C++ vector容器
C++ vector容器
文章目录
- C++ vector容器
- 前言
-
- 1. vector基本概念
- 2. vector构造函数
- 3. vector赋值操作
- 4. vector容量和大小
- 5. vector插入和删除
- 6. vector数据存取
- 7. vector互换容器
- 8. vector预留空间
- 总结
前言
本文包含vector基本概念、vector构造函数、vector赋值操作、vector容量和大小、vector插入和删除、vector数据存取、vector互换容器、vector预留空间。
1. vector基本概念
功能：
vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
vector与普通数组区别：
不同之处在于数组是静态空间（大小固定），而vector可以动态扩展
动态扩展：
（1）、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，释放原空间；
（2）、vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。
2. vector构造函数
功能描述：
创建vector容器
函数原型：
（1）、vector 采用模板实现类实现，默认构造函数
// vector单端数组构造函数
#include （2）、vector(v.begin(), v.end()); 将v(begin(), end())区间中的元素拷贝给本身 （前闭后开）
// vector单端数组构造函数
#include （3）、vector(n, elem); 构造函数将n个elem拷贝给本身
// vector单端数组构造函数
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 将10个10拷贝给v
vector<int> v(10, 10);
Fun_Print(v); // 调用Fun_Print()函数，遍历v
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
（4）、vector(const vector &vec); 拷贝构造函数
// vector单端数组构造函数
#include 3. vector赋值操作
功能描述：
给vector容器进行赋值
函数原型：
（1）、vector& operator=(const vector &vec); 重载等号操作符
// vector单端数组赋值
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 默认构造，无参构造
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i); // 向容器中存放数据
}
// 赋值 operator=
vector<int> v1 = v;
Fun_Print(v1);
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
（2）、assign(beg, end); 将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
// vector单端数组赋值
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 默认构造，无参构造
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i); // 向容器中存放数据
}
// 使用assign()函数，将容器v起始迭代器到结束迭代器之间的元素赋给v1
vector<int> v1;
v1.assign(v.begin(), v.end());
Fun_Print(v1);
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
（3）assign(n, elem); 将n个elem拷贝赋值给本身
// vector单端数组赋值
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 使用assign()函数，将10个'a'赋值给本身
vector<int> v1;
v1.assign(10, 'a'); // a - 97
Fun_Print(v1);
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
4. vector容量和大小
功能描述：
对vector容器的容量和大小操作
函数原型：
（1）、empty(); 判断容器是否为空
// vector单端数组容量和大小
#include 
（2）、capacity(); 容器的容量
// vector单端数组容量和大小
#include 
（3）、size(); 返回容器中元素的个数
// vector单端数组容量和大小
#include 
（4）、resize(int num);
1）、重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置 （默认填充0）
2）、如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
// vector单端数组容量和大小
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
// 向容器中放数据
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
// resize()重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置
v.resize(10);
Fun_Print(v); // 调用Fun_Print()函数，遍历容器v
// resize()重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
v.resize(5);
Fun_Print(v); // 调用Fun_Print()函数，遍历容器v
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
（5）、resize(int num, elem);
1）、重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置
2）、如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
// vector单端数组容量和大小
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
// 向容器中放数据
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
// resize()重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置；可以利用重载版本替换默认填充，默认填充10
v.resize(10, 10);
Fun_Print(v); // 调用Fun_Print()函数，遍历容器v
// resize()重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
v.resize(5, 50);
Fun_Print(v); // 调用Fun_Print()函数，遍历容器v
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
5. vector插入和删除
功能描述：
对vector容器进行插入、删除操作
函数原型：
（1）、push_back(ele); 尾部插入元素ele
（2）、pop_back(); 删除最后一个元素
（3）、insert(const_iterator pos, ele); 迭代器指向位置pos插入元素ele （第一个参数为迭代器）
（4）、insert(const_iterator pos, int count,ele); 迭代器指向位置pos插入count个元素ele
（5）、erase(const_iterator pos); 删除迭代器指向的元素
（6）、erase(const_iterator start, const_iterator end); 删除迭代器从start到end之间的元素
（7）、clear(); 删除容器中所有元素
