C++STL之vector 容器
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本文前置知识：C++基础
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目录
一、vector 容器基本概念
什么是vector？
vector基本概念
vector的结构
二、vector 迭代器
三、vector API
1、vector 构造函数
2、赋值与交换语句
3、vector大小操作
4、使用resize swap收缩容器的容量（难点）
5、reserve预留空间大小
6、数据的存取
7、插入和删除
一、vector 容器基本概念
什么是vector？
vector 是 C++ STL 中的一种顺序容器，其内部实现是通过动态数组实现的，可以存储任意类型的数据。vector可以自动调整大小，当容器中的元素数量增加或减少时，可以自动重新分配内存。vector支持随机访问，可以像数组一样访问其中的元素，同时也支持在容器的末尾添加和删除元素。vector是C++标准库中的一个重要组件。
vector基本概念
-
数据存储方式： vector 内部使用动态数组实现数据的存储，因此它可以随意扩展和缩小自身的存储空间，而且相比于数组，vector 更加灵活和方便。
-
大小和容量： vector 具有两个概念——大小和容量，大小表示当前 vector 中实际存储的元素数量，而容量则表示 vector 内部实际分配的存储空间大小。当 vector 容量不足时，会自动重新分配内存并将元素复制到新的内存中。
-
迭代器： vector 提供了迭代器，可以通过迭代器来遍历 vector 中的元素。vector 有很多种迭代器，比如
iterator、const_iterator、reverse_iterator、const_reverse_iterator等。 -
增删改查操作： vector 提供了很多种便捷的增删改查操作，比如
push_back、pop_back、insert、erase、clear等。 -
特殊操作： vector 还提供了一些特殊的操作，比如使用
reserve函数预分配内存、使用resize函数改变 vector 的大小等等。
vector的结构
一图让你明白~
二、vector 迭代器
Vector 维护一个线性空间， 所以不论元素的型别如何， 普通指针都可以作为vector 的迭代器， 因为 vector 迭代器所需要的操作行为， 如 operaroe, operator->,operator++, operator--, operator+, operator-, operator+=, operator-=, 普通指针天生具备。 Vector 支持随机存取， 而普通指针正有着这样的能力。 所以 vector 提供的是随机访问迭代器(Random Access Iterators)。根据上述描述， 如果我们写如下的代码： Vector::iterator it1; Vector::iterator it2; it1 的型别其实就是 Int,it2 的型别其实就是 Teacher*。
三、vector API
1、vector 构造函数
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。
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、赋值与交换语句
assign(beg, end);//将[beg, 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。
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
swap(vec);// 将 vec 与本身的元素互换。
void printVectorInt(vector& v)
{
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)//v.begin()和v.end()可以看作是指向头尾的指针
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector v1(5, 10);
vector v2;
//vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
v2 = v1;
printVectorInt(v2);
//assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身
vector v3;
v3.assign(5, 100);
printVectorInt(v3);
//assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
vector v4;
v4.assign(v3.begin(), v3.end());
printVectorInt(v4);
//swap(vec);// 将vec与本身的元素互换。
vector v5(5, 20);
vector v6(10, 40);
printVectorInt(v5);
printVectorInt(v6);
v5.swap(v6);
printVectorInt(v5);
printVectorInt(v6);
} 运行效果：
3、vector大小操作
size();//返回容器中元素的个数
empty();//判断容器是否为空
resize(int num);//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。 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);//重新指定容器的长度为 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。
capacity();//容器的容量
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。1
void printVectorInt(vector& v)
{
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
//v.begin()和v.end()可以看作是指向头尾的指针
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test02()
{ vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
if (v.empty())
{
cout << "v容器为空" << endl;
}
else
{
cout << "容器非空" << endl;
cout << "size = " << v.size() << endl;
cout << "capacity = " << v.capacity() << endl;
//容量 >= size
}
printVectorInt(v);//10 20 30 40
//resize(int num);//重新指定容器的长度为num
//多出的部分 自动补0
v.resize(8);
printVectorInt(v);//10 20 30 40 0 0 0 0
//resize(int num, elem);//重新指定容器的长度为num，
//若容器变长，则以elem值填充
v.resize(10, 5);
printVectorInt(v);//10 20 30 40 0 0 0 0 5 5
v.resize(2);
printVectorInt(v);//10 20
}
运行效果：
2（resize 作用的容器的大小 不会更改容器的容量）
