C++学习（19）—— vector容器

1.vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也成为单端数组

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vctor可以动态扩展

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续借新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，释放原空间
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

 

2.vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器

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(), v.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

#include<iostream>
#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 test01() {
	//默认构造
	vector<int>v1;   
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//通过区间方式进行构造
	vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	//n个elem方式构造
	vector<int>v3(10, 100);
	printVector(v3);

	//拷贝构造
	vector<int>v4(v3);
	printVector(v4);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 

3.vector赋值操作

功能描述：

• 给vector容器进行赋值

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

#include<iostream>
#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 test01() {
	vector<int>v1;   
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 

4.vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数模型：

• 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填充新位置

#include<iostream>
#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 test01() {
	vector<int>v1;   
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	if (v1.empty()) {
		cout << "v1为空" << endl;
	}
	else {
		cout << "v1不为空" << endl;
		cout << "v1的容量为" << v1.capacity() << endl;
		cout << "v1的大小为" << v1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	v1.resize(15);
	printVector(v1);
	v1.resize(18, 100);
	printVector(v1);
	v1.resize(8);
	printVector(v1);
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 

5.vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

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); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count, ele); //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

#include<iostream>
#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 test01() {
	//尾插
	vector<int>v1;   
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	//遍历
	printVector(v1);
	//尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);
	//插入
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);
	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
	printVector(v1);
	//删除
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());   //v1.clear();
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

 

6.vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

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

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

void test01() {
	vector<int>v1;   
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
		cout << v1.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "第一个元素为：" << v1.front() << endl;
	cout << "最后一个元素为：" << v1.back() << endl;
}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

• 除了用迭代器获取vector容器中元素，[]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

 

7.vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec); //将vec与本身的元素互换

#include<iostream>
#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;
}

//1.基本使用
void test01() {
	vector<int>v1;   
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	cout << "交换前：" << endl;
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--) {
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	cout << "交换后：" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

//2.实际用途
//巧用swap可以收缩内存空间
void test02() {
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小：" << v.size() << endl;

	v.resize(3);  //重新指定大小
	cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小：" << v.size() << endl;

	//巧用swap收缩内存
	vector<int>(v).swap(v);
	cout << "v的容量：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小：" << v.size() << endl;
}

int main() {
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

 

8.vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

• reserve(int len); //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问

#include<iostream>
#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;
}

//1.基本使用
void test01() {
	vector<int>v1;   

	//利用reserve预留空间
	v1.reserve(100000);

	int num = 0;
	int *p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v1.push_back(i);
		if (p != &v1[0]) {
			p = &v1[0];
			num++;
		}
	}
	cout << num << endl;
	cout << "v的容量：" << v1.capacity() << endl;
	cout << "v的大小：" << v1.size() << endl;

}

int main() {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}