【C++】vector容器的基本使用

一、vector是什么

vector是STL第一个正式的容器，它的底层其实就是动态数组，插入数据时当容量满了会自动扩容，它和string差不多，不同的之处之一在于vector本身是一个模板，它这个容器中可以存放各种各样的类型的数据，而string已经是模板实例化之后的结果。

vector类模板的第一个参数是T，其实就是你要放进容器中数据的类型，第二个参数我们暂且不管，它是一个空间配置器，主要是提高效率的，我们在实例化时暂且不传第二个参数，用它的默认缺省值，我们暂且只传第一个参数即可。

在本篇中涉及到allocator空间配置器的我们暂且不用管，可以先忽略。

 vector大多数接口和string的功能用法上没有什么太大的区别，这篇文章不会细讲，所以建议大家先去看一下这篇文章 -> string类的基本实现

二、基本使用

1、构造函数

C++98版本下有4个构造函数，我们这里只说C++98，不谈论其它版本。

我们来看一下它的使用：

void test_vector1()
{vector<int> v1;  //(1)默认构造vector<int> v2(10,1); //(2)带参构造，int类型的10个1vector<int> v3(v2.begin(),v2.end()); //(3)迭代器区间构造vector<int> v4(v3); //(4)拷贝构造
}

带有空间配置器的构造函数，我们用它的缺省值。

value_type就是模板的第一个参数T，即容器中存放数据的类型。

通过调试，我们可以看到各个容器中的内容：

2、析构函数

析构函数就不用多说了，我们创建容器添加数据，要在堆上开辟动态空间，析构函数就是要来对这些开辟的空间进行释放的，从而销毁容器对象。编译器会自动调用析构函数，我们可以不用单独处理。

我们可以通过调试简单演示一下：

程序结束前：

程序结束后：

程序结束自动调用析构，销毁容器对象。

3、赋值重载

它的作用就是将 x 中的所有元素复制到容器中。

我们用代码来理解一下：

void test_vector2()
{vector<int> v1(2,6);vector<int> v2(3,1);v2 = v1;
}

调试结果：

 赋值前：

赋值后：

从这两张图可以看出，当v2的size大小取决于v1，如果v2在赋值前容量比v1大，则赋值后保持不变，否则会扩容，保证能存放完v1的数据。

4、重载[]

因为vector的底层是动态数组，所以它也支持用[]来访问指定下标的元素。

void test_vector3()
{vector<int> v(6, 6);cout << v[0] << endl;cout << v[2] << endl;
}

在主函数中调用test_vector3()结果如下：

如果越界访问就会报错。

这里也有3种遍历容器的方法，和string差不多一样：

void test_vector4()
{vector<int> v1;vector<int> v2(10, 1);vector<int> v3(++v2.begin(), --v2.end());//1、重载[]for (size_t i = 0; i < v3.size(); i++){cout << v3[i] << " ";}cout << endl;//2、迭代器vector<int>::iterator it = v3.begin();while (it != v3.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//3、范围forfor (auto e : v3){cout << e << " ";}cout << endl;
}

在主函数中调用test_vector4()结果如下： 

  

这3种迭代方法，我们在string篇幅都已详细讲解了，大家如果不懂，可以看一下那篇文章。

5、扩容规律

 我们可以看一下vector在添加元素时，自动扩容的规律：

void TestVectorExpand()
{size_t sz;vector<int> v;sz = v.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';cout << "making v grow:\n";for (int i = 0; i < 100; ++i){v.push_back(i); //尾插if (sz != v.capacity()){sz = v.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}
}

 在主函数中调用TestVectorExpand()结果如下：

不难发现，它是从0开始扩的，这与string是不同的，它是严格的1.5倍扩容。

6、成员函数

成员函数中大多和string用法和功能一样，这里只说一些特殊的。

(1)reserve()

它的功能是也是预留容量的，也就是改变capacity的大小，它可以避免频繁扩容。

size_type是一个无符号整形，它和string中的reserve()成员函数相似，但有一点不同，我们先往下看，假设参数是n(就是改变后的容量大小)，分3种情况：

