STL库——Vector常见使用接口

一、介绍

1. vector是表示可变大小数组的序列容器，就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素 进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。

原先数组的本质也是对一个个整形进行数据管理，可以想象成一个表格，由于需要管理的数据比起单个整形，现实情况更加的复杂和庞大，因此其作用也需要扩大，可以将其想象成一个笔记本，被开一个空间则表示笔记本有多少页，统一管理一个相同类型的数据，当然如果系统更为复杂的情况，则可以往更大的系统去想象

2.本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是 一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。

3.vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存 储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是 对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增 长。与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末 尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list 统一的迭代器和引用更好。

二、常见接口及其使用

1.vector的定义

构造函数声明	接口说明
vector()	无参构造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）	构造并初始化n个val
vector (InputIterator first, InputIterator last)	用迭代器初始化
vector (const vector& x)	拷贝构造

    vector<int> first;                                // empty vector of intsvector<int> second(4, 100);                       // four ints with value 100vector<int> third(second.begin(), second.end());  // iterating through secondvector<int> fourth(third);                       // a copy of third

2.vector iterator的使用

iterator的使用	接口说明
begin+end	begin获取第一个数据位置的iterator，end获取最后一个数据下一个位置的iterator
rbegin+end	rbegin获取最后一个数据位置的reverse_iterator，end获取第一个数据前一个位置的reserve_iterator

void PrintVector(const vector<int>& v)
{// const对象使用const迭代器进行遍历打印vector<int>::const_iterator it = v.begin();while (it != v.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}

迭代器失效问题

对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：

1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、 push_back等。

2. 指定位置元素的删除操作--erase，删除操作在vs编译器认为，一旦执行，则原有迭代器视为失效
3. 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效。

迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。

3.vector空间管理接口

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空
resize	改变vector的size，必要时会扩容，但不会缩容
reserve	改变vector的capacity的大小，必要是会扩容，一般不缩容

4.vector的增删查改

增删查改	接口说明
push_back	尾插
pop_back	尾删
find	查找（vector接口内没有自带的查找接口，需要时常用算法模块的查找功能），传参传迭代器，找到返回对应迭代器位置，找不到返回end的位置
insert	在pos之前插入val值
erase	删除pos位置的数据
swap	交换两个vector的数据空间
operator[ ]	像数组一样访问

void TestVector5()
{// 使用列表方式初始化，C++11新语法vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };// 在指定位置前插入值为val的元素，比如：3之前插入30,如果没有则不插入// 1. 先使用find查找3所在位置// 注意：vector没有提供find方法，如果要查找只能使用STL提供的全局findauto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);if (pos != v.end()){// 2. 在pos位置之前插入30v.insert(pos, 30);}vector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;pos = find(v.begin(), v.end(), 3);// 删除pos位置的数据v.erase(pos);it = v.begin();while (it != v.end()) {cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}// operator[]+index 和 C++11中vector的新式for+auto的遍历
// vector使用这两种遍历方式是比较便捷的。

三、相关的OJ题

1.只出现一次的数字（一）

题目链接：

​​​​​​力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

题目描述：

在一组数字中，除了一个数字是单独出现的，其余都是成双出现的，要求找到那个单独的数字。

解题思路：

全部异或一起就能找到那个数字

参考代码：

class Solution {
public:int singleNumber(vector<int>& nums) {int ret = 0;for(auto ch: nums){ret^=ch;}return ret;}
};

2.杨辉三角

题目链接：

118. 杨辉三角 - 力扣（LeetCode）

题目描述：

给一个数字表示杨辉三角的层级数，需要返回一个类似于二维数组的结构去表示杨辉三角

解题思路：

首先先构造出杨辉三角的结构，可以用vector<vector>类型去初始化出相应的结构，然后在对数据进行处理

代码参考：

class Solution {
public:vector<vector<int>> generate(int numRows) {vector<vector<int>> vvi;vvi.resize(numRows);for(int i = 0;i<vvi.size();i++){vvi[i].resize(i+1,0);vvi[i][0] = vvi[i][i] = 1;}for(int i = 0;i<vvi.size();i++){for(int j = 0;j<vvi[i].size();j++){if(vvi[i][j] == 0){vvi[i][j] = vvi[i-1][j-1] + vvi[i-1][j];                    }}}return vvi;}
};

3.电话号码字母组合

题目链接：

17. 电话号码的字母组合 - 力扣（LeetCode）

题目描述：

数字“2-9”对应着一串字母，题目给定一串数字字符串，要求得到对应字母的全排列组合

解题思路：

这里画出部分逻辑，将数字先转化成字母串，对字母串每一个都单独往下递归，将递归至最后一层的结果记录下来，最终将所有组合完成递归后结束。

参考代码：

class Solution 
{string num_let[10] = {"","","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};
public://递归的参数设计上，第一个参数是数字字符，第二个di是用于在递归过程中控制字母字符是第几层的参数//第三个参数是用于在递归过程中记录下每次完成一次排列后的结果，第四个参数则是每次完成单趟排列后，统一存起来，用于返回的//因此，第一个参数和第四个参数采用的是传引用void letterCom(string& s_num,int di,string tmp,vector<string>& ret){if(di == s_num.size())//递归的结束条件，结束时将单次排列的结果存到ret中{ret.push_back(tmp);return;}//先将每一层对应的字母串取出来int num = s_num[di] - '0';string s_letter= num_let[num];//每一个都逐一向下递归for(auto ch: s_letter){letterCom(s_num,di+1,tmp+ch,ret);}}vector<string> letterCombinations(string digits) {vector<string> ret;//用于存放返回的结果if(digits == "")//这里是考虑到空数字字符，则直接返回空{return ret;}letterCom(digits,0,"",ret);//递归的参数不止一个digits，因此要单独用一个函数实现递归return ret;}
};

总结

本篇对vector的常用接口进行了整理介绍，并且整理了相关的OJ题，用于练习熟悉vector的使用。