C++ vector 的使用

· CSDN的uu们,大家好。这里是C++入门的第十七讲。

· 座右铭:前路坎坷,披荆斩棘,扶摇直上。

· 博客主页: @姬如祎

· 收录专栏:C++专题

目录

[1. 构造函数](#1. 构造函数)

[1.1 vector(size_t n, const T& val = T())](#1.1 vector(size_t n, const T& val = T()))

[1.2 vector (const vector& x)](#1.2 vector (const vector& x))

[1.3 无参构造](#1.3 无参构造)

[2. size_t size() const](#2. size_t size() const)

[3. void resize (size_t n, T val = T())](#3. void resize (size_t n, T val = T()))

[4. size_t capacity() const](#4. size_t capacity() const)

[5. bool empty() const](#5. bool empty() const)

[6. void reserve (size_t n)](#6. void reserve (size_t n))

[7. T& operator[] (size_t n)](#7. T& operator[] (size_t n))

[8. T& front()](#8. T& front())

[9. T& back()](#9. T& back())

[10. void push_back (const T& val)](#10. void push_back (const T& val))

[11. void pop_back()](#11. void pop_back())

[12. void insert ()](#12. void insert ())

[12.1 iterator insert (iterator pos, const T& val)](#12.1 iterator insert (iterator pos, const T& val))

[12.2 void insert (iterator position, size_t n, const T& val)](#12.2 void insert (iterator position, size_t n, const T& val))

[13. erase()](#13. erase())

[13.1 iterator erase (iterator pos)](#13.1 iterator erase (iterator pos))

[13.2 iterator erase (iterator first, iterator last)](#13.2 iterator erase (iterator first, iterator last))

[14. void swap(vector& v)](#14. void swap(vector& v))

[15. void clear()](#15. void clear())


  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分配大小 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需要的存 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,重新分配都应该是 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(deque, list and forward_list), 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。比起 list (双向链表) 和forward_list (单向链表) 统一的迭代器和引用更好。

1. 构造函数

库里面有很多重载的版本,看看就行,我们学习最常用的!

1.1 vector(size_t n, const T& val = T())

在学习和模拟string的时候没有用到模板,那是因为 string 的出现非常早,并且也没必须做成模板类嘛!但是vector就不一样了,vector里面可以存储各式各样的数据类型,不做成模板那可老难受了!所以这个构造函数里面的 T 就是模板参数,缺省值 val = T() 表示不给 val 传参调用 T 的默认构造当作 val 的缺省值。

这个构造函数表示为 vector 开辟 n 个 T 类型数据大小的实际空间,并初始化为 val。

例如:vector<int> v(10),开辟 10 个整形的空间,并且初始化为 0,为啥是初始化为 0 呢,因为 int() 的结果就是 0。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10, 2); // 10个整形大小的空间,初始化为 2 
	return 0;
}

1.2 vector (const vector& x)

这是拷贝构造函数,就不用多说啦!支持用一个 vector 对象构造出一个新的 vector 对象。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10, 2);
	vector<int> b(a);
	return 0;
}

1.3 无参构造

在写代码的时候,我们经常习惯这么写:

cpp 复制代码
vector<int> a;

这么写vector会分配空间嘛!

显然,没有分配空间,无参构造出来的 vector 是不能用下标去访问数据的,因为压根就没有分配空间嘛!

2. size_t size() const

这个函数可以返回一个vector对象实际存储元素的个数!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10);
	cout << a.size() << endl; //输出:10

	vector<int> b;
	cout << b.size() << endl; //输出:0
	return 0;
}

3. void resize (size_t n, T val = T())

这个函数跟 string 的那个 resize 简直一毛一样。当 n 大于原 vector 的 size,就会用 val 初始化新获得的空间,不传 val 就是用 T 类型的默认构造的值来初始化新获得的空间;当 n 小于原 vector 的 size,直接截断就行啦!

当 n 小于原 vector 的 size 时:

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10);

	for (int i = 0; i < 10; i++)
		a[i] = i + 1;

	a.resize(5);

	return 0;
}

当 n 大于原 vector 的 size 时:

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(5);

	for (int i = 0; i < 5; i++)
		a[i] = i + 1;

	a.resize(10, 88);

	return 0;
}

4. size_t capacity() const

这个函数用来返回 vector 实际维护空间的大小,这一点与 string 是十分相似的!size用来维护 实际存储的元素个数,capacity 用来维护实际容量,方便扩容的实现!

不同编译器的扩容逻辑都是不相同的,在不同编译器的结果可能不尽相同!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a;
	cout << a.capacity() << endl; //输出:0

	vector<int> b(10);
	cout << b.capacity() << endl; //输出:10

	return 0;
}

5. bool empty() const

这个函数用来判断 vector 的 size 是否等于 0,如果 vector 的size == 0,返回 true 否则返回 false。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a;
	cout << a.empty() << endl; //输出:1

	return 0;
}

6. void reserve (size_t n)

这个函数可以改变 vector 维护的实际空间大小,这个函数和 string 的reserve 相似,即改变capacity的大小!

7. T& operator[] (size_t n)

一个类的对象支持下标访问元素的根本原因就是该类重载了[]运算符!重载 [] 运算符使得我们可以轻松地访问和修改vector 的元素。

T 是模板参数哈,因为 vector 是个模板类,vector 存储的元素类型需要在编译时才能确定!

