C++vector类

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一、vector是什么？

vector是表示可变大小数组的序列容器，类似于数组，vector也采用连续的存储空间来存储元素。这就意味之可以通过下标对vector中元素进行随机访问。同时，其大小是可以动态改变的，会被容器自动处理。

本质上讲，vector使用动态内存分配数组来存储它的元素。当新元素插入时，这个数组需要被重新分配大小。其做法是，分配一个新的数组，将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个代价相对较高的任务。

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需要的存储空间更大，但是获得了管理存储空间的能力。而对于不同的库则采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。

二、常用接口说明

1.常见的构造函数

constructor构造函数声明	接口说明
vector	无参构造
vector（size_t n, const value_type& val = value_type()）	构造并初始化n个val
vector（const vector& x）	拷贝构造
vector InputIterator first, InputIterator last	使用迭代器进行初始化构造

代码如下：

#include
#include

using namespace std;

int main()

{
	//调用无参构造函数
	vector<int> first;
	vector<int> second(4, 100);
	//用迭代器进行构造
	vector<int> third(second.begin(), second.end());
	//拷贝构造
	vector<int> fourth(third);
	return 0;
}

2.vector iterator的使用

iterator使用	接口说明
begin + end	获取第一个数据位置的iterator/const_iterator，获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin + rend	获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据钱一个位置的iterator

注意：begin获取的是第一个位置rbegin获取的是倒数第一个位置，而end获取的是最后一个位置的下一个位置，rend获取的是第一个位置的前一个位置。

代码如下：

int main()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	//正向打印
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << ' ';
		cout << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
	//反向打印
	vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
	while (rit != v.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		cout << endl;
		++rit;
	}


	return 0;
}

3.关于vector的容量

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判空
resize	改变vector的size
reserve	改变vector的capacity

reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要多少空间reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。

resize在开辟空间时还会进行初始化，影响size。

4.vector的增删改查

vector	接口说明
push_back	尾插
pop_back	尾删
find	查找（算法）
insert	在指定位置之前插入数据
erase	删除指定位置的数据
swap	交换两个vector的数据空间
operator[]	像数组一样随机访问

代码如下：

尾插四个数据并用迭代器打印:

int main()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << ' ';
		cout << endl;
		++it;
	}
	return 0;
}

尾删两个数据：

int main()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	v.pop_back();
	v.pop_back();
	return 0;
}

在指定范围内查找相应数据，并进行插入和删除操作。

int main()
{
	//找到pos位置并插入数据
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.insert(pos, 30);
	PrintVector(v);

	//删除pos位置数据
	pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.erase(pos);
	PrintVector(v);

	return 0;
}

5.迭代器失效

我们首先来看一段代码：

int main()
{
	//找到pos位置并插入数据
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.insert(pos, 30);
	PrintVector(v);

	//删除pos位置数据
	pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.erase(pos);
	PrintVector(v);

	return 0;
}

这个还是上面的插入和删除操作，首先在指定范围内找到3这个整型元素，然后在这个位置插入30，删除也是先在指定范围内找到3这个整型元素，然后在这个位置删除。但是删除的时候我们又重新定义了一个迭代器，如果我们不定义呢？会发生什么？

int main()
{
	//找到pos位置并插入数据
	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.insert(pos, 30);
	PrintVector(v);

	//删除pos位置数据
	//pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.erase(pos);
	PrintVector(v);

	return 0;
}

在vs编译器上程序崩溃了，因为插入数据以后，迭代器的意义发生改变了，根据这个例子来分析，本来我们是让其指向3这个元素的位置，但是插入数据以后，迭代器指向的却是我们新插入的元素。这就是迭代器失效。

因为迭代器的主要作用就是让算法能够不关心底层数据，其实底层就是一个指针，或者说是对指针进行了封装。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向空间销毁了，而使用一块已被释放的内存，造成的后果是程序崩溃（如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能就会崩溃）。

而下列操作可能会导致vector迭代器失效：

会引起其底层空间改变的操作，都有可能使迭代器失效，比如resize，reserve，insert，erase，push_back等。

而解决这个问题的办法很简单，只要在使用前对迭代器重新赋值即可。