c++之vector容器
1.简介
向量（Vector）是一个封装了动态大小数组的顺序容器（Sequence Container）。跟任意其它类型容器一样，它能够存放各种类型的对象。可以简单的认为，向量是一个能够存放任意类型的动态数组。
1.1 vector和普通数组区别
普通数组是静态的，在初始化是就确定空间大小，不支持动态扩展；
vector则可以看做是一个动态的数组，可以存放任意数据(基本数据类型和自定义数据类型均可以)，支持动态扩展空间。
2.vector容器的构造函数
vector容器，可以看做是一个单端数组，构造函数有：无参构造、有参构造、拷贝构造。
vector 容器：—>单端数组
- vector和普通数组的区别：
普通数组是静态空间，创建是就分配好
vector支持动态扩展- vector容器常用迭代器：
v.rend() -->指向第一个元素的前一个位置
v.end() -->指向最后一个元素的下一个位置
v.begin() -->指向第一个元素- vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
- vector构造函数：
无参构造：vector< T > v;
有参构造：vector(v.begin(),b.end()); --将begin到end之间的内容拷贝
vector(n,elem); //将n个elem内容拷贝
拷贝构造：vector(const vector &v);
- vector构造函数使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void PrintVector(const vector< int >& ptr)
{
//若传入的vector是一个常量，则才是需要迭代器是需要使用：const_iterator
for ( vector< int >:: const_iterator v = ptr.begin(); v != ptr.end(); v++)
{
cout << *v << " ";
}
cout << endl;
}
void test()
{
vector< int > vtr;//默认构造
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
vtr.push_back(i);
}
PrintVector(vtr);
vector< int > v2(vtr.begin(), vtr.end());//将begin~end之间的内容拷贝
PrintVector(v2);
vector< int > v3(10, 5);//赋值10个5
PrintVector(v3);
vector< int >v4(v3);//拷贝构造
PrintVector(v4);
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
3.vector赋值
vector赋值可以直接"="赋值，也可以使用成员函数assign赋值。
vector赋值：
vector &operator=(const vector &v);//重载=
assign(beg,end);//将beg~end区间进行赋值
assign(n,elem);//n个elem赋值
- 赋值操作示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void PrintVector(const vector< int >& p)
{
for (vector< int >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
{
cout << *ptr<< " ";
}
cout << endl;
}
void test()
{
vector< int > v;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v.push_back(i);
}
PrintVector(v);
vector< int > v2 = v;//等号赋值
PrintVector(v2);
vector< int > v3(v.begin(), v.end());//区间赋值
PrintVector(v3);
vector< int > v4(5, 666);//5个666赋值
PrintVector(v4);
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
4.vector获取容量和成员个数
vector和普通数组一样，下标是从0开始的。获取容量大小使用capacity()函数，判断容器是否为空可以使用empty()函数，获取成员个数使用size()函数。还可以使用resize函数指定容器大小；
vector容器的容量和成员个数：
判断vector容器是否为空：empty()
容量:capacity()
容器中的元素个数:size()
指定容器长度为num:resize(int num);
若容器变长，则以默认值填充,默认值为0
若容器变小，则末尾超出的元素将被删除
指向容器的长度为num:resize(int num,elem);
若容器变长，则用elem填充
若容器变小，则末尾超出的元素将被删除
- 使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void PrintVector(const vector< int >& p)
{
for (vector< int >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
{
cout << *ptr << " ";
}
cout << endl;
cout << "容量:" << p.capacity();
cout << endl;
cout << "元素个数:" << p.size();
cout << endl;
}
void test()
{
vector< int > vtr;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
vtr.push_back(i);
}
PrintVector(vtr);
//指定容器长度
vtr.resize(10,666);//指定长度为10,超出则用666填充
PrintVector(vtr);
vtr.resize(3);//指定长度小于实际长度，则会删除超出的元素，但空间超出的空间还是存在
PrintVector(vtr);
vector< int >v2;
v2.resize(5);//没有指定填充值则默认为0
if (v2.empty())
{
cout << "v2为空" << endl;
}
PrintVector(v2);
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
注意：在resize()函数时，若指定的大小比原空间大，则容器会进行扩充；若指定的大小比原空间小，则会将超出的成员删除，但空间大小不删除；
5.vector容器成员删除与插入
vector容器是一个单端数组，通过bush_back()函数可以实现从末尾插入数据。
pop_back()从末尾删除数据；
从指定位置插入数据可以使用insert()成员函数，该函数有多个重载版本。
要从指定位置删除数据可以使用erase()成员函数，该函数有多个重载版本；
clear()函数实现清空容器。
vector插入与删除：
push_back();//尾插
pop_back();//尾删
insert(const_iterator pos,elem);//迭代器指向位置pos插入元素elem
insert(const_iterator pos,int count,elem)//迭代器指向位置pos插入count个元素elem
erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start,const_iterator end);//删除迭代器start~end之间的元素
clear();//删除容器中所有元素
- 实现示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
class Person
{
friend ostream& operator<<(ostream& cout, const Person& per);
public:
Person() {
}
Person(int age, string name) :age(age), name(name)
{
}
Person& operator=(Person p)
{
this- >age = p.age;
this->name = p.name;
return *this;
}
private:
int age;
string name;
};
ostream& operator< <(ostream& cout, const Person &per)
{
cout << "姓名:" << per.name << "t年龄:" << per.age;
return cout;
}
void PrintVector(const vector< Person >& p)
{
for (vector< Person >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
{
cout << *ptr << endl;
}
}
void test()
{
//实例化对象
Person v1(18,"小王");
Person v2(18, "小李");
Person v3(18, "小刘");
Person v4(18, "小陈");
Person v5(18, "小蒋");