该函数的实现依然是有 const 和非 const 版本,支持 const 对象的调用 和 非 const 对象的调用。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10, 1);

	//修改vector中的元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		a[i]++;

	//访问vector中的元素,输出:2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		cout << a[i] << " ";
	cout << endl;
	
	return 0;
}

8. T& front()

返回 vector 中的第一个元素,很简单哈!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10, 1);

	cout << a.front() << endl; //输出:1
	
	return 0;
}

9. T& back()

返回 vector 数组中最后一个元素,同样比较好理解!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		a[i] = i;

	cout << a.back() << endl; //输出:9
	
	return 0;
}

10. void push_back (const T& val)

这个函数就是在 vector 数组的末尾增加一个元素。

比如:你有一个 vector,他的 size 是 10,那么调用 push_back() 函数,就会在 下标为 10 的位置插入一个元素,同时这个vector 的size 变为 11。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10);
	a.push_back(10);
	
	cout << a.back() << endl; //输出:10
	return 0;
}

11. void pop_back()

这个函数也是很简单哇!删除 vector 数组最后那个元素,就是 下标为 size - 1 的那个元素。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(10);
	a.push_back(10);
	
	a.pop_back();
	cout << a.back() << endl; //输出:0
	return 0;
}

12. void insert ()

12.1 iterator insert (iterator pos, const T& val)

这个 iterator 就是 vector 的迭代器哈!在 string 的模拟实现中,我们知道了 string 的迭代器就是一个 char*。那 vector 的迭代器是啥呢?没错就是 T*。在 string 和 vector 中迭代器都是指针,但是我想说的就是迭代器不完全是指针哈,在我们模拟实现 list 以及后面的容器的时候你就知道啦!

这个函数就是在 一个迭代器的位置插入一个值为 val 的元素,并且返回新插入元素位置的迭代器。

如上图,我们要在 pos 位置插入一个新的元素,那么我们就要将包括 pos 在内的所有元素向后移动一个下标,插入新的元素 val 之后,返回 pos 位置的迭代器!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

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

	a.insert(a.begin() + 2, 5); // 在下标为 2 的位置插入一个元素 5 

	//输出:1 2 5 3 4
	for (auto e : a)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

12.2 void insert (iterator position, size_t n, const T& val)

这个函数就是在 pos 位置插入 n 个 val 元素!原理和上面的差不多哈!举个例子方便大家理解!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(3, 1);

	a.insert(a.begin(), 3, 0); //在下标为 0 的位置插入三个0

	//输出:0 0 0 1 1 1
	for (auto e : a)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

13. erase()

13.1 iterator erase (iterator pos)

这个函数可以删除 pos 位置的元素,然后返回 pos 位置的下一个位置的迭代器!

可以看看例子加深理解,是在理解不了也没关系,下一讲模拟实现 vector 保证你彻彻底底理解erase。

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

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

	//删除下标为 1 的元素
	auto it = a.erase(a.begin() + 1);

	cout << *it << endl;
	return 0;
}

13.2 iterator erase (iterator first, iterator last)

这个函数能够删除两个迭代器之间的所有元素,删除的范围是:[first, last)。左闭右开的一个区间哈!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a;
	a.push_back(0);
	a.push_back(1);
	a.push_back(2);
	a.push_back(3);
	a.push_back(4);
	a.push_back(5);
	a.push_back(6);

	//删除下标为 [1, 4) 的所有元素
	a.erase(a.begin() + 1, a.begin() + 4);

	//输出:0 4 5 6
	for (auto e : a)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

14. void swap(vector<T>& v)

这个函数可以实现两个 vector 之间的交换,和 string 里面的那个swap 差不多!

cpp 复制代码
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> a(3, 1);
	vector<int> b(3, 2);

	a.swap(b);

	//输出:2 2 2
	for (auto e : a)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	//输出:1 1 1
	for (auto e : b)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

15. void clear()

这个函数可以清空 vector 中存储的所有元素。

我们实现的时候,只需要将 size 置为 0,就可以啦!capacity 是不需要改变的!

vector 的使用相比 string 的使用就简单多了!

相关推荐
q567315232 分钟前
在 Bash 中获取 Python 模块变量列
开发语言·python·bash
JSU_曾是此间年少14 分钟前
数据结构——线性表与链表
数据结构·c++·算法
许野平27 分钟前
Rust: 利用 chrono 库实现日期和字符串互相转换
开发语言·后端·rust·字符串·转换·日期·chrono
也无晴也无风雨30 分钟前
在JS中, 0 == [0] 吗
开发语言·javascript
狂奔solar38 分钟前
yelp数据集上识别潜在的热门商家
开发语言·python
此生只爱蛋1 小时前
【手撕排序2】快速排序
c语言·c++·算法·排序算法
blammmp1 小时前
Java:数据结构-枚举
java·开发语言·数据结构
何曾参静谧1 小时前
「C/C++」C/C++ 指针篇 之 指针运算
c语言·开发语言·c++
暗黑起源喵2 小时前
设计模式-工厂设计模式
java·开发语言·设计模式
WaaTong2 小时前
Java反射
java·开发语言·反射