【十二】【C++】vector用法的探究
vector类创建对象
/*vector类创建对象*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
class Date {
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
//创建对象
void TestVector1() {
vector v1(10, 5);
vector v2(10);
vector v3(10);
vector v4{ 1, 2, 3 }; // C++11
vector vec; // 创建一个空的int类型vector
vector vec2(10); // 创建一个包含10个初始化为0的int元素的vector
vector vec3(10, 1); // 创建一个包含10个初始化为1的int元素的vector
vector vec4{1, 2, 3, 4, 5}; // 列表初始化
vector vec5(vec4.begin(), vec4.end()); // 范围初始化
vector vec6(vec4); // 拷贝初始化
}
#endif 进入调试可以看到变量已经创建成功，里面的具体情况如下图所示。
vector类capacity的扩容规律
/*vector类capacity的扩容规律*/
#if 0
/*
1. vs中：vector是按照1.5倍方式扩容 linux下是按照2倍方式扩容
2. 放元素时如果已经知道大概要放多少个元素，可以提前将空间设置好
避免：一边插入一边扩容效率低下
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector2() {
vector v;
v.reserve(10);
// v.reserve(100);提前分配空间
size_t cap = v.capacity();
for (size_t i = 0; i < 100; ++i) {
v.push_back(i);
if (cap != v.capacity()) {
cap = v.capacity();
cout << cap << endl;
}
}
}
int main(){
TestVector2();
}
#endif 
这段代码演示了如何在C++中使用std::vector，特别关注其动态扩容的行为，并提供了一个实用的建议，即如果预先知道将要存储的元素数量，可以使用reserve方法来提前分配足够的空间，以避免在添加元素时频繁的动态扩容操作，从而提高效率。
代码解释
vector 创建了一个名为v的空vector，用于存储int类型的元素。
v.reserve(10); 使用reserve方法为v预先分配足够的空间，以存储至少10个int类型的元素。这是基于先前的建议：如果已知将要存储的元素数量，预先分配空间可以提高效率。
size_t cap = v.capacity(); 初始化cap变量，用于存储v当前的容量。
接下来的循环中，通过push_back方法向v中添加了100个整数（从0到99）。每次添加元素后，都会检查v的容量是否发生变化：
如果容量发生变化（意味着vector进行了扩容），则更新cap变量，并输出新的容量值。
扩容机制
代码中的注释提到了std::vector扩容机制的平台相关性：
在Visual Studio（VS）环境下，std::vector通常按照1.5倍的方式扩容。
在Linux环境下，std::vector可能按照2倍的方式扩容。
这种差异意味着在不同的平台上，相同的代码可能会有不同的内存使用和性能表现。
vector访问元素的方式
/*vector访问元素的方式*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector3() {
vector v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
v.front() = 10;
v.back() = 50;
cout << v[13] << endl;
cout << v.at(14) << endl;
v.clear();
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
}
int main(){
TestVector3();
}
#endif 注释16、17、19行的代码，运行代码。
v.front()返回v对象第一个元素，v.back()返回v对象最后一个元素。
注释19行的代码，运行代码。
v[13]访问下标为13的元素，越界访问，但是不会检查范围。
v.at(14)访问下标为14的元素，越界访问，会报错，会检查范围，报错后，后面的代码不会再运行。
assign用法，用数组代替vector内容
/*已经存在的vector对象，用一个数组代替vector内容*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector4() {
vector v(3, 5);
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// v = array; 编译失败
v.clear();
for (int i = 0; i <(int)(sizeof(array) / sizeof(array[0])); ++i)
{
v[i] = array[i]; // 越界
v.push_back(array[i]);
}
v.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
v.assign(10, 5);
}
int main(){
TestVector4();
}
#endif 注释20,23,25行代码，运行代码。
调试代码运行到结尾，发现v对象中length和capacity没有变化，原因很简单，我们只是简单修改v对象对应位置的值，但是v对象还有length和capacity成员变量需要改变。
注释19,23,25行代码，运行代码。
注释17-21,25行代码，运行代码。
v.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));用array数组的0位置到结尾，代替v里面的内容。
注释17-21,23行代码，运行代码。
vec4.assign(5, 10); 将vector中的内容替换为5个10
vector的插入操作insert探究
/*vector插入操作insert探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector5() {
vector v{ 1, 2, 3 };
v.insert(v.begin(), 0);
v.insert(v.end(), 4);
// 0 1 2 3 4
// 在1号元素的位置插入10个5
v.insert(v.begin() + 1, 10, 5);
// 要在data元素所在的位置插入array数组
int data;
cin >> data;
int array[] = { 10, 20, 30 };
// vector::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), data);
auto pos = find(v.begin(), v.end(), data);
if (pos != v.end()) {
v.insert(pos, array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
}
}
int main() {
TestVector5();
}
#endif 
小结论：
迭代器begin()指向第一个元素，end()指向最后一个元素后面一个位置。
插入操作传参表示位置，传的都是迭代器。
都是在迭代器位置前面插入数据。
vector的删除操作erase探究