Person v[5] = { v1,v2,v3,v4,v5 };
for (int i = 0; i < sizeof(v) / sizeof(v[0]); i++)
{
cout < < v[i] < < endl;
}
cout << "--------------------vector-------------------" << endl;
//创建容器
vector< Person > vtr;
//尾插
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
vtr.push_back(v[i]);//赋值
}
PrintVector(vtr);
//尾删
cout << "t尾删" << endl;
vtr.pop_back();
PrintVector(vtr);
//插入
cout << "t插入" << endl;
Person temp(24, "老吕");
vtr.insert(vtr.begin(), temp);
PrintVector(vtr);
cout << "t第三个位置插入3个值" << endl;
vector< Person >::iterator ptr = vtr.begin();
ptr += 3;
vtr.insert(ptr, 3,temp);
PrintVector(vtr);
cout << "t删除首位置的值" << endl;
vtr.erase(vtr.begin());
PrintVector(vtr);
cout << "t删除第3个位置到第6个位置的值" << endl;
ptr = vtr.begin();
vtr.erase(ptr+3, ptr+6);
PrintVector(vtr);
cout << "t清空" << endl;
vtr.clear();//或者使用vtr.erase(vtr.begin(),vtr.end);
PrintVector(vtr);
cout << "空间大小:" << vtr.capacity();
cout << endl;
cout << "元素个数:" << vtr.size();
cout << endl;
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
6.vector容器数据存取
vector容器也可以像普通数组一样同[]访问成员，此外还可以使用at()成员函数实现数据读写；
vector数据存取
at(int idx);//返回下标对应的内容
operator[];//重载[]
front();//返回容器中第一个元素
back();//返回容器中最后一个元素
- 实现示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
#include < algorithm >
void PrintVector(int val)
{
cout << val << " ";
}
void test()
{
vector<int> vtr;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
vtr.push_back(i);
}
for_each(vtr.begin(), vtr.end(), PrintVector);
cout << endl;
cout << "第一个值:" << vtr.front() << endl;
cout << "最后一个值：" << vtr.back() << endl;
vtr[0] = 100;
cout << "vtr[0]=" << vtr.at(0) < < endl;
}
int main()
{
test();
system("pause");
}
7.vector容器互换元素
在vector容器中，可以通过成员函数swap()函数实现两个容器的成员互换。
注意：swap互换元素同时也可将空间大小进行互换。
vector容器互换
swap(vec);//将vec中的元素和本身的元素互换
注意：swap互换元素同时也可将空间大小进行互换
- 使用示例：
#include < iostream >
#include < vector >
using namespace std;
void PrintVector(const vector<int>& p)
{
for (vector<int>::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
{
cout << *ptr << " ";
}
cout << endl;
}
void test()
{
vector<int> vtr(10,666);
vector<int> vtr2;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
vtr2.push_back(i);
}
cout << "\t互换前" << endl;
PrintVector(vtr);
PrintVector(vtr2);
cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:"<<vtr.size()<<endl;
cout << "vtr2大小：" << vtr2.capacity() << "\t元素个数:" << vtr2.size()<<endl;
cout << "\t互换后" << endl;
vtr2.swap(vtr);
PrintVector(vtr);
PrintVector(vtr2);
cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
cout << "vtr2大小：" << vtr2.capacity() << "\t元素个数:" << vtr2.size() << endl;
}
//通过swap互换元素同时互换空间
void test02()
{
vector<int>vtr;
//初始化
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
vtr.push_back(i);
}
cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
vtr.resize(5);//重新指定长度为5
cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
vector<int>(vtr).swap(vtr);
/*
vector(vtr) --使用匿名对象，将匿名对象初始化为vtr
vector(vtr).swap(vtr); --在通过swap函数和匿名对象互换，此时即可实现收缩内存
*/
cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
}
int main()
{
test();
cout << "------------------test02示例------------------------" << endl;
test02();
system("pause");
}
由于swap函数不仅可以互换元素，而且空间也大小也是可以互换的，所以有些清空下可以使用swap()函数来合理使用空间，避免空间资源浪费。
8.vector容器预留空间
reserve()成员函数可以指定空间大小，为vector容器预留空间。
reserve函数和resize()函数区别：
resize()函数指定大小后会直接初始化空间；
reserve()函数指定的大小不会初始化空间，预留的空间不能直接访问，必须在赋值之后采用访问。
reserve(int len);//容器预留len长度的元素，预留位置初始化，元素不可访问
- 使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void test()
{
vector<int>vtr;
vtr.reserve(10);
cout << "空间大小:" << vtr.capacity() << "元素个数:"<<vtr.size()<<endl;
vector<int> vtr2;
vtr2.resize(10);//指定长度
cout << "空间大小:" << vtr2.capacity() << "元素个数:" << vtr2.size() << endl;
}
void test02()
{
vector<int> vtr;
int* p=NULL;
cout << "不适用预留空间:" << endl;
int num = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
vtr.push_back(i);
if (p != &vtr[0])
{
p = &vtr[0];
num++;
}
}
cout << "动态扩展空间次数:" << num<<endl;
vector<int> vtr2;
vtr2.reserve(100000);//预留100000空间
p = NULL;
cout << "使用预留空间:" << endl;
num = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
vtr2.push_back(i);
if (p != &vtr2[0])
{
p = &vtr2[0];
num++;
}
}
cout << "动态扩展空间次数:" << num << endl;
}
int main()
{
test();
cout << "\t示例2:" << endl;
test02();
system("pause");
}
vector容器空间是根据成员来动态扩展，若一开始就知道使用的空间大概需要多大，则可以使用reserve()函数来指定，从而可以减少中间动态扩展的次数。