vector类创建对象
/*vector类创建对象*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
class Date {
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
//创建对象
void TestVector1() {
vector<int> v1(10, 5);
vector<int> v2(10);
vector<Date> v3(10);
vector<int> v4{ 1, 2, 3 }; // C++11
vector<int> vec; // 创建一个空的int类型vector
vector<int> vec2(10); // 创建一个包含10个初始化为0的int元素的vector
vector<int> vec3(10, 1); // 创建一个包含10个初始化为1的int元素的vector
vector<int> vec4{1, 2, 3, 4, 5}; // 列表初始化
vector<int> vec5(vec4.begin(), vec4.end()); // 范围初始化
vector<int> vec6(vec4); // 拷贝初始化
}
#endif
进入调试可以看到变量已经创建成功,里面的具体情况如下图所示。
vector类capacity的扩容规律
/*vector类capacity的扩容规律*/
#if 0
/*
1. vs中:vector是按照1.5倍方式扩容 linux下是按照2倍方式扩容
2. 放元素时如果已经知道大概要放多少个元素,可以提前将空间设置好
避免:一边插入一边扩容效率低下
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector2() {
vector<int> v;
v.reserve(10);
// v.reserve(100);提前分配空间
size_t cap = v.capacity();
for (size_t i = 0; i < 100; ++i) {
v.push_back(i);
if (cap != v.capacity()) {
cap = v.capacity();
cout << cap << endl;
}
}
}
int main(){
TestVector2();
}
#endif
这段代码演示了如何在C++中使用std::vector
,特别关注其动态扩容的行为,并提供了一个实用的建议,即如果预先知道将要存储的元素数量,可以使用reserve
方法来提前分配足够的空间,以避免在添加元素时频繁的动态扩容操作,从而提高效率。
代码解释
vector<int> v;
创建了一个名为v
的空vector
,用于存储int
类型的元素。
v.reserve(10);
使用reserve
方法为v
预先分配足够的空间,以存储至少10个int
类型的元素。这是基于先前的建议:如果已知将要存储的元素数量,预先分配空间可以提高效率。
size_t cap = v.capacity();
初始化cap
变量,用于存储v
当前的容量。
接下来的循环中,通过push_back
方法向v
中添加了100个整数(从0到99)。每次添加元素后,都会检查v
的容量是否发生变化:
如果容量发生变化(意味着vector
进行了扩容),则更新cap
变量,并输出新的容量值。
扩容机制
代码中的注释提到了std::vector
扩容机制的平台相关性:
在Visual Studio(VS)环境下,std::vector
通常按照1.5倍的方式扩容。
在Linux环境下,std::vector
可能按照2倍的方式扩容。
这种差异意味着在不同的平台上,相同的代码可能会有不同的内存使用和性能表现。
vector访问元素的方式
/*vector访问元素的方式*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector3() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
v.front() = 10;
v.back() = 50;
cout << v[13] << endl;
cout << v.at(14) << endl;
v.clear();
cout << v.front() << endl;
cout << v.back() << endl;
}
int main(){
TestVector3();
}
#endif
注释16、17、19行的代码,运行代码。
v.front()
返回v
对象第一个元素,v.back()
返回v
对象最后一个元素。
注释19行的代码,运行代码。
v
[
13
]
访问下标为13的元素,越界访问,但是不会检查范围。
v
.
at
(
14
)
访问下标为14的元素,越界访问,会报错,会检查范围,报错后,后面的代码不会再运行。
assign用法,用数组代替vector内容
/*已经存在的vector对象,用一个数组代替vector内容*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector4() {
vector<int> v(3, 5);
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// v = array; 编译失败
v.clear();
for (int i = 0; i <(int)(sizeof(array) / sizeof(array[0])); ++i)
{
v[i] = array[i]; // 越界
v.push_back(array[i]);
}
v.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
v.assign(10, 5);
}
int main(){
TestVector4();
}
#endif
注释20,23,25行代码,运行代码。
调试代码运行到结尾,发现v
对象中length
和capacity
没有变化,原因很简单,我们只是简单修改v对象对应位置的值,但是v
对象还有length
和capacity
成员变量需要改变。
注释19,23,25行代码,运行代码。
注释17-21,25行代码,运行代码。
v.assign(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
用array
数组的0位置到结尾,代替v
里面的内容。
注释17-21,23行代码,运行代码。
vec4.assign(5, 10);
将vector中的内容替换为5个10
vector的插入操作insert探究
/*vector插入操作insert探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector5() {
vector<int> v{ 1, 2, 3 };
v.insert(v.begin(), 0);
v.insert(v.end(), 4);
// 0 1 2 3 4
// 在1号元素的位置插入10个5
v.insert(v.begin() + 1, 10, 5);
// 要在data元素所在的位置插入array数组
int data;
cin >> data;
int array[] = { 10, 20, 30 };
// vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), data);
auto pos = find(v.begin(), v.end(), data);
if (pos != v.end()) {
v.insert(pos, array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
}
}
int main() {
TestVector5();
}
#endif
小结论:
迭代器begin()指向第一个元素,end()指向最后一个元素后面一个位置。
插入操作传参表示位置,传的都是迭代器。
都是在迭代器位置前面插入数据。
