【C++】vector(上)

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vector类

一、vector的介绍和使用

1、vector的介绍

这里是cplusplus官方介绍

vector是表示可变大小数组的序列容器

vector类似于数组,采用连续存储空间来存储元素,可以用下标对vector元素进行访问,但它的大小是可以动态改变的,而且这个改变可以被容器自动处理

因为vector使用动态分配数组来存储它的元素,当新元素插入的时候需要扩容,一般来说进行扩容都是按照倍数扩容的,在VS上以1.5倍扩容,在gcc上以2倍扩容,这样后来的几位数字插入的复杂度就很低了

与其他动态序列容器相比,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

2、vector的使用

(1)vector的定义

构造函数说明 接口说明
vector() 无参构造
vector(const vector& x) 拷贝构造
vector(size_type n,const value_type& val = value_type()) 构造并初始化n个val
vector(Inputlterator first,Inputlterator last) 使用迭代器进行初始化构造
cpp 复制代码
void test1()
{
	vector<int> v1;
	vector<int> v2(10, 0);
	vector<int> v3(v2);
	vector<int> v4(v2.begin(), v2.end());
}


(2)vector iterator的使用

iterator的使用 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,获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator
cpp 复制代码
void test2()
{
	vector<int> v1(10, 0);
	int a = 0;
	for (auto& i : v1)
	{
		i += a;
		a++;
	}
	for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); ++it)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

(3)vector 空间增长

容量空间 接口说明
size 获取数据个数
capacity 获取容量大小
empty 判断是否为空
resize 改变size
reserve 改变capacity
cpp 复制代码
void test3()
{
	vector<int> v1(10,0);
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << v1.empty() << endl;
	v1.resize(5);
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	v1.reserve(15);
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
}

这里提一下不同模版的resize以及reserve基本是相同的,resize是改变size,reserve是改变capacity,清楚它们之间的一一对应的关系

(4)vector的增删查改

接口 接口说明
push_back 尾插
pop_back 尾删
find 查找
insert 在pos位置之前插入val
erase 删除pos位置的值
swap 交换两个vector的数据空间
operator[] 使用下标访问vector

其中vector中没有find,find在标准函数库中有定义,第一个参数是开始位置的迭代器,第二个参数是结束位置的迭代器,第三个参数是一个常量的引用,它可以是任何模版实例化后的常量

cpp 复制代码
void test4()
{
	vector<int> v1(10, 0);
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.pop_back();
	v1.push_back(3);
	auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
	v1.insert(pos, 4);
	v1.erase(v1.end() - 1);
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	vector<int> v2(10, 0);
	v1.swap(v2);
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	for (int i = 0; i < v2.size(); i++)
	{
		cout << v2[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

(5)vector迭代器失效

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构,其底层实际就是一个指针或被封装的指针,vector的迭代器就是原生态指针T*,因此迭代器失效就是迭代器底层对应指针所指向的空间销毁了,而使用一块已经被释放的空间,如果继续使用已经失效的迭代器,程序可能会崩溃

下面是可能导致迭代器失效的操作

①引起底层改变的操作

resize、reserve、insert、assign、push_back等可能引起扩容的函数

这里拿resize来举例

cpp 复制代码
void test1()
{
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 };
	auto it = v.begin();
	v.resize(100, 0);
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

包括上面提到的其他函数,因为需要空间的增大,所以vector需要扩容,而vector扩容的操作是开辟新空间,拷贝数据到新空间,销毁旧空间,而寄存器it指向的位置是旧空间的位置,所以会出现操作已经被释放的空间的问题

解决方法是扩容之后重新赋值it

②指定元素的删除操作
cpp 复制代码
void test2()
{
	vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
	auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	v.erase(pos);
	cout << *pos << endl;
}

当使用erase删除元素时,所有在 erase() 之后的迭代器(包括 erase() 使用的迭代器)都会变得无效。这意味着一旦 pos 被用于 erase() 操作,pos 就不能再被用来访问或解引用任何元素了

③string类似于vector

string在上述过程之后,迭代器也会失效,原因相同,解决办法相同,性质相似

3、vector的优越性

杨辉三角问题

对于这个杨辉三角问题,我们需要一个二维数组,用C语言来写的话稍微的复杂一些,需要malloc一个指针数组,然后指针数组的指针指向一个一维数组

对于C++来说,我们需要一个vector<vector< int>>

最上面的_a的类型是vector< int>*

中间的_a的类型是int *

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generate(int numRows)//numRows是杨辉三角行数 
    {
        vector<vector<int>> vv;
        vv.resize(numRows);//扩容numRows行
        for(size_t i = 0;i < vv.size();i++)
        {
            vv[i].resize(i+1,0);//将每一行所有的数字置为0
            vv[i][0] = vv[i][vv[i].size() - 1] = 1;//将三角两边的数字全部置为1
        }

        for(size_t i = 0;i < vv.size();i++)
        {
            for(size_t j = 0;j < vv[i].size();j++)
            {
            	if(vv[i][j] == 0)
            	{
                	vv[i][j] = vv[i-1][j]+vv[i-1][j-1];
                	//将所有不在三角两边的按照杨辉三角的原则相加得数
            	}
            }
        }
        return vv;
    }
};

今日分享就到这里了~

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