【C++】vector（上）

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vector类

一、vector的介绍和使用
- 1、vector的介绍
- 2、vector的使用
- - （1）vector的定义
  - [（2）vector iterator的使用](#（2）vector iterator的使用)
  - [（3）vector 空间增长](#（3）vector 空间增长)
  - （4）vector的增删查改
  - （5）vector迭代器失效
- 3、vector的优越性

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~