vector的删除操作erase探究
/*vector的删除erase操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector6() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
v.erase(v.begin());
v.erase(v.begin(), v.begin() + 5);
v.erase(v.begin(), v.end()); // clear()
}
int main(){
TestVector6();
}
#endif
小结论:
删除多个元素,区间是左开右闭。
vector的交换操作swap探究
/*swap交换操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector7() {
vector<int> v1{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
vector<int> v2{ 12, 23, 34 };
swap(v1, v2);
v1.swap(v2);
}
int main(){
TestVector7();
}
#endif
vector的访问操作探究
/*vector访问操作探究*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector8() {
vector<int> v1{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
for (size_t i = 0; i < v1.size(); ++i) {
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : v1) {
cout << e << " ";
}
cout << endl;
auto it = v1.begin();
while (it != v1.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
sort(v1.begin(), v1.end());
}
int main(){
TestVector8();
}
#endif
访问vector的三种方式:
-
operator[]访问
-
范围for
-
迭代器
vector的迭代器失效探究
// 迭代器失效
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector9() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5 };
// it指向的是v的当前的起始位置
auto it = v.begin();
// 扩容之后,可能会导致扩容
// 开辟新空间 拷贝元素 释放旧空间
v.push_back(6);
// it指向v之前的空间已经被释放了,it指向的空间就是非法的
// it的迭代器已经失效了
// 解决迭代器失效的方法:
it = v.begin();
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
int main(){
TestVector9();
}
#endif
扩容操作,开辟新的空间,而老迭代器还指向旧的空间,此时迭代器指向的空间是已经被消灭的空间,解决这个问题就必须重新让迭代器指向新空间的位置。
vector删除操作后返回下一个元素的迭代器位置
/*vector删除操作后返回下一个位置的迭代器位置*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector10() {
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
auto it = v.begin();
while (it != v.end()) {
if (*it & 1 || *it == 0)
it = v.erase(it);
else
++it;
}
}
int main() {
TestVector10();
}
#endif
用vector创建二维数组
/*用vector创建二维数组*/
#if 1
/*
用vector创建二维数组:
1. 矩阵
a. 所有元素都相同
b. 元素不同
2. 每行元素个数不同---比如杨慧三角
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
// a. 所有元素都相同
void TestVector11() {
// 5行10列 所有元素都是8
// 1.依次尾插
vector<vector<int>> v1;
v1.resize(5);
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
for (int j = 0; j < 10; ++j)
{
v1[i].push_back(8);
}
}
// 2.无参构造,resize
vector<vector<int>> v2;
v2.resize(5, vector<int>(10, 8));
// 3.vector构造函数嵌套
vector<vector<int>> v3(5, vector<int>(10, 8));
}
int main(){
TestVector11();
}
#endif
vector
<
vector
<int>>
v3
(
5
,
vector
<int>(
10
,
8
));
创建对象v3
,元素数据类型是vector<int>
类型,元素个数有五个,对这五个元素进行初始化,全部初始化为vector<int>(10,8)
,匿名对象构造函数。
常用于创建矩阵。
/*用vector创建二维数组---杨慧三角*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
// 2. 每行元素个数不同---比如杨慧三角
void TestVector12() {
int n;
cin >> n;
// vector(size_t n, const T& val = T())
// vector<vector<int>> vv(n, vector<int>());
vector<vector<int>> vv(n);
for (size_t i = 0; i < vv.size(); ++i) {
vv[i].resize(i + 1, 1);
}
/*
0:1
1:1 1
2:1 2 1
3:1 3 3 1
4:1 4 6 4 1
。。。
*/
for (size_t i = 2; i < vv.size(); ++i) {
for (size_t j = 1; j < vv[i].size() - 1; ++j) {
vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
}
}
}
int main(){
TestVector12();
}
使用reserve、resize的探究
/*使用reserve、resize的小技巧*/
#if 1
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <crtdbg.h>
void TestVector13() {
vector<int> v2;
v2.reserve(10);
v2[0] = 1;
vector<int> v3;
v3.resize(10);
v3[0] = 1;
vector<int> v1;
v1[0] = 1;
}
int main() {
TestVector13();
return 0;
}
#endif
capacity
容量,已经开辟的空间大小,length
使用的空间大小。如果通过无参的构造函数创建v1
,length
和capacity
都是0,此时访问元素并修改会报错,因为此时v1
还没有开辟空间。
结尾
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