c++之vector容器

news2025/2/23 23:33:56

1.简介

  向量（Vector）是一个封装了动态大小数组的顺序容器（Sequence Container）。跟任意其它类型容器一样，它能够存放各种类型的对象。可以简单的认为，向量是一个能够存放任意类型的动态数组。

1.1 vector和普通数组区别

  普通数组是静态的，在初始化是就确定空间大小，不支持动态扩展；
  vector则可以看做是一个动态的数组，可以存放任意数据(基本数据类型和自定义数据类型均可以)，支持动态扩展空间。

2.vector容器的构造函数

  vector容器，可以看做是一个单端数组，构造函数有：无参构造、有参构造、拷贝构造。

vector 容器：—>单端数组

  • vector和普通数组的区别：
    普通数组是静态空间，创建是就分配好
    vector支持动态扩展
  • vector容器常用迭代器：
    v.rend() -->指向第一个元素的前一个位置
    v.end() -->指向最后一个元素的下一个位置
    v.begin() -->指向第一个元素
  • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
  • vector构造函数：
    无参构造：vector< T > v;
    有参构造：vector(v.begin(),b.end()); --将begin到end之间的内容拷贝
         vector(n,elem); //将n个elem内容拷贝
    拷贝构造：vector(const vector &v);
  • vector构造函数使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void PrintVector(const vector< int >& ptr)
{
	//若传入的vector是一个常量，则才是需要迭代器是需要使用：const_iterator
	for ( vector< int >:: const_iterator v = ptr.begin(); v != ptr.end(); v++)
	{
		cout << *v << " ";
	} 
	cout << endl;
}
void test()
{
	vector< int > vtr;//默认构造
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		vtr.push_back(i);
	}
	PrintVector(vtr);
	vector< int > v2(vtr.begin(), vtr.end());//将begin~end之间的内容拷贝
	PrintVector(v2);
	vector< int > v3(10, 5);//赋值10个5
	PrintVector(v3);
	vector< int >v4(v3);//拷贝构造
	PrintVector(v4);
}
int main()
{
	test();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述

3.vector赋值

  vector赋值可以直接"="赋值，也可以使用成员函数assign赋值。


vector赋值：
	vector &operator=(const vector &v);//重载=
	assign(beg,end);//将beg~end区间进行赋值
	assign(n,elem);//n个elem赋值
  • 赋值操作示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >

void PrintVector(const vector< int >& p)
{
	for (vector< int >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
	{
		cout << *ptr<< " ";	
	}
	cout << endl;
}
void test()
{
	vector< int > v;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	PrintVector(v);
	vector< int > v2 = v;//等号赋值
	PrintVector(v2);
	vector< int > v3(v.begin(), v.end());//区间赋值
	PrintVector(v3);
	vector< int > v4(5, 666);//5个666赋值
	PrintVector(v4);
}
int main()
{
	test();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述

4.vector获取容量和成员个数

  vector和普通数组一样，下标是从0开始的。获取容量大小使用capacity()函数，判断容器是否为空可以使用empty()函数，获取成员个数使用size()函数。还可以使用resize函数指定容器大小；

vector容器的容量和成员个数：
判断vector容器是否为空：empty()
容量:capacity()
容器中的元素个数:size()
指定容器长度为num:resize(int num);
	若容器变长，则以默认值填充,默认值为0
	若容器变小，则末尾超出的元素将被删除
指向容器的长度为num:resize(int num,elem);
	若容器变长，则用elem填充
	若容器变小，则末尾超出的元素将被删除
  • 使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void PrintVector(const vector< int >& p)
{
	for (vector< int >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
	{
		cout << *ptr << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "容量:" << p.capacity();
	cout << endl;
	cout << "元素个数:" << p.size();
	cout << endl;
}
void test()
{
	vector< int > vtr;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		vtr.push_back(i);
	}
	PrintVector(vtr);
	//指定容器长度
	vtr.resize(10,666);//指定长度为10,超出则用666填充
	PrintVector(vtr);
	vtr.resize(3);//指定长度小于实际长度，则会删除超出的元素，但空间超出的空间还是存在
	PrintVector(vtr);
	vector< int >v2;
	v2.resize(5);//没有指定填充值则默认为0
	if (v2.empty())
	{
		cout << "v2为空" << endl;
	}
	PrintVector(v2);
}
int main()
{
	test();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述
  注意：在resize()函数时，若指定的大小比原空间大，则容器会进行扩充；若指定的大小比原空间小，则会将超出的成员删除，但空间大小不删除；

