进阶C++__STL__容器vector使用方法【简单易懂】
目录
vector容器
vector构造函数
vector赋值操作
vector容量和大小
vector插入和删除
vector数据存取
vector互换容器
vector预留空间
reserve（）的实现
vector的增删查改的模拟实现
经典题目练习
1.杨辉三角OJ
2.删除排序数组中的重复项 OJ
3. 数组中出现次数超过一半的数字
4.只出现一次的数字
5.电话号码字母组合
6. 连续子数组的最大和
vector容器
vector构造函数
vector//采用模板实现类实现，默认构造函数v; 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。
#include
#include
using namespace std;
#include
void printVector(vector& v) {
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector v1; //无参构造 默认构造
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
//通过区间方式构造
vector v2(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
// n个元素e方式构造
vector v3(10, 0);
printVector(v3);
//拷贝构造
vector v4(v3);
printVector(v4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
vector赋值操作
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
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。
#include
#include
using namespace std;
#include
void printVector(vector& v) {
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
vector v1; //无参构造
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vectorv2;
v2 = v1;
printVector(v2);
vectorv3;
v3.assign(v1.begin(), v1.end());
printVector(v3);
vectorv4;
v4.assign(10, 100);
printVector(v4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
vector容量和大小
empty();//判断容器是否为空
capacity();//容器的容量
size();//返回容器中元素的个数
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
#include
#include
using namespace std;
#include
void printVector(vector& v) {
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vector v1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
if (v1.empty())
{
cout << "v1为空" << endl;
}
else
{
cout << "v1不为空" << endl;
cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
}
//resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
v1.resize(15,10);
printVector(v1);
//resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
v1.resize(5);
printVector(v1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
vector插入和删除
push_back(ele);//尾部插入元素elepop_back();//删除最后一个元素insert(const_iterator pos, ele);//迭代器指向位置pos插入元素eleinsert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素eleerase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素clear();//删除容器中所有元素
#include
#include
using namespace std;
#include
void printVector(vector& v) {
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
vector v1;
//尾插
v1.push_back(10);
v1.push_back(20);
v1.push_back(30);
v1.push_back(40);
v1.push_back(50);
printVector(v1);
//尾删
v1.pop_back();
printVector(v1);
//插入
v1.insert(v1.begin(), 100);
printVector(v1);
v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
printVector(v1);
//删除
v1.erase(v1.begin());
printVector(v1);
//清空
v1.erase(v1.begin(), v1.end());
v1.clear();
printVector(v1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：
10 20 30 40 50
10 20 30 40
100 10 20 30 40
1000 1000 100 10 20 30 40
1000 100 10 20 30 40
vector数据存取
at(int idx);//返回索引idx所指的数据operator[];//返回索引idx所指的数据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
#include
#include
using namespace std;
#include
void test01()
{
vectorv1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1.at(i) << " ";
