C++ STL之vector容器

目录

一、vector容器的介绍

二、vector容器的使用

1.vector的构造函数

2.vector的赋值操作

3.vector的容量与大小

4.vector的插入和删除

5.vector的数据存取

6.vector的互换容器

7.算法模块在vector的应用

①find算法(std)

②sort算法(std)

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一、vector容器的介绍

引用的头文件：#include

vector是C++ STL中的一个容器，它是一个动态数组，可以进行元素的插入和删除，在此过程中，vector会动态调整所占用的内存空间，整个过程无需手动干预。vector容器是一个封装了动态大小数组的顺序容器，能够存放各种类型的对象（包括自定义类型）。vector容器中的元素按照严格的线性顺序排序。vector容器的空间是动态增长的。

能够存放各种类型的对象：

如：vector v1;

       vector> v2;

       vector s = {"a", "aa", "aaa"};

动态增长：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。

按照严格的线性顺序排序：允许使用容器时，进行随机访问。

通常，使用 vector 容器是最好的选择，除非你有很好的理由选择其他容器。

二、vector容器的使用

1.vector的构造函数

vector; // 使用模板类，默认构造函数
vector(size_t n, const T& val = T()); // 

vector{a, b, c, ...}; // 包含了初始值个数的元素

vector = {a, b, c, ...}; // 等价于vector{a, b, c, ...};

vector(v.begin(), v.end()); // 将[v.begin(),v.end())区间中的元素拷贝给本身

vector(size_t n, const T& val = T()); // 将n个val拷贝给本身，若val未指定则以默认值初始化

vector(const vector &v); // 拷贝构造函数

使用如下：

// ...
using namespace std;
// ...
void PrintVector(const vector& v)
{
	for (auto& e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
}
// ...
vector v1;
vector v2(4, 2);
vector v3(v2);
vector v4{1, 2, 3, 4, 5};
PrintVector(v3);
// ...

输出结果：

2
2
2
2

2.vector的赋值操作

vector& operator=(const vector& v); // 重载赋值运算符
void assign(v.begin(), v.end()); // 将[v.begin(),v.end())区间中的元素赋值给本身
void assign(size_t n, const T& val = T()); // 将n个val赋值给本身

使用如下：

void text02()
{
	vector v1,v2;
	for (int i = 0; i < 5; ++i)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	v2 = v1;                         // 赋值运算符重载
	vector v3,v4;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end()); // 区间赋值
	v4.assign(5, 9);
	cout << "打印v2: ";
	PrintVector(v2);
	cout << "打印v3: ";
	PrintVector(v3);
	cout << "打印v4: ";
	PrintVector(v4);
}

3.vector的容量与大小

bool empty();
 // 判断容器是否为空

size_t capacity();
 // 返回容器的容量

siez_t size();
 // 返回容器的大小，即容器中元素的个数

void reserve(size_type n);
 // 预分配vector的内存空间大小

void resize(size_type n, value_type val = value_type());
 // 改变vector的size为num，若容器变长，则以val填充新位置，如果容器变短，则末尾超过容器长度的元素被删除

注：

reserve函数若分配小于当前的容量大小则不进行任何操作。

注：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。 

4.vector的插入和删除

void push_back(const value_type& val);
 // 尾部插入元素val
void pop_back();
 // 删除最后一个元素
iterator insert(iterator pos, const value_type& val);
 // 在迭代器指向的位置pos处插入一个元素val，并返回指向新插入元素的迭代器
void insert(iterator pos, size_type n, const value_type& val);
 // 在迭代器指向的位置pos处插入n个元素val
iterator erase(const_iterator pos);
 // 删除迭代器指向的元素，并返回下一个元素的迭代器
iterator erase(const_iterator begin, const_iterator end);
 // 删除迭代器[begin, end)之间的所有元素，并返回下一个元素的迭代器，失败返回迭代器end
clear();
 // vector的size将变成0，但是它的容量capacity并未发生改变

【注意】

iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);

函数会在指定位置插入一个元素，并返回插入后该元素在容器中的迭代器。

具体来说，如果插入元素成功，则返回一个指向插入的元素的迭代器。如果插入元素失败（例如，由于内存分配失败），则返回一个指向容器末尾的迭代器。

iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);

函数返回一个迭代器，指向最后一个被删除元素的下一个元素。

具体来说，如果删除了[first, last)范围内的元素，则返回一个指向last的迭代器。如果[first, last)范围内的元素为空，则返回一个指向first的迭代器。

迭代器：

迭代器失效问题：

会引起其底层空间容量改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。

注意更新迭代器变量

使用如下：

//...
vector v4{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
v4.push_back(10);
v4.push_back(11);

v4.pop_back();
v4.pop_back();

v4.insert(v4.begin() + 1, 3,345);
v4.erase(v4.begin() + 7, v4.end());

PrintVector(v4);
//...

输出结果：

1 345 345 345 2 3 4

5.vector的数据存取

at(int idx); // 返回索引idx所指的数据
operator[];  // 返回[]内索引所指的数据
front();     // 返回容器中第一个元素
back();      // 返回容器中最后一个元素

6.vector的互换容器

void swap(vector& v); // 容器v和当前容器互换

7.算法模块在vector的应用

①find算法(std)

template
InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& val)
{
	while (first != last)
	{
		if (*first == val) return first;
		++first;
	}
	return last;
}

注：find未找到，则返回迭代器类型对象v.end()。

代码演示：

//...
vector v4{ 9, 8, 7, 10, 6, 5, 4, 11, 3, 2, 1 };
v4.insert(v4.begin() + 1, 2,345);
vector::iterator pos = find(v4.begin(), v4.end(), 4);
if (pos != v4.end())
{
	v4.erase(pos);
}
PrintVector(v4);
//...

输出结果：

9 345 345 8 7 10 6 5 11 3 2 1

②sort算法(std)

引用的头文件：#include

default (1):
template 
void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);

custom (2):
template 
void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);

 代码演示：

//...
vector v4{ 9, 8, 7, 10, 6, 5, 4, 11, 3, 2, 1 };
v4.insert(v4.begin() + 1, 2,345);
vector::iterator pos = find(v4.begin(), v4.end(), 4);
if (pos != v4.end())
{
	v4.erase(pos);
}

sort(v4.begin(), v4.end());
PrintVector(v4);
//...

输出结果：

1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 345 345