void test03()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
v.push_back(60);
cout << "size = " << v.size() << endl;
cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;
printVectorInt(v);
cout << "‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐" << endl;
v.resize(2);
cout << "size = " << v.size() << endl;
cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;
printVectorInt(v);
} 运行效果：
4、使用resize swap收缩容器的容量（难点）
在C++中，vector是一种动态数组容器。当元素个数超过容器当前容量时，会自动分配更多的内存来存储元素。但是，当容器中元素个数减少时，vector并不会自动收缩内存，而是会保留之前分配的内存空间，浪费了内存资源。
为了解决这个问题，可以使用resize()和swap()函数来收缩容器的容量。
resize()函数可以用来改变容器的大小，它有两个重载版本：
-
resize(n)：将容器的大小改为n，如果n小于容器当前大小，则会删除超出n的元素；如果n大于容器当前大小，则会在容器末尾添加默认值的元素，比如int类型的默认值为0。
-
resize(n, value)：将容器的大小改为n，如果n小于容器当前大小，则会删除超出n的元素；如果n大于容器当前大小，则会在容器末尾添加value值的元素。
使用resize()函数可以有效地收缩容器的大小，但是它并不能释放容器的内存空间。为了释放内存空间，可以使用swap()函数。
swap()函数可以交换两个容器的元素，使用swap()函数可以将一个空的vector容器和另一个容器交换，从而释放空的容器之前占用的内存空间。
void test04()
{
vector v;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
v.push_back(i);
}
cout << "size = " << v.size() << endl;//1000
cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//1066
//使用reszie将空间 置成10个元素（可以吗?）
v.resize(10);//不能修改容量 只能修改size
cout << "size = " << v.size() << endl;//10
cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//1066
//使用swap收缩容器的容量
vector(v).swap(v);
cout << "size = " << v.size() << endl;//10
cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//10
}
运行效果：
一图让你了解~
5、reserve预留空间大小
//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
void test05()
{
vector v;
//一次性 给够空间 叫空间预留
v.reserve(1000);//预留空间 1000个元素
int* p = NULL;
int count = 0;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
v.push_back(i);
if (p != &v[0])
{
count++;
p = &v[0];
}
}
cout << "重新另寻空间次数:" << count << endl;
}
运行效果：
如果没有：v.reserve(1000); 结果为11
如果有:v.reserve(1000); 结果为1
6、数据的存取
at(int idx); //返回索引 idx 所指的数据， 如果 idx 越界， 抛出 out_of_range 异
常。
operator[];//返回索引 idx 所指的数据， 越界时， 运行直接报错
front();//返回容器中第一个数据元素
back();//返回容器中最后一个数据元素
void test06()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
printVectorInt(v);//10 20 30 40
cout << v[2] << endl;//30
cout << v.at(2) << endl;//30
//[] 越界 不抛出异常
//at 越界 抛出异常
cout << "front = " << v.front() << endl;//10
cout << "back = " << v.back() << endl;//40
} 运行效果：
7、插入和删除
insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置 pos 插入 count个元素 ele.
push_back(ele); //尾部插入元素 ele
pop_back();//删除最后一个元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从 start 到 end 之间的元素
erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
clear();//删除容器中所有元素
void test07()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
printVectorInt(v);//10 20 30 40
//insert(const_iterator pos, int count,ele);
//迭代器指向位置pos插入count个元素ele.
v.insert(v.begin() + 2, 3, 100);
printVectorInt(v);//10 20 100 100 100 30 40
//尾部删除：pop_back();//删除最后一个元素
v.pop_back();//将40删除了
printVectorInt(v);//10 20 100 100 100 30
//erase(const_iterator start, const_iterator end);
//删除迭代器从start到end之间的元素
v.erase(v.begin() + 2, v.end()-1);
printVectorInt(v);//10 20 30
//erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
v.erase(v.begin() + 1);//删除20的位置
printVectorInt(v);//10 30
cout << "size = " << v.size() << ", capacity = " << v.capacity() << endl;
//clear();//删除容器中所有元素
v.clear();
printVectorInt(v);//啥也没有
cout << "size = " << v.size() << ", capacity = " << v.capacity() << endl;
} 运行效果：
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给个三连再走嘛~