c++复习笔记——STL(vector)

c++-----STL容器系列（1） vector

1 介绍

Vector是stl容器中一种常见的容器 ，基本和数组类似，其大小（size）可变，常用于数组长度不确定时来代替数组，当数据超过vector预定值时vector将自动扩容。

Vector是一种顺序存储器，在内存中连续排列，可以通过下标访问，时间复杂度为O（1）。

2 创建和使用

使用时需要包含头文件

1 #include<vector>

声明一个int型的vector数组

1 Vector<int> asd; 一个空数组
2 Vector<int> asd1 {1,2,3,4,5}; 包含1、2、3、4、5个变量
3 Vector<int> asd2(9); 开辟9个空间，且默认值为0
4 Vector<int> asd3(3,5); 3个值为5的数组
5 Vector<int> asd4(asd3); 复制asd3的所有值
6 Vector<int> asd5(asd4.begin(),asd4.end()); 将asd4的值从头到尾复制
7 Vector<int> asd6(asd4.rbegin(),asd4.rend()); 将asd4的值从未到头复制

方法

|-----------|--------------------------------------|
| 名字 | 描述 |
| begin | 返回指定容器中第一个元素的迭代器 |
| end | 返回指定容器最后一个元素所在位置后一个位置的迭代器 |
| Size | 返回实际元素的个数 |
| Max_size | 返回元素个数的最大值 |
| empty | 判断vector是否为空 |
| at | Vector.at(i)等同于vector[i],访问数组下标的元素 |
| front | 返回第一个元素 |
| back | 返回最后一个元素 |
| Push_back | 在容器尾部插入元素 |
| Pop_back | 删除最后一个元素 |
| insert | 插入元素 |
| erase | 删除元素 |
| swap | 两元素交换 |
| capacity | 可容纳的大小 |

3具体用法

3.1 遍历

 1 //范围for循环
 2 for(auto num :asd){
 3 Cout<num<<endl;
 4 }
 5 //下标访问
 6 for(int i=0;i<asd.size();i++){
 7 Cout<<asd[i]<<endl;
 8 }
 9 //迭代器访问
10 for(vector<int>::iterator it=asd.begin();it!=asd.end();it++){
11 cout<<*it<<endl;
12 }

3.2容量和大小

resize改变size的大小，而reserve改变capacity的大小

1 Vector<int> asd;
2 Asd.resize(4);
3 Asd.reserve(6);
4 Cout<<asd.size()<<””<<asd.capacity()<<endl;

3.3vector常用算法

3.3.1push_back和pop_back

1 Vector<int> asd;
2 For(int i=0;i<9;i++){
3 Asd.push_back(i);
4 }
5 For(int i=0;i<9;i++){
6 Asd.pop_back();
7 }

3.3.2 erase

erase通过迭代器删除某个或者某个范围的元素，并返回下一个元素的迭代器

1 Vector<int> asd{1.、2、3、4、5、6};
2 Asd.erase(asd.begin()+2);
3 //删除asd开头往后偏移两个位置的元素

3.3.3 swap和clear

1 vector<int> asd={5,4,3,2,1};
2 Vector<int> asd1={1,2,3,4,5};
3 Asd.swap(asd1);
4 //swap将两个vector进行交换
5 Asd.clear();
6 //clear清空整个vector，size变为0

3.4 vector二维操作

定义一个二位的数组

1 Vector<vector<int>> asd;

定义一个5行三列且全为1的二维数组

1 Vector<vector<int>> asd(5,vector<int>(3,1));

访问

 1 //For循环访问
 2 For(int i=0;i<asd.size();i++){
 3 For(int j=0;j<asd[0].size();j++){
 4 Cout<<asd[i][j]<<endl;
 5 }
 6 }
 7 For(auto nums :asd){
 8 For(auto num :nums){
 9 Cout<<num<<endl;
10 }
11 }

4 vector扩容原理

扩容原理概述

• 新增元素：vector通过一个连续的数组存放元素，如果集合已满，在新增数据的时候，就要分配一块更大的内存，将原来的数据复制过来，释放之前的内存，在插入新增的元素；
• 对vector的任何操作，一旦引起空间重新配置，指向原vector的所有迭代器都失效；
• 初始时刻vector的capacity为0，塞入第一个元素后capacity增加到1；
• 在不同编译器实现的扩容方式不一样，VS015中以1.5倍扩容，GCC以2倍扩容

以下是vs中vector的扩容源码

总结

• vector在push_back以成倍增长可以在均摊后达到O(1)的事件复杂度，相对于增长指定大小的O(n)时间复杂度更好。
• 为了防止申请内存的浪费，现在使用较多的有2倍与1.5倍的增长方式，而1.5倍的增长方式可以更好的实现对内存的重复利用。