C++ STL篇(四)------vector
还在被固定数组限制？vector前来救场！本篇带你看懂vector常用接口，新手也能轻松上手！话不多说，我们发车啦！ദ്ദി˶ｰ̀֊ｰ́ )✧
文章目录
- [C++ STL篇(四)------vector](#C++ STL篇(四)——vector)
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- [1. vector 是什么？](#1. vector 是什么？)
- [2. 创建 vector 的 N 种姿势（构造函数）](#2. 创建 vector 的 N 种姿势（构造函数）)
- [3. 遍历 vector 的三种经典方式](#3. 遍历 vector 的三种经典方式)
- [4. 容量管理](#4. 容量管理)
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- [4.1 size 和 capacity](#4.1 size 和 capacity)
- [4.2 reserve：预定空间，但不改变 size](#4.2 reserve：预定空间，但不改变 size)
- [5. 增删改查：最常用的修改操作](#5. 增删改查：最常用的修改操作)
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- [5.1 push_back：尾部追加](#5.1 push_back：尾部追加)
- [5.2 insert：任意位置插入](#5.2 insert：任意位置插入)
- [5.3 erase：删除元素](#5.3 erase：删除元素)
- [6. 用 vector 优雅地输入输出](#6. 用 vector 优雅地输入输出)
- [7. vector 存放复杂类型与二维数组](#7. vector 存放复杂类型与二维数组)
-
- [7.1 存放 string](#7.1 存放 string)
- [7.2 二维 vector（重点！）](#7.2 二维 vector（重点！）)
- 结语：
1. vector 是什么？
简单说，vector 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个序列容器，可以把它理解成"可以动态改变大小的数组"。它背后是一块连续的内存空间，所以支持用下标 [] 快速访问元素，同时还提供了丰富的成员函数，帮你完成增删改查。
要使用 vector，必须包含头文件：
cpp
#include <vector>2. 创建 vector 的 N 种姿势（构造函数）
先看一段代码，我们逐行解释：
cpp
vector<int> v1; // 1. 空容器，里面啥也没有
vector<int> v2(10, 1); // 2. 10个元素，每个都是1
vector<int> v3(++v2.begin(), --v2.end()); // 3. 用迭代器区间构造1. 默认构造 vector v1;
这个最常见，创建一个空 vector，size 和 capacity 都是 0。后面可以用 push_back 慢慢加元素。
2. 填充构造 vector v2(10, 1);
创建 10 个元素的 vector，每个元素初始化为 1。等价于你写了一个长度为 10 的数组，并且全都赋值为 1。如果只写 vector<int> v2(10);，那么 10 个元素会被默认初始化，对于 int 类型就是 0。
3. 迭代器区间构造 vector v3(++v2.begin(), --v2.end());
这个稍微高级一点，但非常实用。v2.begin() 返回指向第一个元素的迭代器，++ 后变成指向第二个元素；v2.end() 返回指向最后一个元素下一个位置的迭代器，-- 后指向最后一个元素。所以这一句的意思是：用 v2 的第 2 个到倒数第 2 个元素来初始化 v3。
结果： v2 是 10 个 1，去掉一头一尾，v3 就包含 8 个 1。
3. 遍历 vector 的三种经典方式
创建完 vector，总得看看里面有什么。
cpp
// 假设 v3 已经有 8 个元素，值都是 1
// 方式1：用下标，像数组一样
for (size_t i = 0; i < v3.size(); i++)
{
cout << v3[i] << " ";
}
cout << endl;
// 方式2：用迭代器，指针风格
vector<int>::iterator it = v3.begin();
while (it != v3.end())
{
cout << *it << " "; // *it 解引用，取迭代器指向的值
it++;
}
cout << endl;
// 方式3：C++11 范围 for 循环，最简洁！
for (auto e : v3)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;输出：
三种方式对比：
- 下标法： 直观，但不适用于所有容器。
- 迭代器法： 通用性强，所有 STL 容器都支持，而且可以通过
*it修改元素。 - 范围 for： 简洁优雅，强烈推荐日常使用。注意如果用
auto& e可以修改原元素，避免拷贝。
4. 容量管理
4.1 size 和 capacity
size : 表示当前容器里实际拥有的元素个数
capacity： 表示vector当前已经分配好的内存空间最多能存多少元素
扩容机制演示:
cpp
void TestVectorExpand()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
cout << "capacity change:" << sz << endl;
cout << "making v grow:" << endl;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "capacity change:" << sz << endl;
}
}
}在VS下的输出：
在 VS 编译器中，扩容通常是 1.5 倍增长；在 GCC 中则是 2 倍增长。原因是为了在"减少扩容次数 "和"避免内存浪费"之间取得平衡。
4.2 reserve：预定空间，但不改变 size
cpp
vector<int> v(10, 1); // size=10, capacity=10
