STL常用容器（2）---vector容器

bai_lan_ya2024-04-04 18:55

1.1 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的续接的新空间，而是找更大的内存空间，然后将元数据拷贝新空间，释放原空间
  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

1.2 vector构造函数

功能描述：

  • 创建vector容器

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元素
  • 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：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//vector容器构造
void test01()
{
	vector<int>v1;//默认构造 无参构造

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//通过区间方式进行构造
	vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	//n个elem方式构造
	vector<int>v3(10,100);
	printVector(v3);

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

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

1.3 vector赋值操作

给vector容器赋值

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：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//vector赋值
void test01()
{
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//赋值 operator=
	vector<int> v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

	//assign
	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	//n个elem方式赋值
	vector<int> v4;
	v4.assign(10,100);
	printVector(v4);
}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

1.4 vector容量和大小

对vector容量和大小进行操作

函数原型：

  • empty(); //判断容器是否为空
  • 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
  • resize(int num,elem); //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

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
//vector容器的容量和大小操作
void test01()
{
	vector<int>v1;
	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;
		cout << "v1的大小" << v1.size() << endl;
	}

	//重新指定大小
	v1.resize(15, 100);//利用重载版本，可以指定默认填充值，参数二
	printVector(v1);//如果重新指定的比原来长了，默认用0填充新的位置

	v1.resize(5);
	printVector(v1);//如果重新指定的比原来短了，超出部分会被删除

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

  • 判断是否为空---empty
  • 判断元素个数---size
  • 判断容器容量---capacity
  • 判断指定大小--resize

1.5 vector插入和删除

对vector插入和删除操作

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(); //删除迭代器所有元素

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>
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;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);

	//遍历
	printVector(v1);

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

	//插入  第一个参数是迭代器
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);

	v1.insert(v1.end(), 2, 1000);
	printVector(v1);

	//删除  参数是迭代器
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);

	v1.erase(v1.begin(),v1.end ());
	printVector(v1);
    //v1.clear();
    //printVector(v1);

}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

  1. push_back 尾插
  2. pop_back 尾删
  3. insert 插入
  4. erase 删除
  5. clear 清空

1.6 vector数据存取

函数原型：

  1. at(int idx); //返回索引idx所指向的数据
  2. operator[] //返回索引idx所指向的数据
  3. front(); //返回容器中第一个数据元素
  4. back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

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;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}

	//利用[]方式访问元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//利用at方式访问元素
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << v1.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	//获取第一个元素
	cout << "第一个元素为" << v1.front() << endl;

	//获取最后一个元素
	cout << "最后一个元素为" << v1.back() << endl;

}

int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

总结：

  1. 除了用迭代器访问元素，用[]和at也可以
  2. front()返回第一个元素
  3. back()返回最后一个元素

1.7 vector互换容器

目的：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：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void printVector(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//容器互换
//1，基本使用
void test01()
{
	cout << "交换前" << endl;
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	vector<int>v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	cout << "交换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

//2,实际用途
//巧用swap可以收缩内存空间
void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i <100000; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	cout << "v的容量" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小" << v.size() << endl;
	cout << endl;

	v.resize(3);//重新指定大小
	cout << "v的容量" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小" << v.size() << endl;
	cout << endl;

	//巧用swap可以收缩内存空间容量
	vector<int>(v).swap(v);
	cout << "v的容量" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小" << v.size() << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

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

1.8 vector 预留空间

功能描述：

减少vector在动态扩展容量的扩展次数

函数模型：

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

示例：

预留空间前：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	//预留空间
	//v.reserve(10000);

	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])
		{
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "num= " << num << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

预留空间后：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<vector>

void test01()
{
	vector<int>v;

	//预留空间
	v.reserve(10000);

	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])
		{
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "num= " << num << endl;
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

解释：未预留空间时，可访问的元素较多，预留空间后，该空间的元素不可访问，可访问的元素会变少

总结：如果数据量变大，可以一开始利用reserve预留空间

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