;
        }
    }

i<ivec.size()这里出错，下标溢出，只有元素个数是偶数的时候不错，奇数就溢出了。修改后：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using std::string;
using std::vector;
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int main(void)
{
    int in;
    vector<int> ivec;
    cout << "请输入一组整数：注意ctrl+z结束输入！" << endl;

    while (cin >> in)
    {
        ivec.push_back(in);
    }
    //判断空输入否
    if (0 == ivec.size())
    {
        cout << "输入为空，重新输入！" << endl;
        system("pause");
        return -1;
    }
    //求相邻的元素的和，关键算法！
    //因为是相邻元素，故判断完毕，i+2之后再赋给i，跨度为2
    //且不知道输入的元素是奇数，肯丢留最后一个元素不计算，是偶数则正好计算完毕！
    //这里必须是i < size -1，否则下标溢出错误，偶数没问题，主要是奇数的话，如果到倒数第二个元素还+2，必然是溢出错误！
    for (vector<int>::size_type i = 0; i < ivec.size() - 1; i = i + 2)
    {
        cout << ivec[i] + ivec[i + 1] << "\t";
        //每行输出的个数控制为5个。必须i+1，因为i初始值=0
        if (0 == (i + 1) % 5)
        {
            cout << endl;
        }
    }
    //判断奇偶
    if (0 != ivec.size() % 2)
    {
        cout << "元素个数为奇数，最后一个元素" << ivec[ivec.size() - 1] << "被忽略！" << endl;
    }
    
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

问题8、读入一组整数到vector对象，使得头尾元素两两配对，计算和，并输出奇数元素个数的提示。

    vector<int> ivec;
    int in;
    cout << "输入一组正数，ctrl+z结束输入：" << endl;

    while (cin >> in)
    {
        ivec.push_back(in);
    }

    if (0 == ivec.size())
    {
        cout << "空容器，必须输入元素！" << endl;
        system("pause");
        return -1;
    }
    //首末元素相加的处理，具有模版性质，也就是设计程序的通用性
    //如果是奇数元素，那么中间的会留下，如果是偶数元素，没这个问题
    vector<int>::size_type first = 0;
    vector<int>::size_type last = 0;
    vector<int>::size_type count = 0;//计数，控制打印输出

    for (first = 0, last = ivec.size() - 1; first < last; first++, last--)
    {
        cout << ivec[first] + ivec[last] << "\t";
        count++;
        //控制打印输出每行3个数
        if (0 == count % 3)
        {
            cout << endl;
        }
    }
    //判断奇数还是偶数，给出提示
    //灵活！使用简单的方式，如果是奇数的话，必然最后last和first重合
    if (first == last)
    {
        cout << "中间的元素" << ivec[first] <<"留下了，因为元素个数是奇数！" << endl;
    }

    cout << endl;

问题9、读入一段文本到vector对象，把对象中每个元素里面的单词都转换为大写之后在输出，5个一行。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <cctype>
using std::string;
using std::vector;
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int main(void)
{
    vector<string> svec;
    string str;

    while (cin >> str)
    {
        svec.push_back(str);
    }

    if (0 == svec.size())
    {
        return -1;
    }

    for (vector<string>::size_type i = 0; i != svec.size(); i++)
    {
        for (string::size_type j = 0; j != svec[i].size(); j++)
        {
            //如果是小写字母
            if (islower(svec[i][j]))
            {
                //转换为大写输出
                svec[i][j] = toupper(svec[i][j]);
            }
        }

        cout << svec[i] << "\t";

        if (0 == (i + 1) % 5)
        {
            cout << endl;
        }
    }

    system("pause");
    return 0;
}

问题10、迭代器入门

//c++为每一种标准容器都定义了一种迭代器类型，迭代器是一种——可以检测容器内的元素并且可以遍历元素的数据类型。除了使用下标来访问vector对象之外，还可以使用迭代器访问，比下标操作更方便，更通用，因为所有的标准库的容器都支持迭代器，但是只有部分容器支持下标操作，故成熟的c++程序员应该使用迭代器，而不是下标操作访问容器内的元素。

//vector容器的迭代器类型
    vector<int>::iterator iter;//定义一个iter变量，它的数据类型是vector<int>定义的迭代器类型

//记住，每个标准库容器都定义了自己的迭代器类型,用来遍历自己容器内的元素。

    //每个容器都定义了begin和end函数，目的是返回迭代器，如果容器不空，则begin返回的迭代器指向容器内的第一个元素
    vector<int> ivec;
    vector<int>::iterator iter;
    iter = ivec.begin();//iter变量被初始化，使用容器的begin函数返回的迭代器，此时iter指该元素为ivec[0]

//恰恰相反，end函数返回的迭代器，指向容器内末端元素的下一个元素！记住是下一个！不是最后一个！故end操作返回的也叫超出末端迭代器。说明end函数返回的迭代器指向一个不存在的元素，不指向容器内任何实际存在的元素！作用是哨兵！表示我们已经处理完毕容器所有元素！