5.vector容器成员删除与插入

vector容器是一个单端数组，通过bush_back()函数可以实现从末尾插入数据。
pop_back()从末尾删除数据；
从指定位置插入数据可以使用insert()成员函数，该函数有多个重载版本。
要从指定位置删除数据可以使用erase()成员函数，该函数有多个重载版本；
clear()函数实现清空容器。


vector插入与删除：
	push_back();//尾插
	pop_back();//尾删
	insert(const_iterator pos,elem);//迭代器指向位置pos插入元素elem
	insert(const_iterator pos,int count,elem)//迭代器指向位置pos插入count个元素elem
	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start~end之间的元素
	clear();//删除容器中所有元素
  • 实现示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
class Person
{
	friend ostream& operator<<(ostream& cout, const Person& per);
public:
	Person() {
	}
	Person(int age, string name) :age(age), name(name)
	{
	}
	Person& operator=(Person p)
	{
		this- >age = p.age;
		this->name = p.name;
		return *this;
	}
private:
	int age;
	string name;
};
ostream& operator< <(ostream& cout, const Person &per)
{
	cout << "姓名:" << per.name << "t年龄:" << per.age;
	return cout;
}
void PrintVector(const vector< Person >& p)
{
	for (vector< Person >::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
	{
		cout << *ptr << endl;
	}
}
void test()
{
	//实例化对象
	Person v1(18,"小王");
	Person v2(18, "小李");
	Person v3(18, "小刘");
	Person v4(18, "小陈");
	Person v5(18, "小蒋");
	Person v[5] = { v1,v2,v3,v4,v5 };
	for (int i = 0; i < sizeof(v) / sizeof(v[0]); i++)
	{
		cout < < v[i] < < endl;
	}
	cout << "--------------------vector-------------------" << endl;
	//创建容器
	vector< Person > vtr;
	//尾插
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		vtr.push_back(v[i]);//赋值
	}
	PrintVector(vtr);
	//尾删
	cout << "t尾删" << endl;
	vtr.pop_back();
	PrintVector(vtr);
	//插入
	cout << "t插入" << endl;
	Person temp(24, "老吕");
	vtr.insert(vtr.begin(), temp);
	PrintVector(vtr);
	cout << "t第三个位置插入3个值" << endl;
	vector< Person >::iterator ptr = vtr.begin();
	ptr += 3;
	vtr.insert(ptr, 3,temp);
	PrintVector(vtr);
	cout << "t删除首位置的值" << endl;
	vtr.erase(vtr.begin());
	PrintVector(vtr);

	cout << "t删除第3个位置到第6个位置的值" << endl;
	ptr = vtr.begin();
	vtr.erase(ptr+3, ptr+6);
	PrintVector(vtr);

	cout << "t清空" << endl;
	vtr.clear();//或者使用vtr.erase(vtr.begin(),vtr.end);
	PrintVector(vtr);
	cout << "空间大小:" << vtr.capacity();
	cout << endl;
	cout << "元素个数:" << vtr.size();
	cout << endl;
}
int main()
{
	test();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述

6.vector容器数据存取

  vector容器也可以像普通数组一样同[]访问成员，此外还可以使用at()成员函数实现数据读写；


vector数据存取
	at(int idx);//返回下标对应的内容
	operator[];//重载[]
	front();//返回容器中第一个元素
	back();//返回容器中最后一个元素
  • 实现示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
#include < algorithm >

void PrintVector(int val)
{
	cout << val << " ";
}
void test()
{
	
	vector<int> vtr;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		vtr.push_back(i);
	}
	for_each(vtr.begin(), vtr.end(), PrintVector);
	cout << endl;
	cout << "第一个值:" << vtr.front() << endl;
	cout << "最后一个值：" << vtr.back() << endl;
	vtr[0] = 100;
	cout << "vtr[0]=" << vtr.at(0) < < endl;
	
