详解C++编程中的vector类容器用法

vector简介
vector是STL中最常见的容器，它是一种顺序容器，支持随机访问。vector是一块连续分配的内存，从数据安排的角度来讲，和数组极其相似，不同的地方就是：数组是静态分配空间，一旦分配了空间的大小，就不可再改变了；而vector是动态分配空间，随着元素的不断插入，它会按照自身的一套机制不断扩充自身的容量。

vector的扩充机制：按照容器现在容量的一倍进行增长。vector容器分配的是一块连续的内存空间，每次容器的增长，并不是在原有连续的内存空间后再进行简单的叠加，而是重新申请一块更大的新内存，并把现有容器中的元素逐个复制过去，然后销毁旧的内存。这时原有指向旧内存空间的迭代器已经失效，所以当操作容器时，迭代器要及时更新。

vector的数据结构
vector数据结构，采用的是连续的线性空间，属于线性存储。他采用3个迭代器_First、_Last、_End来指向分配来的线性空间的不同范围，下面是声明3个迭代器变量的源代码。

template > 
class vector{ 
... 
protected: 
iterator _First, _Last, _End; 
};

_First指向使用空间的头部，_Last指向使用空间大小（size）的尾部，_End指向使用空间容量（capacity）的尾部。例如：

int data[6]={3,5,7,9,2,4}; 
vector vdata(data, data+6); 
vdata.push_back(6); 
...

vector初始化时，申请的空间大小为6，存放下了data中的6个元素。当向vdata中插入第7个元素“6”时，vector利用自己的扩充机制重新申请空间，数据存放结构如图所示：

简单描述一下。当插入第7个元素“6”时，vector发现自己的空间不够了，于是申请新的大小为12的内存空间（自增一倍），并将前面已有数据复制到新空间的前部，然后插入第7个元素。此时_Last迭代器指向最后一个有效元素，而_End迭代器指向vector的最后有效空间位置。我们利用vector的成员函数size可以获得当前vector的大小，此时为7；利用capacity成员函数获取当前vector的容量，此时为12。

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
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 v1;     // 创建空容器，其对象类型为string类
vector v2(10);   // 创建有10个具有初始值（即空串）的string类对象的容器
vector v3(5, "hello"); // 创建有5个值为“hello”的string类对象的容器
vector 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()

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。
实例

1.vector 的数据的存入和输出：



#include
#include
#include 
using namespace std;
void main()
{
 int i = 0;
  vector v;
  for( i = 0; i < 10; i++ )
 {
      v.push_back( i );//把元素一个一个存入到vector中
 }
对存入的数据清空
 for( i = 0; i < v.size(); i++ )//v.size() 表示vector存入元素的个数
 {
     cout << v[ i ] << " "; //把每个元素显示出来
 }
 cont << endl;
}


注：你也可以用v.begin()和v.end() 来得到vector开始的和结束的元素地址的指针位置。你也可以这样做：



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


2. 对于二维vector的定义。

（1）定义一个10个vector元素，并对每个vector符值1-10。



#include
#include
#include 
using namespace std;
void main()
{
int i = 0, j = 0;
//定义一个二维的动态数组，有10行，每一行是一个用一个vector存储这一行的数据。
所以每一行的长度是可以变化的。之所以用到vector(0)是对vector初始化，否则不能对vector存入元素。
vector< vector > Array( 10, vector(0) );
for( j = 0; j < 10; j++ )
{
 for ( i = 0; i < 9; i++ )
 {
  Array[ j ].push_back( i );
 }
}
for( j = 0; j < 10; j++ )
{
 for( i = 0; i < Array[ j ].size(); i++ )
 {
  cout << Array[ j ][ i ] << " ";
 }
 cout<< endl;
}
}


（2）定义一个行列都是变化的数组。



#include
#include
#include 
using namespace std;
void main()
{
int i = 0, j = 0;
vector< vector > Array;
vector< int > line;
for( j = 0; j < 10; j++ )
{
 Array.push_back( line );//要对每一个vector初始化，否则不能存入元素。
 for ( i = 0; i < 9; i++ )
 {
  Array[ j ].push_back( i );
 }
}
for( j = 0; j < 10; j++ )
{
 for( i = 0; i < Array[ j ].size(); i++ )
 {
  cout << Array[ j ][ i ] << " ";
 }
 cout<< endl;
}
}


(3)使用 vettor erase 删除指定元素



#include "iostream"
#include "vector"
using namespace std;
int main()
{
  vector arr;
  arr.push_back(6);
  arr.push_back(8);
  arr.push_back(3);
  arr.push_back(8);
  for(vector::iterator it=arr.begin(); it!=arr.end(); )
  {
    if(* it == 8)
    {
      it = arr.erase(it);
    }
    else
    {
      ++it;
    }
  }
  cout << "After remove 8:n";
  for(vector::iterator it = arr.begin(); it < arr.end(); ++it)
  {
    cout << * it << " ";
  }
  cout << endl;
}