C++ vector

 vector : 矢量的意思；

 

vector容器类型

   vector容器是一个模板类，可以存放任何类型的对象（但必须是同一类对象）。vector对象可以在运行时高效地添加元素，并且vector中元素是连续存储的。

vector的构造

 

函数原型：

template<typename T>
   explicit vector();                                 // 默认构造函数，vector对象为空
   explicit vector(size_type n, const T& v = T());    // 创建有n个元素的vector对象
   vector(const vector& x);
   vector(const_iterator first, const_iterator last);

注：vector容器内存放的所有对象都是经过初始化的。如果没有指定存储对象的初始值，那么对于内置类型将用0初始化，对于类类型将调用其默认构造函数进行初始化（如果有其它构造函数而没有默认构造函数，那么此时必须提供元素初始值才能放入容器中）。

 

举例：
vector<string> v1;         // 创建空容器，其对象类型为string类
vector<string> v2(10);     // 创建有10个具有初始值（即空串）的string类对象的容器
vector<string> v3(5, "hello"); // 创建有5个值为“hello”的string类对象的容器
vector<string> v4(v3.begin(), v3.end());  // v4是与v3相同的容器（完全复制）

 

vector的操作（下面的函数都是成员函数）
 
bool empty() const;                    // 如果为容器为空，返回true；否则返回false
size_type max_size() const;            // 返回容器能容纳的最大元素个数
size_type size() const;                // 返回容器中元素个数 
size_type capacity() const;            // 容器能够存储的元素个数，有：capacity() >= size() 
void reserve(size_type n);             // 确保capacity() >= n
void resize(size_type n, T x = T());   // 确保返回后，有：size() == n；如果之前size()<n，那么用元素x的值补全。

 

reference front();                     // 返回容器中第一个元素的引用（容器必须非空）
const_reference front() const;                  
reference back();                      // 返回容器中最后一个元素的引用（容器必须非空）
const_reference back() const;

 

reference operator[](size_type pos);   // 返回下标为pos的元素的引用（下标从0开始；如果下标不正确，则属于未定义行为。
const_reference operator[](size_type pos) const;
reference at(size_type pos);           // 返回下标为pos的元素的引用；如果下标不正确，则抛出异常out_of_range
const_reference at(size_type pos) const;
           
void push_back(const T& x);            // 向容器末尾添加一个元素         
void pop_back();                       // 弹出容器中最后一个元素（容器必须非空）

 

// 注：下面的插入和删除操作将发生元素的移动（为了保持连续存储的性质），所以之前的迭代器可能失效
iterator insert(iterator it, const T& x = T());        // 在插入点元素之前插入元素（或者说在插入点插入元素）
void insert(iterator it, size_type n, const T& x);     // 注意迭代器可能不再有效（可能重新分配空间）
void insert(iterator it, const_iterator first, const_iterator last);

 

iterator erase(iterator it);           // 删除指定元素，并返回删除元素后一个元素的位置（如果无元素，返回end()）
iterator erase(iterator first, iterator last); // 注意：删除元素后，删除点之后的元素对应的迭代器不再有效。

 

void clear() const;                    // 清空容器，相当于调用erase( begin(), end())

 

void assign(size_type n, const T& x = T());   // 赋值，用指定元素序列替换容器内所有元素
void assign(const_iterator first, const_iterator last);

 

const_iterator begin() const;          // 迭代序列
iterator begin();
const_iterator end() const;
iterator end();

 

const_reverse_iterator rbegin() const;
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rend() const;
reverse_iterator rend();

 

vector对象的比较（非成员函数）

 

   针对vector对象的比较有六个比较运算符：operator==、operator!=、operator<、operator<=、operator>、operator>=。

 

   其中，对于operator==和operator!=，如果vector对象拥有相同的元素个数，并且对应位置的元素全部相等，则两个vector对象相等；否则不等。

   对于operator<、operator<=、operator>、operator>=，采用字典排序策略比较。

注：其实只需要实现operator==和operator!=就可以了，其它可以根据这两个实现。因为，operator!= (lhs, rhs) 就是 !(lhs == rhs)，operator<=(lhs, rhs) 就是 !(rhs < lhs)，operator>(lhs, rhs) 就是 (rhs < lhs)，operator>=（lhs, rhs) 就是 !(lhs, rhs)。

 

vector类的迭代器

   vector类的迭代器除了支持通用的前缀自增运算符外，还支持算术运算：it + n、it - n、it2 - it1。注意it2 - it1返回值为difference_type（signed类型）。

 

   注意，任何改变容器大小的操作都可能造成以前的迭代器失效。

 

应用示例

 

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    vector<string> v(5, "hello");
    vector<string> v2(v.begin(), v.end());
    
    assert(v == v2);
    
    cout<<"> Before operation"<<endl;
    for(vector<string>::const_iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it)
        cout<<*it<<endl;
    
    v.insert(v.begin() + 3, 4, "hello, world");
    cout<<"> After insert"<<endl;
    for(vector<string>::size_type i = 0; i < v.size(); ++i)
        cout<<v[i]<<endl;
    
    vector<string>::iterator it = v.erase(v.begin() + 3, v.begin() + 6);
    assert(*it == "hello, world");
    cout<<"> After erase"<<endl;
    for(vector<string>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i)
        cout<<v[i]<<endl;
    
    assert(v.begin() + v.size() == v.end());
    assert(v.end() - v.size() == v.begin());
    assert(v.begin() - v.end() == -vector<string>::difference_type(v.size()));
    
    return 0;
}

程序说明：上面程序中用了三个循环输出容器中的元素，每个循环的遍历方式是不一样的。特别需要说明的是，第二个循环在条件判断中使用了size() 函数，而不是在循环之前先保存在变量中再使用。之所以这样做，有两个原因：其一，如果将来在修改程序时，在循环中修改了容器元素个数，这个循环仍然能很好地工作，而如果先保存size()函数值就不正确了；其二，由于这些小函数（其实现只需要一条返回语句）基本上都被声明为inline，所以不需要考虑效率问题。