}
cout << endl;
cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1的第一个元素为： 0
v1的最后一个元素为： 9
vector互换容器
swap(vec);// 将vec与本身的元素互换
#include
#include
using namespace std;
#include
void printVector(vector& v) {
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
vectorv1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
vectorv2;
for (int i = 10; i > 0; i--)
{
v2.push_back(i);
}
printVector(v2);
//互换容器
cout << "互换后" << endl;
v1.swap(v2);
printVector(v1);
printVector(v2);
}
void test02()
{
vector v;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
}
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
v.resize(3);
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
//收缩内存
vector(v).swap(v); //匿名对象
cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
输出：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
互换后
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v的容量为：131072
v的大小为：100000
v的容量为：131072
v的大小为：3
v的容量为：3
v的大小为：3
总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果
vector预留空间
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。
vector开辟空间原理：
当空间不够时，会重新开辟一块更大的空间，将原来空间内容拷贝到这个更大的空间，并指向这块空间；
#include
#include
using namespace std;
#include
void test01()
{
vector v;
//预留空间
//v.reserve(100000);
int num = 0;
int* p = NULL;
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
v.push_back(i);
if (p != &v[0]) {
p = &v[0];
num++;
}
}
cout << "num:" << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：（不同编译器结果不同）
num:18
利用开辟空间原理判断指向的地址是否改变，我们发现vector存100000个元素时要改变18次，即重新开辟并拷贝18次；这样非常耗费时间；
当我们使用reserve直接预留100000空间时，则只需要一次，非常节约时间
reserve（）的实现
/* reserve */
void reserve(size_t new_capacity) {
if (new_capacity > capacity()) { // 检查是否真的需要扩容
if (_finish == _eos) {
size_t sz = size(); // 提前把size算好
T* tmp = new T[new_capacity];
if (_start) {
// memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size()); 有问题！
//自己把原空间的数据拷贝到新空间
for (size_t i = 0; i < sz; i++) {
// 如果T是int，一个一个拷贝没问题
// 如果T是string等自定义问题，一个一个拷贝调用的是T的深拷贝，也不会出问题。
tmp[i] = _start[i];
}
delete[] _start; // 并释放原有的旧空间
}
_start = tmp; // 指向新空间
_finish = tmp + sz; // 现场算size() 会有问题，因为start已经被更新成tmp了
_eos = _start + new_capacity;
}
}
}vector迭代器失效问题
1、缺位删除
下面这个代码输出的是？
#include
#include
using namespace std;
int main(void)
{
vectorarray;
array.push_back(100);
array.push_back(300);
array.push_back(300);
array.push_back(300);
array.push_back(300);
array.push_back(500);
vector::iterator itor;
for (itor = array.begin(); itor != array.end(); itor++)
{
if (*itor == 300)
{
itor = array.erase(itor);
}
}
for (itor = array.begin(); itor != array.end(); itor++)
{
cout << *itor << " ";
}
return 0;
} 100 500 ？？错误！！
for(itor=array.begin();itor!=array.end();itor++)
{
if(* itor==300) //向量的数据为300时进行删除
{
//删除之后迭代器进行返回赋值，不会导致迭代器失效，删除当前数据，
//后面的数据相当于会向前移动,此时itor还是指向下一个300数据，
//但是由于循环回去，for循环末尾itor++会让迭代器指向下一个
//数据，因此会错失一次300的比较判断
itor=array.erase(itor);
}
}
所以答案为: 100 300 300 500
2、删除导致迭代器失效
结果是？
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int ar[] = { 1,2,3,4,0,5,6,7,8,9 };
int n = sizeof(ar) / sizeof(int);
vector v(ar, ar + n);
