【C++】STL —— 一张图带你了解常用vector的函数
目录
思维导图（建议收藏，复习小宝贝）
一、vector类简介
二、vector常用接口
1.vector类对象初始化操作
1.构造函数
2.析构函数
3.赋值重载函数
2.vector类对象容量相关接口
1.基本使用方法
2.vector增容机制
3.vector类对象访问及遍历操作
1.元素访问——下标
2. 元素访问——迭代器
3.元素访问——范围for
4.vector类对象的修改操作
三、牛刀小试
思维导图（建议收藏，复习小宝贝）
一、vector类简介
vector是C++标准模板库中的部分内容，中文偶尔译作"容器"，但并不准确。它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。
1. vector是表示可变大小数组的序列容器。2. 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。3. 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。4. 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。5. 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。6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， 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lists和 forward_lists统一的迭代器和引用更好
二、vector常用接口
1.vector类对象初始化操作
1.构造函数
void test_vector1()
{
vector v1; //无参构造
vector v2(10, 8); //用10个8初始化
vector v3(v2.begin(), v2.end()); //迭代器区间初始化
vector v4(v3); //拷贝构造
string s1("hello world");
vector v5(s1.begin(), s1.end()); //用string的迭代器区间初始化
} 2.析构函数
系统会自动调用析构函数
3.赋值重载函数
int main ()
{
std::vector v1 (3,0);
std::vector v2 (5,0);
//赋值前
cout << int(v1.size()) << '\n'; // v1 = 3
cout << int(v2.size()) << '\n'; // v2 = 5
v2 = v1;
//赋值后
cout << int(v1.size()) << '\n'; // v1 = 3
cout << int(v2.size()) << '\n'; // v2 = 3
return 0;
} 2.vector类对象容量相关接口
| 函数接口 | 说明 |
|---|---|
| size | 当前有效存储的数据个数，并不是容量 |
| capacity | 当前为vector分配的存储空间大小 |
| reserve | 如果n（增容的数量）大于当前vector容器的容量，该函数会使容器重新分配存储空间，将容量增加到n(或更大)。 |
| resize | 1.如果n（增容的数量）小于当前容器的大小，则内容会减少到其前n个元素，并删除(并销毁它们)。 2.如果n（增容的数量）大于当前容器的大小，则通过在末尾插入尽可能多的元素来扩展内容，使容器的大小达到n。如果指定了val，则新元素被初始化为val的副本，否则被初始化为值 |
| empty | 判断容器是否为空 |
| max_size | 返回vector容器所能容纳的最大元素个数 |
1.基本使用方法
void test_vector3()
{
vector v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(5);
v1.size(); // 计算当前数据个数
v1.capacity(); // 计算当前的空间容量
v1.max_size(); // 查看最大容量
v1.empty(); // 判断容器是否为空
v1.reserve(100); // 扩容
v1.resize(100, 5); // 扩容+初始化 或 删除数据
} 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.vector增容机制
//检查容量递增情况
void test_vector4()
{
size_t sz;
std::vector foo;
sz = foo.capacity();
std::cout << "making foo grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
foo.push_back(i);
if (sz != foo.capacity())
{
sz = foo.capacity();
std::cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
} 
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，顺序表增容都是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。
3.vector类对象访问及遍历操作
这三种遍历方式大致上和string类是一样的
1.元素访问——下标
| 常用函数 | 说明 |
|---|---|
| operator[ ] | 支持下标访问，返回对位于字符串中pos位置的元素的引用。 |
| front | 返回对vector容器中第一个元素的引用。 |
| back | 返回对vector容器中最后一个元素的引用。 |
| at | 支持下标访问，返回对位于字符串中pos位置的元素的引用。 |
void test_vector2()
{
vector v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//方式1 ----- operator[ ]
for (size_t i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";// v1[i] 等价于 v1.operator[](i)
v1[i] += 1;//修改
}
cout << endl;
for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
{
s1.at(i) += 1;
}
}
operator[ ] 和 at 的效果是一样的，两者区别在于检查机制：
operator[ ]：当发生越界访问时，会直接assert报错；
at：当发生越界访问时，会直接抛异常
2. 元素访问——迭代器
void test_vector2()
{
vector v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//方式2 ----- 迭代器（在C++中凡是使用迭代器，都是左闭右开区间）
vector::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
*it -= 1;
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
3.元素访问——范围for
void test_vector2()
{
vector v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//方式3 ----- 范围for
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;;
} 4.vector类对象的修改操作
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| assign | 将新内容赋给vector，替换其当前内容，并相应地修改其大小。 |
| push_back | 在vector的最后一个元素之后添加一个新元素。 |
| pop_back | 移除vector中的最后一个元素，有效地将容器大小减少1。 |
| insert | 1.在指定位置插入一个元素 2.在指定位置插入多个 3.在指定位置插入插入某迭代器区间的元素 |
| erase | 从vector中移除单个元素或一组元素（迭代器区间）。 |
| swap | 交换两个数据 |
| clear | 将数据清空 |
void test_vector3()
{
vector v1;
vector v2(4,8);
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(5);
v1.push_back(6);
//查找---在vector里没有find函数
vector::iterator ret = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
//auto ret = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
if (ret != v1.end())
{
cout << "找到了" << endl;
v1.insert(ret, 30); //在ret的前面插入30
v1.insert(ret, 3, 40); //在ret的前面插入3个40
v1.insert(ret, v2.begin(), v2.end()); //在ret前面插入v2的迭代器区间
}
v1.insert(v1.begin(), 10); //在v1的起始迭代器前插入10（相当于头插）
v1.insert(v1.end(), 20); //在v1的末尾迭代器前插入10（相当于尾插）
vector::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
if (pos != v1.end())
{
v1.erase(pos); // 删除pos位置的元素
}
v1.erase(v1.begin() + 2, v1.end() - 3); // 删除一部分元素
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v1.clear(); //清空数据
} 在vector中并没有find函数，但是在string类当中却有，这是为什么呢？
因为vector本身作为数组，对于查找的需求比较简单，不想string类那样需要查找子串，我们可以直接使用算法库当中的find函数（使用前需要包#include
头文件）。
库中的代码实现：
返回范围[first,last]中第一个与val比较相等的元素的迭代器，如果没有找到这样的元素，则返回last。
template
InputIterator find (InputIterator first, InputIterator last, const T& val)
{
while (first!=last) {
if (*first==val) return first;
++first;
}
return last;
} 三、牛刀小试
链接：https://leetcode.cn/problems/single-number/
class Solution {
public:
int singleNumber(vector& nums) {
int n = 0;
for(auto e : nums)
{
n ^= e; //让数组中的每个数异或一下，相同的数异或为0
}
return n;
//或
/*
for(int i = 0;i < nums.size();++i)
{
n ^= nums[i];
}
return n;
*/
}
}; 本篇博客还一个比较重要的知识点：迭代器试下的问题。将会在下一期的博客中更新，对于vector的相关练习也会陆续更新