}

int main()
{
	test();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述

7.vector容器互换元素

  在vector容器中，可以通过成员函数swap()函数实现两个容器的成员互换。
  注意：swap互换元素同时也可将空间大小进行互换。


vector容器互换
swap(vec);//将vec中的元素和本身的元素互换
注意：swap互换元素同时也可将空间大小进行互换
  • 使用示例：
#include < iostream >
#include < vector >
using namespace std;
void PrintVector(const vector<int>& p)
{
	for (vector<int>::const_iterator ptr = p.begin(); ptr != p.end(); ptr++)
	{
		cout << *ptr << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test()
{
	vector<int> vtr(10,666);
	vector<int> vtr2;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		vtr2.push_back(i);
	}
	cout << "\t互换前" << endl;
	PrintVector(vtr);
	PrintVector(vtr2);
	cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:"<<vtr.size()<<endl;
	cout << "vtr2大小：" << vtr2.capacity() << "\t元素个数:" << vtr2.size()<<endl;
	cout << "\t互换后" << endl;
	vtr2.swap(vtr);
	PrintVector(vtr);
	PrintVector(vtr2);
	cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
	cout << "vtr2大小：" << vtr2.capacity() << "\t元素个数:" << vtr2.size() << endl;
}
//通过swap互换元素同时互换空间
void test02()
{
	vector<int>vtr;
	//初始化
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		vtr.push_back(i);
	}
	cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
	vtr.resize(5);//重新指定长度为5
	cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
	vector<int>(vtr).swap(vtr);
	/*
	vector<int>(vtr) --使用匿名对象，将匿名对象初始化为vtr

	vector<int>(vtr).swap(vtr);  --在通过swap函数和匿名对象互换，此时即可实现收缩内存
	*/
	cout << "vtr大小：" << vtr.capacity() << "\t元素个数:" << vtr.size() << endl;
}
int main()
{
	test();
	cout << "------------------test02示例------------------------" << endl;
	test02();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述
  由于swap函数不仅可以互换元素，而且空间也大小也是可以互换的，所以有些清空下可以使用swap()函数来合理使用空间，避免空间资源浪费。

8.vector容器预留空间

reserve()成员函数可以指定空间大小，为vector容器预留空间。
reserve函数和resize()函数区别：
resize()函数指定大小后会直接初始化空间；
reserve()函数指定的大小不会初始化空间，预留的空间不能直接访问，必须在赋值之后采用访问。
reserve(int len);//容器预留len长度的元素，预留位置初始化，元素不可访问
  • 使用示例：
#include < iostream >
using namespace std;
#include < vector >
void test()
{
	vector<int>vtr;
	vtr.reserve(10);
	cout << "空间大小:" << vtr.capacity() << "元素个数:"<<vtr.size()<<endl;
	vector<int> vtr2;
	vtr2.resize(10);//指定长度
	cout << "空间大小:" << vtr2.capacity() << "元素个数:" << vtr2.size() << endl;
}

void test02()
{
	vector<int> vtr;
	int* p=NULL;
	cout << "不适用预留空间:" << endl;
	int num = 0;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		vtr.push_back(i);
		if (p != &vtr[0])
		{
			p = &vtr[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "动态扩展空间次数:" << num<<endl;

	vector<int> vtr2;
	vtr2.reserve(100000);//预留100000空间
	p = NULL;
	cout << "使用预留空间:" << endl;
	num = 0;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
		vtr2.push_back(i);
		if (p != &vtr2[0])
		{
			p = &vtr2[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "动态扩展空间次数:" << num << endl;

}
int main()
{
	test();
	cout << "\t示例2:" << endl;
	test02();
	system("pause");
}

在这里插入图片描述
  vector容器空间是根据成员来动态扩展，若一开始就知道使用的空间大概需要多大，则可以使用reserve()函数来指定，从而可以减少中间动态扩展的次数。

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