vector介绍与使用(C++)
目录
一. vector的介绍
二.vector的使用
2.1构造函数
2.2vector iterator 的使用
2.3vector 空间增长问题
2.4 vector 增删查改
2.5 vector 迭代器失效问题
一. vector的介绍
1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新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。
4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，都应该是
对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比list和forward_lists统一的迭代器和引用更好。
二.vector的使用
2.1构造函数
使用vector容器要包含头文件#include
这里我们用的是数子构造的容器(int)
#include
#include
using namespace std;
void test() {
vector s1;//无参构造
vector s2(5, 1);//构造并初始化5个1
vector s3(s2);//拷贝构造
vector s4(s2.begin(), s2.end());//迭代器构造(拷贝s2)
}
int main() {
test();
return 0;
} 调试结果:
2.2vector iterator 的使用
首先我们看下表:
这里的begin()/end()指向的空间是左闭右开的空间!!
rbegin()/rend()也是如此
我们来验证一下:
#include
#include
using namespace std;
void test() {
vector s1;//无参构造
vector s2(5, 1);//构造并初始化5个1
vector s3(s2);//拷贝构造
vector s4(s2.begin(), s2.end());//迭代器构造(拷贝s2)
//const对象使用const进行调用
//这里为了结果清楚我们构造个有序的序列
vector s5{ 1,2,3,4,5 };
vector ::const_iterator it = s5.begin();
while (it != s5.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
vector ::const_reverse_iterator rit = s5.rbegin();
while (rit != s5.rend()) {
cout << *rit << " ";
rit++;
}
cout< 输出结果应该为
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1到底是不是呢?
2.3vector 空间增长问题
首先请看下表:
#include
#include
using namespace std;
void test() {
vector s1(5, 1);//构造5个1
cout << s1.size() << endl;
s1.resize(2);
cout << s1.size() << endl;
s1.resize(10, 2);//多余的用2补充
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.reserve(16);
cout << s1.capacity() << endl;
s1.reserve(24);
cout << s1.capacity() << endl;
s1.reserve(35);
cout << s1.capacity() << endl;
cout << endl;
}
int main() {
test();
return 0;
} 运行结果如下:
那么在vs下vector的容量怎么自然增长的呢?我们来验证一下:
#include
#include
using namespace std;
void test() {
//验证空间增长问题
vector s2(5, 2);//构造5个2
s2.resize(10);
cout << s2.capacity() << endl;
s2.resize(14);
cout << s2.capacity() << endl;
s2.resize(20);
cout << s2.capacity() << endl;
s2.resize(30);
cout << s2.capacity() << endl;
s2.resize(50);
}
int main() {
test();
return 0;
} 运行结果如下:
我们可以大概看出 10*1.5=15;
15*1.5=22;
22*1.5=33;
故在vs下是呈1.5倍进行增长的..
总结:
1.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。
2.reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
3.resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
2.4 vector 增删查改
老规矩先看图:
代码验证:
#include
#include
using namespace std;
void test() {
vector s1{ 1,2,3,4,5 };//构造1,2,3,4,5
//通过下标访问元素
for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
s1.push_back(6);//尾插6
for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
s1.push_back(7);//尾插7
for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
s1.pop_back();//尾删7
for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
//用find查找3的位置iterator
vector ::iterator pos = find(s1.begin(), s1.end(),3);
//在3的位置插入3
s1.insert(pos, 3);
for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
//删除pos位置的元素
vector ::iterator pos1 = find(s1.begin(), s1.end(), 2);
s1.erase(pos1);
for (int i = 0;i 输出结果如下:
2.5 vector 迭代器失效问题
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T*。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
解释:凡是能导致扩容的都可能导致迭代器失效, 开始迭代器指向一块空间,在之后的操作中如果需要扩容,需要开辟新空间,拷贝元素,释放旧空间,这时候迭代器还指向旧空间,迭代器失效程序崩溃(访问已经释放的空间).
2. 指定位置元素的删除操作--erase
#include
#include
using namespace std;
void test() {
vector s{ 1,2,3,4,5 };
auto pos = find(s.begin(), s.end(), 2);
s.erase(pos);
cout << *pos << endl;
}
int main() {
test();
return 0;
} 
解释:使用find查找2所在位置的iterator,删除2导致pos迭代器失效,再输出*pos造成非法访问.
解决办法:在使用前，对迭代器重新赋值即可。