- 3.2、vector容器
- 3.2.1、 vector基本概念
- 3.2.2、 vector构造函数
- 3.2.3、 vector赋值操作
- 3.2.4、 vector容量和大小
- 3.2.5、 vector插入和删除
- 3.2.6、 vector数据存取
- 3.2.7、 vector互换容器
- 3.2.8、vector预留空间
- 3.2.9、vector容器的能力：
- 3.2.10、vector的异常处理
3.2、vector容器
3.2.1、 vector基本概念声明：本文是在学习C++ STL–标准模板库的笔记，方便以后复习；主要参考《C++ Prime》、《C++标准库》、《黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程》等。
功能：
- vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
vector与普通数组区别：
- 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展
动态扩展：
- 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间
- vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
使用vector前，必须包含头文件#include
功能描述：
- 创建vector容器
函数原型：
- vector
v; //采用模板实现类实现，默认构造函数 - vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), 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。
例：
#include#include using namespace std; void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector v1; //无参构造 for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); } printVector(v1); vector v2(v1.begin(), v1.end()); printVector(v2); vector v3(10, 100); printVector(v3); vector v4(v3); printVector(v4); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
输出：
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 1003.2.3、 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。
例：
#include3.2.4、 vector容量和大小#include using namespace std; void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } //赋值操作 void test01() { vector v1; //无参构造 for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); } printVector(v1); vector v2; v2 = v1; printVector(v2); vector v3; v3.assign(v1.begin(), v1.end()); printVector(v3); vector v4; v4.assign(10, 100); printVector(v4); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
功能描述：
- 对vector容器的容量和大小操作
函数原型：
-
empty(); //判断容器是否为空
-
capacity(); //容器的容量，一般是2的n次方
-
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
vector的capacity很重要
①、一旦内存重新分配，vector元素相关的reference、pointer、iterator都会失效；
②、内存重新分配很消耗时间。
示例：
#include#include using namespace std; void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector 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(); system("pause"); return 0; }
输出：
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
这里要注意的是为什么v.capacity是16，因为vector的容量是2的n次方，这里因为vector存了10个数，因此capacity是2的4次方！
总结：
- 判断是否为空 — empty
- 返回元素个数 — size
- 返回容器容量 — capacity
- 重新指定大小 — resize
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
示例：
#include#include using namespace std; void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } //插入和删除 void test01() { vector 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(); system("pause"); return 0; }
输出：
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
总结：
- 尾插 — push_back
- 尾删 — pop_back
- 插入 — insert (位置迭代器)
- 删除 — erase （位置迭代器）
- 清空 — clear
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
示例：
#include#include using namespace std; void test01() { vector 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() { test01(); system("pause"); return 0; }
输出：
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
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
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
例：
#include#include using namespace std; void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector v1; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); } printVector(v1); vector 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 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 (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(); system("pause"); return 0; }#include void printVector(vector & v) { for (vector ::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; } void test01() { vector v1; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); } printVector(v1); vector 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 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 (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(); system("pause"); return 0; }
输出：
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
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
3.2.8、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。
注意：
- vector不能使用reserve（）缩减容量，调用reserve（）所给的实参如果小于当前vector的容量，将会失效。
示例：
#includevoid test01() { vector 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(); system("pause"); return 0; }
输出：
num:1
总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间
3.2.9、vector容器的能力：①、vector是将元素复制到dynamic array中，元素之间存在一定的顺序，所以vector是一种有序集合，支持随机访问；
②、在末端增加或删除元素，效率比较高；在前端或中段插入或删除元素效率比较低；
3.2.10、vector的异常处理①、如果push_back（）安插元素时发生异常，函数将不产生效用。
②、如果元素的 copy/move 操作（包括构造函数和 assignment 操作符）不抛出异常，那么insert（）、emplace（）、emplace_back（）和push_back（）要么成功，要么不产生效用。
③、pop_back（）绝不会抛出任何异常。
④、如果元素的copy/move操作（包括构造函数和assignment操作符）不抛出异常，erase（）就不抛出异常。
⑤、swap（）和clear（）不抛出异常。
⑥、如果元素的copy/move操作（包括构造函数和assignment操作符）不抛出异常，那么所有操作不是成功，就是不产生效用。
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