// vector单端数组插入和删除
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
// 1、push_back()向容器尾部插入元素
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
Fun_Print(v); // 1 2 3
// 2、pop_back()插入容器尾部元素
v.pop_back();
Fun_Print(v); // 1 2
// 3、insert()在容器的结束迭代器处，插入100
v.insert(v.end(), 100);
Fun_Print(v); // 1 2 100
// 4、insert()在容器的结束迭代器处，插入5个1000
v.insert(v.end(), 5, 1000);
Fun_Print(v); // 1 2 100 1000 1000 1000 1000 1000
// 5、erase()删除容器开始迭代器中的元素
v.erase(v.begin());
Fun_Print(v); // 2 100 1000 1000 1000 1000 1000
// 6、erase()删除容器开始迭代器到结束迭代器中的元素
v.erase(v.begin(), v.end());
Fun_Print(v); //
// 7、clear()情况容器中的元素
v.clear();
Fun_Print(v); //
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
6. vector数据存取
功能描述：
对vector中的数据的存取操作
函数原型：
（1）、at(int idx); 返回索引idx所指的数据
（2）、operator[i]; 返回索引idx所指的数据
（3）、front(); 返回容器中第一个数据元素
（4）、back(); 返回容器中最后一个数据元素
// vector单端数组容器数据存取
#include 
7. vector互换容器
功能描述：
实现两个容器内元素进行互换
函数原型：
swap(vec); 将vec与本身的元素互换
// vector单端数组容器数据存取
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// push_back()向容器尾部插入元素
v.push_back(i);
v1.push_back(i + 100);
}
cout << "容器互换前----------------------------" << endl;
Fun_Print(v);
Fun_Print(v1);
v.swap(v1); // swap()将v1容器中的数据元素与本身的数据元素进行互换
cout << "容器互换后----------------------------" << endl;
Fun_Print(v);
Fun_Print(v1);
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
实际用途：使用swap收缩内存空间
// vector单端数组容器数据存取
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
// push_back()向容器尾部插入元素
v.push_back(i);
}
cout << "v容器的容量为：" << v.capacity() << endl; // 138255
cout << "v容器的个数为：" << v.size() << endl; // 100000
v.resize(3); // 重新指定个数
cout << "指定个数后------------------------------" << endl;
cout << "v容器的容量为：" << v.capacity() << endl; // 138255
cout << "v容器的个数为：" << v.size() << endl; // 3
// 收缩内存；使用swap收缩内存
vector<int>(v).swap(v); //vector(v)匿名对象；相当于利用v来创建了一个新的对象，其实是调用拷贝构造函数创建一个新对象（x）；实际无名（x）；按照v来做初始化操作，会按v目前所用的元素个数来初始化匿名对象（x）的大小；所以匿名对象最开始大小和容量都为3；使用swap，容器交换后，匿名对象会进行回收
// 互换元素的本质：相当于指针的交换
// 匿名对象特点：当前行代码执行完后，匿名对象立即被回收，系统回收
cout << "收缩内存后------------------------------" << endl;
cout << "v容器的容量为：" << v.capacity() << endl; // 3
cout << "v容器的个数为：" << v.size() << endl; // 3
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
8. vector预留空间
功能描述：
减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
函数原型：
reserve(int len); 容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问
// vector单端数组容器数据存取
#include 类型的形参v
// vector::iterator 拿到vector这种容器的迭代器类型；每个容器都有一个专属的迭代器类型
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " "; // it是个迭代器类型，本是是个指针，需使用*解引用
}
cout << endl;
}
void test() {
// 创建vector单端数组容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
// 利用reserve()预留空间
v.reserve(100000); // 如果一开始就预留足够的空间，就不用连续开辟（动态扩展）30次
int num = 0; // 统计开辟次数
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
if (p != &v[0]) { // 如果这个指针，不等于v容器第0位位置的地址，首地址；创建v时，会先开辟一块内存空间，当大小超过容量时，会再次开辟一块新的内存空间，首地址会发生改变
p = &v[0]; // 让指针p指向首地址；相当于跟换了一次地址
num++;
}
}
cout << "num:" << num << endl; // num:30；动态扩展，开辟空间，将原有数据存入新空间，释放原空间，做了30次；写了预留v.reserve(100000);则只开辟一次
}
int main() {
test();
system("pause"); // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果
return 0; // 程序正常退出
}
总结
（1）、vector 的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可；
（2）、vector 赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以；
（3）、vector 判断是否为空 — empty；
（4）、vector 返回元素个数 — size；
（5）、vector 返回容器容量 — capacity；
（6）、vector 重新指定大小 — resize；
（7）、vector 尾插 — push_back；
（8）、vector 尾删 — pop_back；
（9）、vector 插入 — insert (位置迭代器)；
（10）、vector 删除 — erase （位置迭代器）；
（11）、vector 清空 — clear ；
（12）、除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以；
（13）、front() 返回容器第一个元素；
（14）、back() 返回容器最后一个元素；
（15）、swap() 可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果；
（16）、如果数据量较大，可以一开始利用reserve()预留空间。