【C++】STL容器——vector类的使用指南(含代码演示)（11）

前言

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主要内容含：

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一、vector类——基本介绍

• 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。
• 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。
• 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。
• 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、vector类——使用环境准备

• 在使用string类时，必须包含#include<vector> #include<iostream>以及 展开命名空间using namespace std;

三、vector类——文档查看

• 查看所有接口网站：https://cplusplus.com
  

四、vector构造&初始化

【1】四种构造方式总结

构造函数声明	功能说明
vector()（重点）	无参构造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） （缺省）	构造并初始化n个val
vector (const vector& x); （重点）	拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造 （这里用的迭代器不一定是vector的，可以给其他类型的迭代器）

【2】四种构造方式 [代码演示]

[ 1 ] 无参构造

vector<int> v1();  

[ 2 ] 构造并初始化n个val

//构造并初始化n个val（value可以是整型，string等等）
//< >内是val类型vector<int> v1(10, 1);                vector<string> v2(10, "***");for (auto e : v1){cout << e << " ";}cout << endl;

[ 3 ] 拷贝构造

vector<int> v1(10, 1); 
vector<int> v2(v1)

[ 4 ] 利用（两种）迭代器区间初始化

一、相关iterator

• 此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点

【注意点】

1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

iterator的使用	接口说明
begin +end（重点）	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin + rend	获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterat

	// 自己类型的迭代器，同是intvector<int> v1(10, 1);  vector<int> v3(v1.begin(), v1.end());//别人类型（char）的迭代器string str("hello world");vector<char> v4(str.begin(), str.end());

二、用其它类型初始化出现的问题

运行以下代码时，会发现原本应该打印【hello world】，结果却是【104 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100】

• 原因是，char转换成int会进行【 整型提升 】，打印出ASCALL码值

//别人类型（char）的迭代器string str("hello world");vector<char> v4(str.begin(), str.end());for (auto e : v4){cout << e << " ";}cout << endl;

三、利用指针初始化

• 我们知道，迭代器行为是模拟指针，所以迭代器可以类比成 “指针”，可以用以下形式初始化

	int a[] = { 16,2,77,29 };vector<int> v5(a, a+4);

五、vector的访问及遍历操作

vector访问	说明
find	查找
operator[] （重点）	像数组一样访问
iterator迭代器	while循环＆auto+范围for

[ 1 ] find

[ 2 ] operator[ ]

    vector<int> v;for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;

[ 3 ] vector的 访问及遍历操作 [代码演示]——迭代器

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

六、vector 增删查改

vector增删查改	接口说明
push_back（重点）	尾插
pop_back （重点）	尾删
insert	在position之前插入val
erase	删除position位置的数据
swap	交换两个vector的数据空间

[1] 尾插＆尾删

	vector<string> v;string name1("hello world");v.push_back(name1);v.push_back(string("hello world"));v.push_back("hello world");

[3] 头插——insert

    int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化
// 头插 v1.insert(v1.begin(), 100);

[4] 清除——erase

	int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化
// 头删v1.erase(v1.begin());

[4-PLUS] 清除特定位置——erase + find函数

（1）find函数

（2）代码演示

    int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化// 删除3，但是不知道3在哪个位置，怎么办？find//vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);//利用关键字autoauto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);if (pos != v1.end()){v1.erase(pos);}

七、vector 空间相关函数

【1】空间相关函数总结

容量空间	功能说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空，如果为空 （即不存在、已被赋值为null、false、0、''或未定义），则返回true ；否则返回 false 。
resize（重点）	改变vector的size
reserve （重点）	改变vector的capacity

• capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。
  这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义
  的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
• reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以 缓解vector增容的代价缺陷问题。
• resize在开空间的同时还会 进行初始化 ，影响size。

【2】size＆capacity [代码演示]

    vector<int> v1;int _size=capacity(v1);int _capacity=capacity(v1);

【3】empty [代码演示]

    vector<int> v1;v1.resize(10);empty(v1);//返回false

【4】reserve＆resize使用 [代码演示]

	vector<int> v1;v1.resize(10);for (size_t i = 0; i < 10; i++){v1[i] = i;}vector<int> v2;v2.reserve(10);
}