vector 容器

vector容器

vector基本概念

功能：

• vector數據結構和數組非常相似，也稱為單端數組

vector與普通數組區別：

• 不同之處在於數組是靜態空間，而vector可以動態擴展

動態擴展：

• 並不是在原空間之後續接新空間，而是找更大的內存空間，然後將原數據拷貝新空間，釋放原空間

• vector容器的迭代器是支持隨機訪問的迭代器

vector構造函數

功能描述：

• 創建vector容器

函數原型：

• vector<T> v; //採用模板實現類實現，默認構造函數
• vector(v.begin(), v.end()); //將v[begin(), end())區間中的元素拷貝給本身。
• vector(n, elem); //構造函數將n個elem拷貝給本身。
• vector(const vector &vec); //拷貝構造函數。

示例：

#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; //无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);

    vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v2);

    vector<int> v3(10, 100);
    printVector(v3);
    
    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4);
}

int main() {

    test01();


    return 0;
}

運行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

**總結：**vector的多種構造方式沒有可比性，靈活使用即可

vector賦值操作

功能描述：

• 給vector容器進行賦值

函數原型：

• vector& operator=(const vector &vec);//重載等號操作符
• assign(beg, end); //將[beg, end)區間中的數據拷貝賦值給本身。
• assign(n, elem); //將n個elem拷貝賦值給本身。

示例：

#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;
}

//赋值操作
void test01()
{
    vector<int> v1; //无参构造
    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();


    return 0;
}

運行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

總結： vector賦值方式比較簡單，使用operator=，或者assign都可以

vector容量和大小

功能描述：

• 對vector容器的容量和大小操作

函數原型：

• empty(); //判斷容器是否為空
• capacity(); //容器的容量
• size(); //返回容器中元素的個數
• resize(int num); //重新指定容器的長度為num，若容器變長，則以默認值填充新位置。
  ​ //如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除。
• resize(int num, elem); //重新指定容器的長度為num，若容器變長，則以elem值填充新位置。
  ​ //如果容器變短，則末尾超出容器長度的元素被刪除

示例：

#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 = " << v1.capacity() << endl;
        cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
    }

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
    v1.resize(15,10);
    printVector(v1);

    //resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
    v1.resize(5);
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();


    return 0;
}

運行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1不为空
v1的容量 = 16
v1的大小 = 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 10 10
0 1 2 3 4

總結：

• 判斷是否為空 --- empty
• 返回元素個數 --- size
• 返回容器容量 --- capacity
• 重新指定大小 --- resize

vector插入和刪除

功能描述：

• 對vector容器進行插入、刪除操作

函數原型：

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //刪除最後一個元素
• 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個元素ele
• erase(const_iterator pos); //刪除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//刪除迭代器從start到end之間的元素
• clear(); //刪除容器中所有元素

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

#include <vector>

void printVector(vector<int>& v) {

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

//插入和删除
void test01()
{
    vector<int> v1;
    //尾插
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    v1.push_back(40);
    v1.push_back(50);
    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);

    //清空
    v1.erase(v1.begin(), v1.end());
    v1.clear();
    printVector(v1);
}

int main() {

    test01();


    return 0;
}

運行結果：

10 20 30 40 50
10 20 30 40
100 10 20 30 40
1000 1000 100 10 20 30 40
1000 100 10 20 30 40

總結：

• 尾插 --- push_back
• 尾刪 --- pop_back
• 插入 --- insert (位置迭代器)
• 刪除 --- erase （位置迭代器）
• 清空 --- clear

vector數據存取

功能描述：

• 對vector中的數據的存取操作

函數原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的數據
• operator[]; //返回索引idx所指的數據
• front(); //返回容器中第一個數據元素
• back(); //返回容器中最後一個數據元素

示例：

#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 << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
    cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}

int main() {
    // 程序从 main 函数开始执行，下面的语句会按顺序运行。

    test01();


    // 返回 0 表示程序正常结束。
    return 0;
}

運行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1的第一个元素为： 0
v1的最后一个元素为： 9

總結：

• 除了用迭代器獲取vector容器中元素，和at也可以
• front返回容器第一個元素
• back返回容器最後一個元素

vector互換容器

功能描述：

• 實現兩個容器內元素進行互換

函數原型：

• swap(vec); // 將vec與本身的元素互換

示例：

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

    //互换容器
    cout << "互换后" << endl;
    v1.swap(v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}

void test02()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

    v.resize(3);

    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;

    //收缩内存
    vector<int>(v).swap(v); //匿名对象

    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}

int main() {

    test01();

    test02();


    return 0;
}

運行結果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
互换后
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v的容量为：131072
v的大小为：100000
v的容量为：131072
v的大小为：3
v的容量为：3
v的大小为：3

總結：swap可以使兩個容器互換，可以達到實用的收縮內存效果

vector預留空間

功能描述：

• 減少vector在動態擴展容量時的擴展次數

函數原型：

• reserve(int len);//容器預留len個元素長度，預留位置不初始化，元素不可訪問。
  ​

示例：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

void test01()
{
    vector<int> v;

    //预留空间
    v.reserve(100000);

    int num = 0;
    int* p = NULL;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
        if (p != &v[0]) {
            p = &v[0];
            num++;
        }
    }

    cout << "num:" << num << endl;
}

int main() {

    test01();
    

    return 0;
}

運行結果：

num:1

總結：如果數據量較大，可以一開始利用reserve預留空間