C++学习笔记——标准库类型vector的使用

标准库类型vector表示对象的集合，其中所有对象的类型都相同。集合中的每个对象都有一个与之对应的索引，索引用于访问对象。因为vector“容纳着”其他对象，所以它也常被称作容器。
要想使用vector，必须包含适当的头文件。

#include 
using std::vector;

C++语言既有类模板，也有函数模板，其中vector是一个类模板。

模板本身不是类或函数，相反可以将模板看作为编译器生成类或函数编写的一份说明。编译器根据模板创建类或函数的过程称为实例化，当使用模板时，需要指出编译器应把类或函数实例化成何种类型。

对于类模板来说，我们通过提供一些额外信息来指定模板到底实例化成什么样的类，需要提供哪些信息由模板决定。提供信息的方式总是这样:即在模板名字后面跟一对尖括号，在括号内放上信息。

vector v;               // v保存int类型的对象
vector s;        //保存Sales_item类型的对象
vector> f;    //该向量的元素是vector对象

vector不能容纳引用作为其元素，其他大多数内置类型和类类型都可以构成vector对象，甚至组成vector的元素也可以是vector。
但是，在过去,组成vector的元素是vector的话，必须在外层vector对象的右尖括号和其元素类型之间添加一个空格，如应该写成

vector >
//而非
vector>。

一、定义和初始化vector对象

	初始化 vector对象的方法
vector< T > v1	v1是一个空vector，它潜在的元素是T类型的，执行默认初始化
vector< T > v2 (v1)	v2中包含有v1所有元素的副本
vector< T > v2 = v1	等价于v2(v1)，v2中包含有v1所有元素的副本
vector< T > v3(n, val)	v3包含了n个重复的元素，每个元素的值都是val
vector< T > v4(n)	v4包含了n个重复地执行了值初始化的对象
vector< T > v5{a,b,c…}	v5包含了初始值个数的元素，每个元素被赋予相应的初始值
vector< T > v5={a, b,c…}	等价于v5{a,b,c. …}

• 可以默认初始化vector对象，从而创建一个指定类型的空vector:

  vector s; //默认初始化，s不含任何元素
  

• 程序在运行时可以很高效地往vector对象中添加元素。事实上，最常见的方式就是先定义一一个空vector,然后当运行时获取到元素的值后再逐一添加。

• 当然也可以在定义vector对象时指定元素的初始值。例如，允许把-一个 vector对象的元素拷贝给另外一个vector对象。此时，新vector对象的元素就是原vector对象对应元素的副本。注意两个vector对象的类型必须相同:

  vector i; // 初始状态为空
  //在此处给i添加一些值
  vector i2(i);    //把i的元素拷贝给i2 
  vector i3 = i;   //把i的元素拷贝给i3
  vector s(i2); // 错误: s的元素是string对象，不是int
  

1.列表初始化vector对象

列表初始化：用花括号括起来的0个或多个初始元素值被赋给vector对象:

vector articles = {"a", "an", "the"};

C++语言提供了几种不同的初始化方式，在大多数情况下这些初始化方式可以相互等价地使用，不过也并非一直如此。目前已经介绍过的两种例外情况是:其一，使用拷贝初始化时（即使用=时)，只能提供一个初始值;其二，如果提供的是一个类内初始值，则只能使用拷贝初始化或使用花括号的形式初始化。第三种特殊的要求是，如果提供的是初始元素值的列表，则只能把初始值都放在花括号里进行列表初始化，而不能放在圆括号里。

2.创建指定数量的元素

还可以用vector对象容纳的元素数量和所有元素的统一初始值来初始化vector对象:

vector i(10，-1);// 10个int类型的元素，每个都被初始化为-1
vector s(10,"hi!");// 10个string类型的元素，
//每个都被初始化为"hi!"

3.值初始化

通常情况下，可以只提供vector对象容纳的元素数量而不用略去初始值。此时库会创建一个值初始化的元素初值，并把它赋给容器中的所有元素。这个初值由vector对象中元素的类型决定。
如果vector对象的元素是内置类型，比如int，则元素初始值自动设为0。如果元素是某种类类型，比如string，则元素由类默认初始化:

vector i(10);     // 10个元素，每个都初始化为0
vector s(10);  //10个元素，每个都是空string对象

对这种初始化的方式有两个特殊限制:其一,有些类要求必须明确地提供初始值，如果vector对象中元素的类型不支持默认初始化，我们就必须提供初始的元素值。对这种类型的对象来说,只提供元素的数量而不设定初始值无法完成初始化工作。其二，如果只提供了元素的数量而没有设定初始值，只能使用直接初始化:

vector v = 10;//错误:必须使用直接初始化的形式指定向量大小

这里的10是用来说明如何初始化vector对象的，我们用它的本意是想创建含有10个值初始化了的元素的vector对象，而非把数字10“拷贝”到vector中。因此，此时不宜使用拷贝初始化。

