C++ STL入门教程(1)——vector(向量容器)的使用（附完整程序代码）

一、简介

Vectors 包含着一系列连续存储的元素，其行为和数组类似。

访问Vector中的任意元素或从末尾添加元素都可以在O(1)内完成，而查找特定值的元素所处的位置或是在Vector中插入元素则是O(N)。

Constructors	构造函数
Operators	对vector进行赋值或比较
assign()	对Vector中的元素赋值
at()	返回指定位置的元素
back()	返回最末一个元素
begin()	返回第一个元素的迭代器
capacity()	返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下）
clear()	清空所有元素
empty()	判断Vector是否为空（返回true时为空）
end()	返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置)
erase()	删除指定元素
front()	返回第一个元素
get_allocator()	返回vector的内存分配器
insert()	插入元素到Vector中
max_size()	返回Vector所能容纳元素的最大数量（上限）
pop_back()	移除最后一个元素
push_back()	在Vector最后添加一个元素
rbegin()	返回Vector尾部的逆迭代器
rend()	返回Vector起始的逆迭代器
reserve()	设置Vector最小的元素容纳数量
resize()	改变Vector元素数量的大小
size()	返回Vector元素数量的大小
swap()	交换两个Vector

二、完整程序代码

/*请务必运行以下程序后对照阅读*/

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

void print(int num)
{
	cout << num << " ";
}

int main()
{
	//1. 初始化
	vector v;
	vector::iterator iv;

	v.reserve(100);//设置vector最小的元素容纳数量
	v.assign(10, 2);//将10个值为2的元素赋到vector中
	cout << v.capacity() << endl; //返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下）
	cout << v.size() << endl; //返回Vector实际含有的元素数量
	cout << endl;

	//2. 添加
	//注意：push_front()只适用于list和deque容器类型
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		v.push_back(i);
	for_each(v.begin(), v.end(), print);//需要#include 
	cout << endl;
	cout << v.size() << endl;
	cout << endl;

	//3. 插入及遍历、逆遍历
	v.insert(v.begin() + 3, 99);
	v.insert(v.end() - 3, 99);
	for_each(v.begin(), v.end(), print);
	cout << endl;
	for_each(v.rbegin(), v.rend(), print);//在逆序迭代器上做++运算将指向容器中的前一个元素
	cout << endl;

	//一般遍历写法
	for(iv = v.begin(); iv != v.end(); ++iv)
        cout << *iv << " ";
    cout << endl;
    cout << endl;

	//4. 删除
	v.erase(v.begin() + 3);
	for_each(v.begin(), v.end(), print);
	cout << endl;
	v.insert(v.begin() + 3, 99);//还原

	v.erase(v.begin(), v.begin() + 3); //注意删除了3个元素而不是4个
	for_each(v.begin(), v.end(), print);
	cout << endl;

	//注意：pop_front()只适用于list和deque容器类型
	v.pop_back();
	for_each(v.begin(), v.end(), print);
	cout << endl;
	cout << endl;

	//5. 查询
	cout << v.front() << endl;
	cout << v.back() << endl;

	//危险的做法，但一般我们就像访问数组那样操作就行
	for (int i = 15; i < 25; i++)
		cout << "Element " << i << " is " << v[i] << endl;
	//安全的做法
	int i;
	try
	{
		for (i = 15; i < 25; i++)
			cout << "Element " << i << " is " << v.at(i) << endl;
	}
	catch (out_of_range err)//#include 
	{
		cout << "out_of_range at " << i << endl;
	}
	cout << endl;

	//6. 清空
	v.clear();
	cout << v.size() << endl;//0
	for_each(v.begin(), v.end(), print); //已经clear，v.begin()==v.end()，不会有任何结果。

	return 0;
}

三、补充

vector应该说是在STL中使用最广泛的容器。大家知道，数组是几乎每一种语言都拥有的底层数据结构，但在我们的工作中，我们会大量的使用数组来表示同一类事物的一个集合。而vector实质上就是一个可以存储任何元素的动态数组。

vector虽然不是一个低级的数据结构，但是它各个操作的效率几乎是和数组相同的。只是它会使用比普通数组更多的空间。因为在vector因为空间不足而需要重新分配空间的时候，它一般会分配更多的空间(可能是当前size的1.5倍，这个是由具体实现定义的)，以免每次插入一个新的元素的时候，都会重新分配空间。

重新分配空间是vector里面最没有效率的操作，所以在使用vector的时候要尽量避免重新分配空间。具体的方法是根据自己的实际需要来设定vector的capacity大小。

关于vector与list的详细比较，请参考这篇文章。

参考网站：http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/

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