v.reserve(20); // 申请至少能容纳20个元素的空间
cout << v.size() << endl; // 输出 10，size 不变！
cout << v.capacity() << endl; // 输出 20reserve(n) 只会增大 capacity，不会添加元素，所以 size 不变。如果你提前知道要存多少数据，用 reserve 一次性开好空间，可以避免多次扩容带来的拷贝开销，提升性能。
reserve 不会缩容
cpp
v.reserve(5); // 试图缩小容量
cout << v.capacity() << endl; // 依然是 20，不会变小！C++ 标准规定，reserve 只保证容量 >= n，不会主动缩容。
resize：改变 size，可能引发扩容
cpp
vector<int> v(10, 1);
v.resize(30, 2); // 增加到30个元素，新增的元素用 2 填充
cout << v.size() << endl; // 30
cout << v.capacity() << endl; // >=30，可能触发了扩容
v.resize(5); // 减少到5个元素，多出的被删除
cout << v.size() << endl; // 5
cout << v.capacity() << endl; // 容量不变，不会缩容！总结一下：
操作 影响 size 影响 capacity 备注 push_back +1 不够时扩容 最常用添加方式 reserve(n) 不变 增大至 >= n 不会减小 resize(n) 变为 n n>capacity时扩容多余元素删除/默认填充
5. 增删改查：最常用的修改操作
5.1 push_back：尾部追加
cpp
vector<int> v(10, 1); // 10个1
v.push_back(3); // 现在变成11个元素：1,1,...1,3简单粗暴，往最后面加一个元素。如果容量不够，自动扩容。
5.2 insert：任意位置插入
cpp
v.insert(v.begin(), 2); // 在开头插入 2
v.insert(v.begin() + 3, 6); // 在第4个位置（下标3）插入 6insert(pos, val) 在 pos 位置之前插入 val。
注意：
pos是迭代器，不是下标。- 插入后，后面的所有元素都要向后移动，时间复杂度 O(n)，所以如果频繁在中间插入，
vector并不是最佳选择。
5.3 erase：删除元素
cpp
v.erase(v.begin()); // 删除第一个元素erase(pos) 删除 pos 位置的元素，返回下一个元素的迭代器。同样，删除后所有后面的元素要向前移动，效率较低。
完整示例：
cpp
vector<int> v(10, 1);
v.push_back(3);
v.insert(v.begin(), 2);
v.insert(v.begin() + 3, 6);
// 现在 v 内容：2,1,1,6,1,1,1,1,1,1,1,3
v.erase(v.begin());
// 删除了开头的2迭代器失效问题
执行插入或删除操作后，原来的迭代器可能会失效！因为 vector 可能会重新分配内存，导致原来的迭代器指向的位置变得非法。安全做法是：每次操作后重新获取迭代器。
6. 用 vector 优雅地输入输出
很多人会这样写：
cpp
vector<int> v(5, 0);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
cin >> v[i];
}这完全没问题。但更推荐用范围 for 输出：
cpp
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}如果要在遍历时修改元素值，记得用引用 !
cpp
for (auto& e : v)
{
e *= 2; // 每个元素翻倍
}7. vector 存放复杂类型与二维数组
7.1 存放 string
cpp
vector<string> v1;
string s1("xxxx");
v1.push_back(s1); // 拷贝一份存入
v1.push_back("yyyyyy"); // 直接传入字符串字面值
// 遍历时强烈建议用 const 引用，避免不必要的拷贝！
for (const auto& e : v1)
{
cout << e << " ";
}7.2 二维 vector（重点！）
二维数组经常用来表示矩阵、棋盘等。用 vector 创建二维数组非常简单：
cpp
vector<int> v(5, 1); // 一维，5个1
vector<vector<int>> vv(10, v); // 二维，10行，每行是一个 v
vv[2][1] = 2; // 修改第3行第2列的元素
// 遍历输出
for (size_t i = 0; i < vv.size(); i++)
{
for (size_t j = 0; j < vv[i].size(); j++)
{
cout << vv[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}这里 vv 就是一个 10 行 5 列的矩阵，每个元素初始值为 1。访问方式就是 vv[行][列]，和原生二维数组一模一样。
这里我们看一个题:
ど°0°う♡ 传送门
解答示例：
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generate(int numRows) {
//创建一个二维vector，有numRows行，每行初始为空
vector<vector<int>> vv(numRows);
for(size_t i = 0;i<numRows;++i)
{
vv[i].resize(i+1,1);//将第i行的元素个数改为i+1，新增元素全部初始化为1
}
for(int i = 2;i<vv.size();++i)//从第二行开始计算
{
for(int j = 1;j<vv[i].size()-1;++j)//不需要计算每行的首尾了，它们已经是1了
{
vv[i][j] = vv[i-1][j] + vv[i-1][j-1];
}
}
return vv;
}
};结语：
今天的内容到这里就结束了，希望你能有所收获~
代码无bug,学习不迷路，我们下篇再见！ (•̀ᴗ•́)و