vector::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
if (*it != 0)
cout << *it;
else
{
v.erase(it);
*it=5;
}
it++;
}
return 0;
}
A.程序运行崩溃
B.1 2 3 4 5 0 6 7 8 9
C.1 2 3 4 5 6 7 8 9
D.1 2 3 4 6 7 8 9
分析:当迭代器的值为0时，此时会进行删除，删除后如果迭代器不重新赋值，会导致原来的迭代器失效，此时针对一个已经失效的迭代器在进行++,会导致程序崩溃
故答案为A
vector的增删查改的模拟实现
函数接口：
namespace bit
{
template
class vector
{
public:
// Vector的迭代器是一个原生指针
typedef T* iterator；
typedef const T* const_iterator；
iterator begin()；
iterator end()；
const_iterator cbegin()；
const_iterator cend() const；
// construct and destroy
vector()；
vector(int n, const T& value = T())；
template
vector(InputIterator first, InputIterator last)；
vector(const vector& v)；
vector& operator= (vector v)；
~vector()；
// capacity
size_t size() const ；
size_t capacity() const；
void reserve(size_t n)；
void resize(size_t n, const T& value = T())；
///access///
T& operator[](size_t pos)；
const T& operator[](size_t pos)const；
///modify/
void push_back(const T& x)；
void pop_back()；
void swap(vector& v)；
iterator insert(iterator pos, const T& x)；
iterator erase(Iterator pos)；
private:
iterator _start; // 指向数据块的开始
iterator _finish; // 指向有效数据的尾
iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾
};
} 模拟实现
namespace bit
{
template
class vector
{
public:
// Vector的迭代器是一个原生指针
typedef T* iterator；
typedef const T* const_iterator；
iterator begin()
{
return _start;
}
iterator end()
{
return _finish;
}
const_iterator cbegin()const
{
return _start;
}
const_iterator cend() const
{
return _finish;
}
// construct and destroy
vector(): _start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr)
{}
vector(int n, const T& value = T())
: _start(nullptr), _finish(nullptr),_endOfStorage(nullptr)
{
reserve(n);
while (n--)
{
push_back(value);
}
}
template
vector(InputIterator first, InputIterator last)
{
reserve(last - first);
while (first != last)
{
push_back(*first);
++first;
}
}
vector(const vector& v)
: _start(nullptr), _finish(nullptr), _endOfStorage(nullptr)
{
reserve(v.capacity());
iterator it = begin();
const_iterator vit = v.cbegin();
while (vit != v.cend())
{
*it++ = *vit++;
}
_finish = _start + v.size();
_endOfStorage = _start + v.capacity();
}
vector& operator= (vector v)
{
swap(v);
return *this;
}
~vector()
{
delete[] _start;
_start = _finish = _endOfStorage = nullptr;
}
// capacity
size_t size() const
{
return _finish - _start;
}
size_t capacity() const
{
return _endOfStorage - _start;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > capacity())
{
size_t oldSize = size();
T* tmp = new T[n];
if (_start)
{
for (size_t i = 0; i < oldSize; ++i)
tmp[i] = _start[i];
}
_start = tmp;
_finish = _start + size;
_endOfStorage = _start + n;
}
}
void resize(size_t n, const T& value = T())
{
// 1.如果n小于当前的size，则数据个数缩小到n
if (n <= size())
{
_finish = _start + n;
return;
}
// 2.空间不够则增容
if (n > capacity())
reserve(n);
// 3.将size扩大到n
iterator it = _finish;
iterator _finish = _start + n;
while (it != _finish)
{
*it = value;
++it;
}
}
///access///
T& operator[](size_t pos)
{
return _start[pos];
}
const T& operator[](size_t pos)const
{
return _start[pos];
}
///modify/
void push_back(const T& x)
{
insert(end(), x);