1、n < size

明确不会缩容。(这是和string不同的)

也不会改变size的大小，就是不会破坏原有内容。

2、size < n < capacity

明确不会缩容。(这是和string不同的)

3、n > capacity

会扩容，至少扩到n，也可能更多，这是不确定的。

我们写一段代码验证一下:

void test_vector5()
{vector<int> v(10, 1);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//1、 n > capacityv.reserve(20); cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//2、size < n < capacityv.reserve(15);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//3、n < sizev.reserve(5);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;
}

在主函数中调用test_vector5()结果如下： 

根据结果显示，当n < capacity时，它是不会缩容的，这是明确的。 

(2)resize()

它是将size设置为n，也分3种情况：

1、n < size

size的大小会变为n，其余的size - n个元素被删除(摧毁)，但capacity通常不变。

2、size < n < capacity

size的大小会变为n，插入n - capacity个数据，如果不给第二个参数，那就用给的缺省值来初始化这n - capacity个数据，如果value_type是自定义类型，就调用它的默认构造，如果想自己初始化这n - capacity个数据，那么就手动给第二个参数赋值。

3、n > capacity

会扩容，至少扩到n，也可能更多，这是不确定的。在vs下通常会扩的更多一些。

对于前两点，缩不缩容不一定，这个需要看平台的处理。

我们写一段代码验证一下:

void test_vector6()
{vector<int> v(3, 1);v.reserve(8); //提前预留8字节空间cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//1、n < sizev.resize(1);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//2、size < n < capacityv.resize(5, 3); //多余的n - size个数的数据初始化为3cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;//3、size > capacityv.resize(10,100);//多余的n - size个数的数据初始化为100cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;
}

 在主函数中调用test_vector6()结果如下：

大家对比上面的3点进行理解。 

(3)insert()

这里的insert比string当中的insert简洁了许多。

它在这不支持下标了，只支持迭代器。 

void test_vector7()
{	vector<int> v2(2, 0);vector<int> v1(5, 1);for (auto e : v1)cout << e << " ";cout << endl;v1.insert(v1.begin(), 0); //(1)在v1头部位置插入0for (auto e : v1)cout << e << " ";cout << endl;v1.insert(v1.begin() + 3, 3, 100); //(2)在v1下标为3的位置上插入3个100for (auto e : v1)cout << e << " ";cout << endl;v1.insert(v1.end(), v2.begin(), v2.end());//(3)在v1的末尾，插入一段迭代区间for (auto e : v1)cout << e << " ";cout << endl;
}

 在主函数中调用test_vector7()结果如下： 

它不直接支持下标，但间接却是支持的，因为用迭代器就可以实现下标的问题，假设你要在下标为3的位置插入数据，那迭代器 v.begin() + 3就可以实现。这里没有用下标更多的原因是和后面的容器进行兼容，像list，它的底层不是动态数组，用下标访问就是不合适的。所以我们在容器这一部分，统一都用迭代器。

 (4)erase()

同时，它也是只支持用迭代器来进行相应位置数据删除。 

7、其他

vector不支持流插入和流提取，因为它的打印形式是多样的，不像string那样是固定的，遇到'\0'就终止打印，vector不支持流插入和流提取方便了我们对打印形式的控制，更自由和灵活。

vector底层是动态数组，string底层也是动态数组，那vector<char> 可以等同于string吗？

答案是不能。

首先，string定义的对象后面默认有'\0'，vector<char>没有，其次，string定义的对象可以用字符串进行初始化，vector<char>不能，接着，string有很多针对字符串具有特定功能的接口，vector却没有，最后，string可以进行一些接口的传参，如果换用vector<char>则会麻烦许多。

所以vector<char> 是不可以取代string的。

三、结语

以上就是本篇的全部内容了，主要讲了vector的基本使用，希望大家有所收获，祝大家天天开心！