4.列表初始值还是元素数量

在某些情况下，初始化的真实含义依赖于传递初始值时用的是花括号还是圆括号。例如，用一个整数来初始化vector< int>时，整数的含义可能是vector对象的容量也可能是元素的值。

vector v1(10);        // v1有10个元素，每个的值都是0
vector v2{10};        // v2有1个元素，该元素的值是10
vector v3(10, 1);     // v3有10个元素，每个的值都是1
vector v4{10, 1};     // v4有2个元素，值分别是10和1

如果用的是圆括号，可以说提供的值是用来构造 vector对象的。如果用的是花括号，可以表述成我们想列表初始化该vector对象。初始化过程会尽可能地把花括号内的值当成是元素初始值的列表来处理，只有在无法执行列表初始化时才会考虑其他初始化方式。
另一方面，如果初始化时使用了花括号的形式但是提供的值又不能用来列表初始化,就要考虑用这样的值来构造vector对象了。

vector v5{"hi"};    //列表初始化:v5有一个元素
vector v6("hi");    //错误:不能使用字符串字面值构建vector对象
vector v7{10};      //v7有10个默认初始化的元素
vector v8{10, "hi"};// v8有10个值为"hi"的元素

二、向vector对象中添加元素

对vector对象来说，直接初始化的方式适用于三种情况:初始值已知且数量较少、初始值是另一个vector对象的副本、所有元素的初始值都一样。然而更常见的情况是:创建一个vector对象时并不清楚实际所需的元素个数，元素的值也经常无法确定。还有些时候即使元素的初值已知，但如果这些值总量较大而各不相同，那么在创建vector对象的时候执行初始化操作也会显得过于烦琐。
先创建一个空 vector，然后在运行时再利用vector的成员函数push_back向其中添加元素。push _back负责把一个值当成vector对象的尾元素“压到(push)” vector对象的“尾端(back)”。

vector v2;                //空vector对象
for (int i = 0; i != 100; ++i)
    v2.push_back(i);           //依次把整数值放到v2尾端
//循环结束后v2有100个元素，值从0到99

向vector对象添加元素蕴含的编程限定

如果循环体内部包含有向vector对象添加元素的语句，则不能使用范围for循环。范围for语句体内不应改变其所遍历序列的大小。

三、其他vector操作

	vector支持的操作
v.empty()	如果v不含有任何元素，返回真:否则返回假
v.size()	返回v中元素的个数
v.push_back (t)	向v的尾端添加一个值为t的元素
v [n]	返回v中第n个位置上元素的引用
v1 = v2	用v2中元素的拷贝替换v1中的元素
v1 = {a,b,c… }	用列表中元素的拷贝替换v1中的元素
v1 == v2	v1和 v2相等当且仅当它们的元素数量相同且对应位置的元素值都相同
v1 != v2
<,<=,>,>=	顾名思义，以字典顺序进行比较

• 访问vector对象中元素的方法和访问string对象中字符的方法差不多,也是通过元素在vector对象中的位置。

  vector v{1,2,3,4,5,6,7,8,9};
  for (auto &i : v)    //对于v中的每个元素（注意:i是一个引用)
      i*= i;           //求元素值的平方
  for (auto i : v)     //对于v中的每个元素
      cout<< i <<" ";  //输出该元素
  cout<< endl;
  

  第一个循环把控制变量i定义成引用类型，这样就能通过i给v的元素赋值
  其中i的类型由auto关键字指定。,*=把左侧运算对象和右侧运算对象相乘，结果存入左侧运算对象。最后，第二个循环输出所有元素。

• vector的 empty和 size两个成员与string 的同名成员功能完全一致: empty检查vector对象是否包含元素然后返回一个布尔值; size则返回vector对象中元素的个数,返回值的类型是由vector定义的size_type类型。

  要使用size_type，需首先指定它是由哪种类型定义的。vector对象的类型总是包含着元素的类型:

  vector::size_type //正确
  vector::size_type  //错误
  

• 只有当元素的值可比较时，vector对象才能被比较。

1.计算vector内对象的索引

使用下标运算符能获取到指定的元素。和string一样，vector对象的下标也是从0开始计起，下标的类型是相应的 size_type类型。只要vector对象不是一个常量，就能向下标运算符返回的元素赋值。

// 以10分为一个分数段统计成绩的数量:0~9,10~19,.... 90~99,100
vector scores(11，0);    // 11个分数段，全都初始化为0
unsigned grade;
while (cin >> grade){             //读取成绩
    if (grade <= 100)             //只处理有效的成绩
        ++scores[grade/10];       //将对应分数段的计数值加1
}

2.不能用下标形式添加元素

刚接触C++语言的程序员也许会认为可以通过vector对象的下标形式来添加元素,事实并非如此。

vector c; // 空vector对象
for (decltype(c.size( )) x = 0; x != 10; ++x)
    c[x] = x; //严重错误:c不包含任何元素

然而，这段代码是错误的: c是一个空vector，根本不包含任何元素,当然也就不能通过下标去访问任何元素!正确的方法是使用push_back:

for (decltype (c.size()) x = 0; x !=10; ++x)
    c.push_back(x); //正确:添加一个新元素，该元素的值是x

vector对象（以及string对象）的下标运算符可用于访问已存在的元素，而不能用于添加元素。我们只能对确知已存在的元素执行下标操作!