STL常用容器（vector容器）---C++

木子.李3472024-02-28 11:40

STL常用容器目录

  • 2.vector容器
    • [2.1 vector基本概念](#2.1 vector基本概念)
    • [2.2 vector构造函数](#2.2 vector构造函数)
    • [2.3 vector赋值操作](#2.3 vector赋值操作)
    • [2.4 vector容量和大小](#2.4 vector容量和大小)
    • [2.5 vector插入和删除](#2.5 vector插入和删除)
    • [2.6 vector数据存取](#2.6 vector数据存取)
    • [2.7 vector互换容器](#2.7 vector互换容器)
      • [2.7.1 vector互换容器收缩内存空间](#2.7.1 vector互换容器收缩内存空间)
    • [2.8 vector预留空间](#2.8 vector预留空间)

2.vector容器

2.1 vector基本概念

功能：

  • vector数据结构和数组非常相似 ，也称为单端数组；

vector与普通数组区别：

  • 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展。

动态扩展：

  • 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间。
  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。

    里面是vector的迭代器，如：begin()、end()、rend()-指向第一个元素的前一个位置、front()-返回第一个元素、back()-返回最后一个元素、insert()-插入一个元素、rbegin()-返回一个指向向量最后一个元素的反向迭代器、push_back()和pop_back()-尾插和尾删。

2.2 vector构造函数

功能描述：

  • 创建vector容器
  • 头文件：#include

函数原型：

  • vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数。
  • vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身（区间左闭右开）。
  • 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。

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test01()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身
	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	//构造函数将10个100拷贝给本身
	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);

	vector<int> v4(v3);//拷贝构造
	printVector(v4);
}

2.3 vector赋值操作

函数原型：

  • 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。

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test02()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int> v2=v1;//等号重载
	printVector(v2);

	//将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身
	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	//构造函数将10个100拷贝给本身
	vector<int> v4;
	v4.assign(10, 99);
	printVector(v4);
}

2.4 vector容量和大小

功能描述：

  • 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

  • empty(); //判断容器是否为空(返回真假)
  • 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。（容量不变）
  • 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。（容量不变）

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test03()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	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;//容量>=大小
		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);
}

可见，容量开辟的会比实际所需大小大一点。

总结：

  • 判断是否为空 --- empty
  • 返回元素个数 --- size
  • 返回容器容量 --- capacity
  • 重新指定大小 --- resize

2.5 vector插入和删除

函数原型：

  • push_back(ele); //尾部插入元素ele
  • pop_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ele
  • insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
  • erase(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
  • 注： 此处的位置均为迭代器指向的位置。

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test04()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 1; i < 6; i++)
	{
		//尾插
		v1.push_back(i*10);
	}
	printVector(v1);

	//尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);

	//插入
	v1.insert(v1.begin(), 9);//从第一个元素位置开始，插入9
	printVector(v1);

	v1.insert(v1.begin(), 2, 99);//从第一个元素位置开始，插入2个99
	printVector(v1);

	//删除
	v1.erase(v1.begin());//只删除第一个元素
	printVector(v1);

	//清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());//删除从begin指向的位置到end指向的位置之间内容
	v1.clear();//效果同上，清空
	printVector(v1);
}


总结：

  • 尾插 --- push_back
  • 尾删 --- pop_back
  • 插入 --- insert (位置迭代器)
  • 删除 --- erase （位置迭代器）
  • 清空 --- clear

2.6 vector数据存取

函数原型：

  • at(int idx); //返回索引 idx所指的数据
  • operator[]; //返回[]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

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test05()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 1; i < 6; i++)
	{
		//尾插
		v1.push_back(i*10);
	}
	printVector(v1);

	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;
}


总结：

  • 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
  • front返回容器第一个元素
  • back返回容器最后一个元素

2.7 vector互换容器

功能描述：

  • 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

  • swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

c 复制代码 
void printVector(vector<int>& v) {	
	for (int i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl; 
}
void test06()
{
	vector<int> v1; //无参构造
	for (int i = 1; i < 10; i++)
	{
		//尾插
		v1.push_back(i*10);
	}
	printVector(v1);

	vector<int> v2; //无参构造
	for (int i = 1; i < 10; i++)
	{
		//尾插
		v2.push_back(i *9);
	}
	printVector(v2);

	//互换容器
	cout << "互换后：" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

2.7.1 vector互换容器收缩内存空间

  • 巧用swap收缩内存
    示例：
c 复制代码 
void test07()
{
	vector<int> 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<int>(v).swap(v); //匿名对象：执行完当前行就回收

	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}


析：vector(v).swap(v);

其中vector(v)表示创建一个匿名对象，其大小和容量按照v的实际大小进行初始化（即为什么交换后v的大小和容量都为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

2.8 vector预留空间

功能描述：

  • 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数.

函数原型：

  • 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。(resize区分)

示例：

c 复制代码 
void test08()
{
	vector<int> v;
	int num = 0;//统计空间开辟次数
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
		//因为空间开辟一次首元素地址就会改变一次
		if (p != &v[0])
		{
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
	cout << "空间开辟了" << num << "次" << endl;
}

可见，对于大空间vector的开辟不是一下子就开辟的，他是一个逐步个过程。

当提前预置空间容量时，就只会开辟一次。如下：

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间.

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