/*vector的删除erase操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector6() {
vector v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
v.erase(v.begin());
v.erase(v.begin(), v.begin() + 5);
v.erase(v.begin(), v.end()); // clear()
}
int main(){
TestVector6();
}
#endif 
小结论：
删除多个元素，区间是左开右闭。
vector的交换操作swap探究
/*swap交换操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector7() {
vector v1{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
vector v2{ 12, 23, 34 };
swap(v1, v2);
v1.swap(v2);
}
int main(){
TestVector7();
}
#endif 
vector的访问操作探究
/*vector访问操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector8() {
vector v1{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
for (size_t i = 0; i < v1.size(); ++i) {
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : v1) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
auto it = v1.begin();
while (it != v1.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
sort(v1.begin(), v1.end());
}
int main(){
TestVector8();
}
#endif 
访问vector的三种方式：
-
operator[]访问
-
范围for
-
迭代器
vector的迭代器失效探究
// 迭代器失效
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector9() {
vector v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
// it指向的是v的当前的起始位置
auto it = v.begin();
// 扩容之后，可能会导致扩容
// 开辟新空间 拷贝元素 释放旧空间
v.push_back(6);
// it指向v之前的空间已经被释放了，it指向的空间就是非法的
// it的迭代器已经失效了
// 解决迭代器失效的方法：
it = v.begin();
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
int main(){
TestVector9();
}
#endif 
扩容操作，开辟新的空间，而老迭代器还指向旧的空间，此时迭代器指向的空间是已经被消灭的空间，解决这个问题就必须重新让迭代器指向新空间的位置。
vector删除操作后返回下一个元素的迭代器位置
/*vector删除操作后返回下一个位置的迭代器位置*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector10() {
vector v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it & 1 || *it == 0)
it = v.erase(it);
else
++it;
}
}
int main() {
TestVector10();
}
#endif 
用vector创建二维数组
/*用vector创建二维数组*/
#if 1
/*
用vector创建二维数组：
1. 矩阵
a. 所有元素都相同
b. 元素不同
2. 每行元素个数不同---比如杨慧三角
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
// a. 所有元素都相同
void TestVector11() {
// 5行10列 所有元素都是8
// 1.依次尾插
vector> v1;
v1.resize(5);
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
for (int j = 0; j < 10; ++j)
{
v1[i].push_back(8);
}
}
// 2.无参构造，resize
vector> v2;
v2.resize(5, vector(10, 8));
// 3.vector构造函数嵌套
vector> v3(5, vector(10, 8));
}
int main(){
TestVector11();
}
#endif
vector<vector v3(5, vector10, 8));创建对象v3，元素数据类型是vector类型，元素个数有五个，对这五个元素进行初始化，全部初始化为vector,匿名对象构造函数。
常用于创建矩阵。
/*用vector创建二维数组---杨慧三角*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
// 2. 每行元素个数不同---比如杨慧三角
void TestVector12() {
int n;
cin >> n;
// vector(size_t n, const T& val = T())
// vector> vv(n, vector());
vector> vv(n);
for (size_t i = 0; i < vv.size(); ++i) {
vv[i].resize(i + 1, 1);
}
/*
0：1
1：1 1
2：1 2 1
3：1 3 3 1
4：1 4 6 4 1
。。。
*/
for (size_t i = 2; i < vv.size(); ++i) {
for (size_t j = 1; j < vv[i].size() - 1; ++j) {
vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
}
}
}
int main(){
TestVector12();
} 
使用reserve、resize的探究
/*使用reserve、resize的小技巧*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
using namespace std;
#include
#include
#include
void TestVector13() {
vector v2;
v2.reserve(10);
v2[0] = 1;
vector v3;
v3.resize(10);
v3[0] = 1;
vector v1;
v1[0] = 1;
}
int main() {
TestVector13();
return 0;
}
#endif 
capacity容量，已经开辟的空间大小，length使用的空间大小。如果通过无参的构造函数创建v1，length和capacity都是0，此时访问元素并修改会报错，因为此时v1还没有开辟空间。
结尾
最后，感谢您阅读我的文章，希望这些内容能够对您有所启发和帮助。如果您有任何问题或想要分享您的观点，请随时在评论区留言。
同时，不要忘记订阅我的博客以获取更多有趣的内容。在未来的文章中，我将继续探讨这个话题的不同方面，为您呈现更多深度和见解。
谢谢您的支持，期待与您在下一篇文章中再次相遇！