c++ STL-vector详解

vector头文件

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vector概述

     vector的数据安排和操作方式与c++内建的array非常相似。不同之处就是array是静态分配内存空间，需要在定义array的时候就给定array的大小。vector是动态分配内存空间的，随着新元素的加入，系统会自动进行内存的扩容。

vector内存详解

     vector维护的是一个连续的线性空间。那么当新的元素加入时，如果内存不够用了，系统会怎么处理?

     首先，vector的内存是连续的线性空间，所以当内存不够用时只能重新分配更大的连续内存，然后把之前的数据复制到新的内存中，释放之前的内存，最后继续push新的数据。

     那么，这个内存空间怎么计算呢？怎么知道扩容时应该分配多大的内存？

     显然，如果扩容较小，则会导致扩容次数增多，复制操作变多，影响效率。但是如果扩容太大，又会导致资源浪费。权衡两者，目前的扩容方法如下:

1. 初始时，vector的capacity为0

2. 插入一个元素时，vector的capacity为1

3. 后面继续插入元素时不同编译器的扩容方式不一致，

     VS2015中以1.5倍扩容，GCC以2倍扩容。

以VS2015为例，写代码具体看看：

int main()
{
	vector v;
	for (int i = 0; i < 16; i++)
	{
		cout << "the size is: " << v.size() << endl;
		cout << "the capacity is: " << v.capacity() << endl;
		v.push_back(i);
	}
	return 0;
}

 测试结果如下:

                                 

vector用法详解:

       建议有时间和兴趣的同学读一下STL源码，个人感觉写的确实很好，对写代码提升很大。由于是几年前看过的，现在忘得差不多了，此处就先省略，直接讲下vector的用法:

1. vector的构造

vector( const Allocator& = Allocator() );
vector( size_type n,constT& value = T(), const Allocator& = Allocator() );
template 
     vector ( InputIterator first, InputIterator last, const Allocator& = Allocator() );
vector ( const vector& x );

具体用法：

vector v1;                          // size=0, 无数据
vector v2(5);                       // 数据为{0,0,0,0,0}
vector v3(5, 10);                   // 数据为{10,10,10,10,10}
int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector v4(arr, arr+5);              // 数据为{1,2,3,4,5}
vector v5(v4.begin(), v4.end()-1);  // 数据为{1,2,3,4}
vector v6(v5);                      // 数据为{1,2,3,4}
vector v7 = v6;                     // 数据为{1,2,3,4}

2. vector的assign函数

函数原型是：
1:void assign(const_iterator first,const_iterator last);
2:void assign(size_type n,const T& x = T());

第一个相当于个拷贝函数，把first到last的值赋值给调用者;
第二个把n个x赋值给调用者；

int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector v1(arr, arr + 5);
vector v2;
v2.assign(v1.begin(), v1.begin() + 2);  // v2结果: {1,2}
vector v3;
v3.assign(6,8);                         // v3结果: {8,8,8,8,8}

3. vector的一些查询操作

int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector v(arr, arr+5);
bool empty = v.empty(); // vector是否为空，是返回true,否则为false
int size = v.size();    // vector的大小，返回vector实际填充数据的大小
int cap = v.capacity(); // vector内存大小，返回vector实际占用内存的大小

4. vector的push_back和pop_back函数

vector v(2,6); // v为{6,6}
v.push_back(3);     // v为{6,6,3}
v.pop_back();       // v为{6,6}

    push_back的用法很简单，就是在vector的最后插入一个值。 返回值为void。

5. vector的insert函数

insert() 函数有以下两种用法: 
1、 iterator insert(const_iterator _Where, const bool& _Val)： 
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器。

2、 iterator insert(const_iterator _Where, size_type _Count, const bool& _Val)
在指定位置loc前插入count个值为val的元素 

vector v;
v.push_back(3);                                       // v为：{3}
vector::iterator it1 = v.insert(v.begin(),5);    // v为：{5,3}
vector::iterator it2 = v.insert(v.end(), 3, 1);  // v为：{5,3,1,1,1}
int a = *it1;  // 运行到此处程序会崩溃，后面讲为什么
int b = *it2; 

6. vector的begin和end函数

vector v;
v.push_back(3);
vector::iterator begin = v.begin(); // 返回vector的第一个迭代器
int a = *begin; // a = 3
vector::iterator end = v.end();
int b = *end; // 程序崩溃，因为end指向未知内存

7. vector的clear和erase函数

earse参数为iterator ，删除vector中这个迭代器指向的数值。

clear，清除vector中所有数据。释放内存。

vector v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);                             // v是{1,2,3}
vector::iterator begin = v.begin();
v.erase(begin+1);                           // v是{1,3}
v.clear();                                  // v是{}

8. vector的front和back函数

front/back函数和前面的begin和end函数类似，只是返回值类型不同。begin/end返回值为itorator，front/back返回值为reference.

vector v1(arr, arr + 5);
int a = v1.front();  // a = 1
int b = v1.back();   // b = 5

9. vector的at函数

at函数和vector[]类似，但是比vector[]更安全，因为他有边界判断。

int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector v1(arr, arr + 5);
int a = v1.at(1); // a = 2
int b = v1.at(7); // 超过边界，抛出异常。
int c = v1[7];    // 超过边界，不抛出异常，所以很危险。

10. vector的reserve和resize函数

int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector v1(arr, arr + 5);
cout << "size is: " << v1.size() << "  , capacity: " << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(10);
cout << "size is: " << v1.size() << "  , capacity: " << v1.capacity() << endl;
v1.resize(20);
cout << "size is: " << v1.size() << "  , capacity: " << v1.capacity() << endl;

运行结果如下:

                      

 

待研究内容: 

vector的迭代器是一个普通指针。支持it++,it--等操作。

vecor的insert会造成所有迭代器失效，因为verctor的记忆体重新配置。

vector在尾部进行插入和删除操作，有front和back函数分别用于取头、尾数据。

erase函数用来清除部分数据，清除之后返回下一个元素的指针。

insert函数用来在某位置插入指定个数的元素，eg: insert(iterator it,int len,int num);

二维vector的push_back：首先定义一个一维vector，给一维vector中push数据，然后把一维vector push到二维vector中。

vector清除的三种方法：

vector vec;

1、用clear，vec.clear(); 此方法清除数据但不释放空间

2、循环使用erase，效果同上

3、swap，vector ().swap(vecInt); ，清除容器并最小化它的容量，