Day07 C++STL入门基础知识四——vector容器(上) 基本概念-构造函数-赋值操作-容量大小【全面深度剖析+例题代码展示】

Leave no stone unturned. 竭尽全力

1. 基本概念

1.1 功能

• vector数据类型和数组非常相似，也称为单端数组

1.2 与普通数组相同点与不同点

• 相同点: 都可以存取数据类型
• 不同点: 数组是静态空间，给定空间范围后，最多只能存取固定的数值；而vector可以动态扩展，伴随输入值可以扩展内存空间【注意:如果插入数据超过容器容量，则不是在原有空间内扩展，而是直接换一个内存更大的空间进行存储】

1.3 动态扩展

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放新空间
  
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

2. 构造函数

2.1 功能描述

• 创建vector容器

2.2 函数原型

• vector v; 采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); 将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身【注意前闭后开!!!】
• vector(n, elem); 构造函数将n个elem拷贝给本身
• vector(const vector &vec); 拷贝构造函数

2.3 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
//vector容器构造

void vectorPrint(vector<int> &v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}

void text01() {	
	//	默认构造，无参构造
	vector<int> v;	
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v);

	//通过区间方式进行构造,传入两个迭代器进行构造
	vector<int> v1(v.begin(), v.end());
	vectorPrint(v1);

	//n个elem方式构造
	vector<int> v2(10, 4); //第一个参数为个数，第二个参数为值
	vectorPrint(v2);

	//拷贝构造(重要!!!)
	vector<int> v3(v2);
	vectorPrint(v3);
}

int main() {
	text01();
}

3. 赋值操作

3.1 函数原型

• vector& operator=(const vector &vec); 重载等号操作符
• assign(begin, end); 将[begin, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
• assign(n, elem); 将n个elem拷贝赋值给本身

3.2 代码展示

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

void vectorPrint(vector<int> &v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}

//vector容器赋值操作
void text01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v1);
	
	//operator的"="赋值
	vector<int>v2 = v1;
	vectorPrint(v2);

	//assign赋值
	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());	//提供两个迭代器，一个指向起始数据(可以取到)，另一个指向结束数据(取不到)
	vectorPrint(v3);

	//n个elem方式赋值
	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 8);
	vectorPrint(v4);
}
int main() {
	text01();

	return 0;
}

4. 容量及大小

4.1 函数原型

• empty(); 判断容器是否为空
  • 如果为空，则返回true
  • 不为空，则返回false
• capacity 容器的容量
• size() 返回容器元素中的个数
• resize(int num); 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值0填充新的位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
• resize(int num, elem); 重新定义容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置；如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

4.2 代码展示

4.2.1 empty()

4.2.1.1 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
void text02() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v1);
	
	//判断是否为空 【空->true    非空->false】
	if (v1.empty()) cout << "v1为空" << endl;
	else cout << "v1不为空" << endl;
}

int main() {
	text02();
	return 0;
}

4.2.1.2 测试结果

4.2.2 capacity()

4.2.2.1 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
void text03() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v);
	int cap = v.capacity();
	cout << "容器的容量为:" << cap << endl;
}

int main() {
	text03();
	return 0;
}

4.2.2.2 测试结果

4.2.3 size()

4.2.3.1 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
void text04() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v);
	int size = v.size();
	cout << "容器的大小(容器中元素的个数)为:" << size << endl;
}

int main() {
	text04();
	return 0;
}

4.2.3.2 测试结果

4.2.4 resize()

4.2.4.1 基本用法

4.2.4.1.1 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
void text05() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v);
	v.resize(15);
	vectorPrint(v);
	//如果重新指定的比原来长了，默认用0填充新的位置
	v.resize(6);
	vectorPrint(v);
	//如果重新指定的比原来短了，则末尾超出容器长度的元素将会被删除 
}
int main() {
	text05();
	return 0;
}

4.2.4.1.2 测试结果

4.2.4.2 重载函数

• 利用重载版本，可以指定参数2为默认填充值

4.2.4.2.2 代码展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
void text06() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v);
	v.resize(15,111); //利用重载版本，可以指定参数2为默认填充值
	vectorPrint(v);
	//如果重新指定的比原来长了，默认用111填充新的位置
	v.resize(6);
	vectorPrint(v);
	//如果重新指定的比原来短了，则末尾超出容器长度的元素将会被删除 
}
int main() {
	text06();
	return 0;
}

4.2.4.2.2 测试结果

4.3 深度思考

4.3.1 思考1

4.3.1.1 疑问

如果插入10个数，那vector的容器的内存空间会刚好是10嘛？还是会大于是10？是个定值还是是随机的数捏？

4.3.1.2 测试

我们不妨写一下代码，检测一下：

//Day03 vector容器的容量和大小操作
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
//vector容器的容量和大小操作
void text01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v1);
	int cap=v1.capacity();
	cout << "容量为:" << cap << endl;
}
int main() {
	text01();
	return 0;
}

4.3.1.3 解答

答案是13。原因就是vector容器具有自动扩展的特性，使得容器的容量值总大于等于容器的大小(存入值的个数)

4.3.2 思考2

4.3.2.1 疑问

如果在已存入一些值的容器中，再插入一些数据，在已经达到容器容量的情况下，还会自动在容器末插入数据嘛？？？

4.3.2.2 解释

假设还是存入10个数值，原容器则会开辟出13个内存空间，剩余3个空间；如果再插入3个以上的数据，使容器大小>容器容量，则会重新开辟一个内存空间更大的容器，重新存储

4.3.3 思考3

4.3.3.1 疑问

容器的容量指的是容器的全部内存嘛？？？

4.3.3.2 解释

注意:vector容器中capacity并非显示的是vector真正所占用的空间，vector类本身用sizeof函数返回字节，是容器本身的占用空间，而用函数开辟的空间，被容器在堆中开辟的内存，不会影响容器本身的占用!要想获得容器的全部内存，需要用(sizeof(容器)+容器().capacity())计算！vs为1.5倍扩容，所以当插入10个数时内存空间扩到13，全部内存为29

4.3.3.3 举例展示

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void vectorPrint(vector<int>& v) {	//打印容器的函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << (*it) << " ";
	}
	cout << endl;
}
//vector容器的容量和大小操作
void text01() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	vectorPrint(v1);
	int cap=v1.capacity();
	cout << "容量为:" << cap << endl;
	int all_cap = v1.capacity() + sizeof(v1);
	cout << all_cap << endl;
}
int main() {
	text01();
	return 0;
}

Thanks for everything!