如果容器为空，则begin函数返回的迭代器和end函数返回的迭代器相同。

问题11、vector迭代器的自增、解引用、和比较相等否的操作

如果想要获取迭代器指向的元素的值，可以使用类似指针的操作，解引用操作！*iter就代表迭代器iter指向的元素的值！比如iter迭代器指向的元素是容器内第一个ivec[0]，那么*iter和ivec[0]是等价语句！

如果想让迭代器类似下标那样，移动自己的指向，则可以使用迭代器的自增操作。比如iter++就是迭代器向前移动一个元素的位置！除了这些，迭代器也可以进行比较操作，==、！=操作来比较容器的迭代器，如果两个迭代器指向同一个元素，则==为真，否则为假。

注意，end函数不指向容器内的元素，故不能对它使用自增或者解引用操作！

    //新的赋值方式
    vector<int> ivec(10, 2);
    //把容器ivec的元素重置为0

    //for (vector<int>::size_type i = 0; i != ivec.size(); i++)
    //{
    //    ivec[i] = 0;//这是old方法
    //}

    //比较经典常用的方法如下：
    for (vector<int>::iterator iter = ivec.begin(); iter != ivec.end(); iter++)
    {
        *iter = 0;
    }

如果容器为空，则begin函数和end函数返回的迭代器相等，for循环测试失败，没问题！

问题12、两类只读迭代器类型

//类似普通的const常量，但是有区别。比如，如果仅仅想遍历容器的元素，对迭代器有const_iterator类型的迭代器，对它解引用，得到的是指向const对象的引用

    string str;
    vector<string> svec;
    
    while (cin >> str)
    {
        svec.push_back(str);
    }

    for (vector<string>::const_iterator iter = svec.begin(); iter != svec.end(); iter++)
    {
        //*iter = "dada";//error，const_iterator类型的迭代器，本身可以被改变，比如自增，但是迭代器指向的容器内的元素不能被修改！
        //和普通的const常量有一些区别！有些类似指向常量的指针，指针本身可以变，但是指向的内容不能修改。
    }

来对比const类型的迭代器，类似常指针，本身定义的时候必须初始化，本身不能被修改，但是指向的内容可以修改，如

    vector<int> ivec(10);
    //const类型的iter必须初始化
    const vector<int>::iterator iter = ivec.begin();
    //初始化之后不能被修改
    //iter++;//error
    //但是iter指向的内容可以被修改，对比，const_iterator类型的迭代器，类似指向常量的指针，迭代器本身能修改，指向的元素不能修改，，和他/她相反
    *iter = 1;

注意区分两者，不要混淆。总结：

const 迭代器是迭代器常量

该迭代器本身的值不能修改，即该迭代器在定义时需要初始化，而且初始化之后，不能再指向其他元素。若需要指向固定元素的迭代器，则可以使用const 迭代器。但是它指向的元素的值可以被修改！

const_iterator 是一种迭代器类型

对这种类型的迭代器解引用会得到一个指向const 对象的引用，即通过这种迭代器访问到的对象是常量。该被指向的对象不能修改，因此，const_iterator 类型只能用于读取容器内的元素，不能修改元素的值。若只需遍历容器中的元素而无需修改它们，则可以使用const_iterator。但是迭代器本身能被修改。两者相反！

问题13、迭代器的算术操作

其他容器的迭代器类似。除了自增、自减之外，还有其他算术运算适用。

    vector<int> ivec(10);
    //const类型的iter必须初始化
    vector<int>::iterator iter = ivec.begin();
    //iter++;//ok
    //iter--;//ok

    //iter + 5;//ok,对一个迭代器对象加一个整型值，使得iter指向新的元素第6个元素，注意不要越界
    //但是，加上或者减去的整型，最好是size_type类型的！

    //iter - 100;//error,越界，程序中断！
    
    //iter + 10;//ok,加的时候，可以加到最后一个元素的下一位。

    //还能求两个迭代器的距离
    vector<int>::iterator iter1 = ivec.end();

    cout << iter1 - iter << endl;//打印10

    //注意，这里相减得到的值，可能是负数，也可以是正数
    cout << iter - iter1 << endl;//打印-10
    //这就说明，这个值的类型不再是容器的size_type类型，而是新的容器的类型，叫：
    //differenec_type
    vector<int>::difference_type i = iter - iter1;//ok,是带符号类型

注意，迭代器是没有相加操作的！比如：

    iter1 + iter1;//报错！

也就是说，要求得容器的中间元素，不能这样写：

vector<int>::iterator mid = (vi.begin() + vi.end())/2;

但是可以这样：

vector<int>::iterator mid = vi.begin() + vi.end()/2;

直接定位容器的中间元素，简单高效，不再需要一次次的去自增或者自减的遍历了。

 

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dashuai的博客是终身学习践行者，大厂程序员，且专注于工作经验、学习笔记的分享和日常吐槽，包括但不限于互联网行业，附带分享一些PDF电子书，资料，帮忙内推，欢迎拍砖！