}
void pop_back()
{
erase(--end());
}
void swap(vector& v)
{
swap(_start, v._start);
swap(_finish, v._finish);
swap(_endOfStorage, v._endOfStorage);
}
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos <= _finish);
// 空间不够先进行增容
if (_finish == _endOfStorage)
{
size_t size = size();
size_t newCapacity = (0 == capacity())? 1 : capacity() * 2;
reserve(newCapacity);
// 如果发生了增容，需要重置pos
pos = _start + size;
}
iterator end = _finish - 1;
while (end >= pos)
{
*(end + 1) = *end;
--end;
}
*pos = x;
++_finish;
return pos;
}
// 返回删除数据的下一个数据
// 方便解决:一边遍历一边删除的迭代器失效问题
iterator erase(Iterator pos)
{
// 挪动数据进行删除
iterator begin = pos + 1;
while (begin != _finish)
{
*(begin - 1) = *begin;
++begin;
}
--_finish;
return pos;
}
private:
iterator _start; // 指向数据块的开始
iterator _finish; // 指向有效数据的尾
iterator _endOfStorage; // 指向存储容量的尾
};
} 经典题目练习
1.杨辉三角OJ
模拟；练一练二维vector
class Solution {
public:
vector> generate(int numRows) {
vector> vv;
vv.resize(numRows);
for(size_t i=1;i<=numRows;i++)
{
vv[i-1].resize(i,0);
vv[i-1][0]=1;
vv[i-1][i-1]=1;
}
for(int i=0;i 2.删除排序数组中的重复项 OJ
快慢指针：
所谓快：不加条件判断的数组下标累计
所谓慢：加上条件判断的数组下标累计
class Solution {
public:
int removeDuplicates(vector& nums) {
int n=nums.size();
if(n==0){
return 0;
}
int fast=1,slow=1;
while(fast 3. 数组中出现次数超过一半的数字
最优解：候选法
思想就是：如果两个数不相等，就消去这两个数，最坏情况下，每次消去一个众数和一个非众数，那么如果存在众数，最后留下的数肯定是众数（因为超过数组一半）。
- 假设cond为候选人，cnt为票数（要找到票最多的当选）；
- 如果cnt为0，说明没有候选人或者该候选人票不够选不了；
- 否则，如果cnt > 0, 表示有候选人，如果当前数=cond，则++cnt，否则--cnt
class Solution {
public:
int MoreThanHalfNum_Solution(vector numbers) {
int cond = 0;
int cnt = 0;
for (int i=0; i 4.只出现一次的数字
不需要额外空间的方法，就往位运算上想
交换律：a ^ b ^ c <=> a ^ c ^ b
任何数于0异或为任何数 0 ^ n => n
相同的数异或为0: n ^ n => 0
class Solution {
public:
int singleNumber(vector& nums) {
int ret=0;
for(auto e:nums)
ret^=e;
return ret;
}
}; 5.电话号码字母组合
思路：
由题意知就是把字母一一组合；
- 首先使用哈希表存储每个数字对应的所有可能的字母，然后进行回溯操作
- 假设输入“234”，进入递归，首先获得str第一个字符‘2’然后转成数字，取数字映射的字符串
- 开始遍历字符“abc”，刚取到‘a’时再进入递归取第二个字符‘3’，取数字映射的字符串“def”后开始遍历，以此类推我们的combineStr为“adg”
- 取到“adg”时就到顶了，利用di==digits.size()判断，将取到的组合数保存到retV并开始回溯；
- 由auto ch : str 我们会遍历“ghi”，按照上述同理方法得到“adh”,“adi”，然后回溯到第二次取‘e’，同理得“aeg”，“aeh”，“aei”
- 最终取到3*3*3种排列
回溯算法用于寻找所有的可行解，如果发现一个解不可行，则会舍弃不可行的解。在这道题中，由于每个数字对应的每个字母都可能进入字母组合，因此不存在不可行的解，直接穷举所有的解即可。
class Solution {
string nums[10]={"","","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};
public:
void Combine(string digits,int di,string combineStr,vector& retV)
{
if(di==digits.size())
{
retV.push_back(combineStr);
return;
}
int num=digits[di]-'0';
string str=nums[num];
for(auto ch:str)
{
Combine(digits,di+1,combineStr+ch,retV);
}
}
vector letterCombinations(string digits) {
vector retV;
if(digits.empty())
return retV;
int i=0;
string str;
Combine(digits,i,str,retV);
return retV;
}
}; 顺手打败全国的人~~
6. 连续子数组的最大和
经典动态规划
- step 1：可以用dp数组表示以下标 i 为终点的最大连续子数组和。
- step 2：遍历数组，每次遇到一个新的数组元素，连续的子数组要么加上变得更大，要么这个元素本身就更大，要么会更小，更小我们就舍弃，因此状态转移为dp[i]=max(dp[i−1]+array[i],array[i])
- step 3：因为连续数组可能会断掉，每一段只能得到该段最大值，因此我们需要维护一个最大值。
class Solution {
public:
int FindGreatestSumOfSubArray(vector array) {
vector dp(array.size(),0);
dp[0]=array[0];
int maxv=dp[0];
for(int i=1;i