C++ STL库 Vectors

C++ 标准模板库(STL)

C++ STL (Standard Template Library标准模板库) 是通用类模板和算法的集合，它提供给程序员一些标准的数据结构的实现如 queues(队列), lists(链表), 和 stacks(栈)等.

C++ STL 提供给程序员以下三类数据结构的实现:

• 顺序结构
  • C++ Vectors
  • C++ Lists
    • C++ Double-Ended Queues
  • 容器适配器
    • C++ Stacks
    • C++ Queues
    • C++ Priority Queues
  • 联合容器
    • C++ Bitsets
    • C++ Maps
    • C++ Multimaps
    • C++ Sets
    • C++ Multisets

C++ Vectors

        Vectors 包含着一系列连续存储的元素,其行为和数组类似。访问Vector中的任意元素或从末尾添加元素都可以在常量级时间复杂度内完成，而查找特定值的元素所处的位置或是在Vector中插入元素则是线性时间复杂度。

Constructors	构造函数
Operators	对vector进行赋值或比较
assign()	对Vector中的元素赋值
at()	返回指定位置的元素
back()	返回最末一个元素
begin()	返回第一个元素的迭代器
capacity()	返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下）
clear()	清空所有元素
empty()	判断Vector是否为空（返回true时为空）
end()	返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置)
erase()	删除指定元素
front()	返回第一个元素
get_allocator()	返回vector的内存分配器
insert()	插入元素到Vector中
max_size()	返回Vector所能容纳元素的最大数量（上限）
pop_back()	移除最后一个元素
push_back()	在Vector最后添加一个元素
rbegin()	返回Vector尾部的逆迭代器
rend()	返回Vector起始的逆迭代器
reserve()	设置Vector最小的元素容纳数量
resize()	改变Vector元素数量的大小
size()	返回Vector元素数量的大小
swap()	交换两个Vector

构造函数

        

vector(); vector( size_type num, const TYPE &val ); vector( const vector &from ); vector( input_iterator start, input_iterator end );

C++ Vectors可以使用以下任意一种参数方式构造:

• 无参数 - 构造一个空的vector,
• 数量(num)和值(val) - 构造一个初始放入num个值为val的元素的Vector
• vector(from) - 构造一个与vector from 相同的vector
• 迭代器(start)和迭代器(end) - 构造一个初始值为[start,end)区间元素的Vector(注:半开区间).

注意：迭代器，其实就是类似自带的一个指针。

        TYPE：可以是任意类型的数据。

        Vectors不外乎就是封装好的数据结构，并自带一些增删查改的接口。

        所有接口都可能有不止一个重载。

        但基本都会有一个普通版和带迭代器的。

        如果感觉接口不够或者有些运算符不符合自定义的类，可以自行重载运算符。

举例,下面这个实例构造了一个包含5个值为42的元素的Vector

vector v1( 5, 42 );

运算符

语法:

v1 == v2 v1 != v2 v1 <= v2 v1 >= v2 v1 < v2 v1 > v2 v[]

C++ Vectors能够使用标准运算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >. 要访问vector中的某特定位置的元素可以使用 [] 操作符.

两个vectors被认为是相等的,如果:

1. 它们具有相同的容量
2. 所有相同位置的元素相等.

vectors之间大小的比较是按照词典规则.

assign函数

语法:

void assign( input_iterator start, input_iterator end ); void assign( size_type num, const TYPE &val );

assign() 函数要么将区间[start, end)的元素赋到当前vector,或者赋num个值为val的元素到vector中.这个函数将会清除掉为vector赋值以前的内容.

at函数

语法:

TYPE at( size_type loc );

at() 函数 返回当前Vector指定位置loc的元素的引用. at() 函数 比 [] 运算符更加安全, 因为它不会让你去访问到Vector内越界的元素. 例如, 考虑下面的代码:

vector v( 5, 1 );

for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
  cout << "Element " << i << " is " << v[i] << endl;
}
  

这段代码访问了vector末尾以后的元素,这将可能导致很危险的结果.以下的代码将更加安全:

vector v( 5, 1 );

for( int i = 0; i < 10; i++ ) {
  cout << "Element " << i << " is " << v.at(i) << endl;
}

取代试图访问内存里非法值的作法,at() 函数能够辨别出访问是否越界并在越界的时候抛出一个异常.

back 函数

语法:

TYPE back();

back() 函数返回当前vector最末一个元素的引用.例如:

vector v;

for( int i = 0; i < 5; i++ ) {
  v.push_back(i);
}

cout << "The first element is " << v.front() 
     << " and the last element is " << v.back() << endl;

这段代码产生如下结果:

The first element is 0 and the last element is 4

begin 函数

语法:

iterator begin();

begin()函数返回一个指向当前vector起始元素的迭代器.例如,下面这段使用了一个迭代器来显示出vector中的所有元素:

vector v1( 5, 789 );
vector::iterator it;
for( it = v1.begin(); it != v1.end(); it++ )
  cout << *it << endl;

capacity 函数

语法:

size_type capacity();

capacity() 函数 返回当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量.

clear 函数

语法:

void clear();

clear()函数删除当前vector中的所有元素.

empty 函数

语法:

bool empty();

如果当前vector没有容纳任何元素,则empty()函数返回true,否则返回false.例如,以下代码清空一个vector,并按照逆序显示所有的元素:

vector v;
  
for( int i = 0; i < 5; i++ ) {
    v.push_back(i);
  }
  
while( !v.empty() ) {
    cout << v.back() << endl;
    v.pop_back();
  }

相关内容: size()

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end 函数

语法:

iterator end();

end() 函数返回一个指向当前vector末尾元素的下一位置的迭代器.注意,如果你要访问末尾元素,需要先将此迭代器自减1.

相关内容: begin()

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erase 函数

语法:

iterator erase( iterator loc ); iterator erase( iterator start, iterator end );

erase函数要么删作指定位置loc的元素,要么删除区间[start, end)的所有元素.返回值是指向删除的最后一个元素的下一位置的迭代器.例如:

// 创建一个vector,置入字母表的前十个字符

vector alphaVector;
for( int i=0; i < 10; i++ )
    alphaVector.push_back( i + 65 );
int size = alphaVector.size();

vector::iterator startIterator;
vector::iterator tempIterator;

for( int i=0; i < size; i++ )
{
    tartIterator = alphaVector.begin();
    alphaVector.erase( startIterator );

    // Display the vector
    for( tempIterator = alphaVector.begin(); tempIterator != alphaVector.end(); tempIterator++ )
    cout << *tempIterator;
    cout << endl;
}

这段代码将会显示如下输出:

BCDEFGHIJ
CDEFGHIJ
DEFGHIJ
EFGHIJ
FGHIJ
GHIJ
HIJ
IJ
J

相关内容: pop_back().

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front 函数

语法:

TYPE front();

front()函数返回当前vector起始元素的引用

相关内容: back().

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get_allocator 函数

语法:

allocator_type get_allocator();

get_allocator() 函数返回当前vector的内存分配器.

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insert 函数

语法:

iterator insert( iterator loc, const TYPE &val ); void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE &val ); void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );

insert() 函数有以下三种用法:

• 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,
• 在指定位置loc前插入num个值为val的元素
• 在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素 .

举例:

//创建一个vector,置入字母表的前十个字符
vector alphaVector;
for( int i=0; i < 10; i++ )
  alphaVector.push_back( i + 65 );

//插入四个C到vector中
vector::iterator theIterator = alphaVector.begin();
alphaVector.insert( theIterator, 4, 'C' );

//显示vector的内容
for( theIterator = alphaVector.begin(); theIterator != alphaVector.end(); theIterator++ )
  cout << *theIterator;

这段代码将显示:

CCCCABCDEFGHIJ

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max_size 函数

语法:

size_type max_size();

max_size() 函数返回当前vector所能容纳元素数量的最大值(译注:包括可重新分配内存).

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pop_back

语法:

void pop_back();

pop_back()函数删除当前vector最末的一个元素,例如:

vector alphaVector;
for( int i=0; i < 10; i++ )
    alphaVector.push_back( i + 65 );

int size = alphaVector.size();
vector::iterator theIterator;
for( int i=0; i < size; i++ ) {
  alphaVector.pop_back();
  for( theIterator = alphaVector.begin(); theIterator != alphaVector.end(); theIterator++ )
      cout << *theIterator;
  cout << endl;
}

这段代码将显示以下输出:

ABCDEFGHI
ABCDEFGH
ABCDEFG
ABCDEF
ABCDE
ABCD
ABC
AB
A

相关内容: erase().

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push_back 函数

语法:

void push_back( const TYPE &val );

push_back()添加值为val的元素到当前vector末尾

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rbegin 函数

语法:

reverse_iterator rbegin();

rbegin函数返回指向当前vector末尾的逆迭代器.(译注:实际指向末尾的下一位置,而其内容为末尾元素的值,详见逆代器相关内容)

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rend 函数

语法:

reverse_iterator rend();

rend()函数返回指向当前vector起始位置的逆迭代器.

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reserve 函数

语法:

void reserve( size_type size );

reserve()函数为当前vector预留至少共容纳size个元素的空间.(译注:实际空间可能大于size)

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resize 函数

语法:

void resize( size_type size, TYPE val );

resize() 函数改变当前vector的大小为size,且对新创建的元素赋值val

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size 函数

语法:

size_type size();

size() 函数返回当前vector所容纳元素的数目

相关内容: empty()

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swap 函数

语法:

void swap( vector &from );

swap()函数交换当前vector与vector from的元素