STL —— vector（1）

news2024/10/11 4:25:03

博主首页： 有趣的中国人

专栏首页： C++专栏

本篇文章主要讲解vector使用的相关内容

1. vector简介

vector 是 C++ 标准库中的一个容器类模板，它提供了动态数组的功能，可以方便地管理和操作元素的集合。下面是关于 vector 的一些基本信息：

头文件： vector 定义在头文件中，使用时需要包含该头文件。
使用命名空间： vector 类定义在 std 命名空间中，因此需要使用 std::vector 或者在代码开头添加 using namespace std; 来简化使用。
容器特点： vector 是一个序列式容器，它以动态数组的形式存储元素，并提供了在数组末尾快速插入和删除元素的功能。
元素类型： vector 可以存储几乎任何类型的元素，例如整数、浮点数、对象或其他容器，只要这些类型满足一定的要求，例如可移动构造函数和析构函数等。
动态大小： vector 允许动态分配和释放内存，可以根据需要动态调整大小，而无需手动管理内存。
访问元素： 可以使用下标运算符 [] 或者 at() 方法访问 vector 中的元素。
插入和删除： 可以使用 push_back() 方法将元素插入到 vector的末尾，使用 pop_back() 方法删除末尾的元素，还可以使用 insert() 方法在指定位置插入元素，使用 erase() 方法删除指定位置的元素。
动态调整大小： 可以使用 resize() 方法动态调整 vector 的大小，增加或减少元素数量，还可以使用 reserve() 方法预留一定的容量，避免频繁的重新分配内存。
遍历元素： 可以使用迭代器或者基于范围的 for 循环遍历 vector 中的元素。
其他操作： vector 还提供了许多其他有用的方法，例如获取大小、判断是否为空、清空容器、交换容器等。

vector 是 C++ 中常用的容器之一，它提供了灵活且高效的动态数组功能，适用于各种场景和用途。

3. vector iterator 的使用

类似的，vector的迭代器也分为正向和反向，const和非const，即

iterator
reverse_iterator
const_iterator
const_reverse_iterator

iterator 示例

void vector_test2()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	it = v.begin();
	// 可修改
	while (it != v.end())
	{
		++*it;
		++it;
	}
	it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

}

reverse_iterator 示例

void vector_test3()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
	vector<int>::reverse_iterator it = v.rbegin();
	while (it != v.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	it = v.rbegin();
	while (it != v.rend())
	{
		++*it;
		++it;
	}
	it = v.rbegin();
	while (it != v.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

const_iterator 示例

void vector_test4()
{
	const vector<int> v(10,10);
	vector<int>::const_iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	// 不可修改
	/*it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		++*it;
		++it;
	}*/
}

const_reverse_iterator 示例

void vector_test5()
{
	const vector<int> v(10, 66);
	vector<int>::const_reverse_iterator it = v.rbegin();
	while (it != v.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

3. vector 容量操作

3.1 vector 空间增长问题

对于 vector 的容量操作，重点有以下几个：

size
capacity
empty
resize

可以用以下代码查看 vector 的空间增长

void TestVectorExpand()
{
	size_t sz;
	vector<int> v;
	sz = v.capacity();
	cout << "making v grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		v.push_back(i);
		if (sz != v.capacity())
		{
			sz = v.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

vs下使用的STL基本是按照1.5倍方式扩容。

3.2 reserve 提前预留空间

我们知道频繁扩容会对效率大大提高，因此当我们知道需要使用多少空间的时候，应当提前预留空间，用 reserve 函数即可。

void TestVectorExpand()
{
	size_t sz;
	vector<int> v;
	sz = v.capacity();
	v.reserve(100); // 提前将容量设置好，可以避免一遍插入一遍扩容
	cout << "making v grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		v.push_back(i);
		if (sz != v.capacity())
		{
			sz = v.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

3.3 size()、capacity()、resize()

void vector_test6()
{
	vector<int> v(100, 66);
	cout << v.size() << endl;
	cout << v.capacity() << endl;
	// 不会缩容
	v.resize(50);
	cout << v.capacity() << endl;
	// 按照内存对齐的方式给空间
	v.resize(120);
	cout << v.size() << endl;
	cout << v.capacity() << endl;
}

4.vector 的增删改查

注意这里的insert() 有三种重载形式，而且在算法库

iterator insert(iterator pos, const T& value);
iterator insert(iterator pos, size_type count, const T& value);
iterator insert(iterator pos, InputIterator first, InputIterator last);

pos 是插入的位置，类型为迭代器，表示插入元素的位置。
value 是要插入的元素值。
count 是要插入的元素个数。
first 和 last 是迭代器范围，表示要插入的元素序列的起始和结束位置。

void vector_test7()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);

	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	//vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	if (pos != v.end())
	{
		v.insert(pos, 30);
	}

	// 头插
	v.insert(v.begin(), 0);
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	v.insert(v.begin() + 2, 0);
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	string s("abcd");
	v.insert(v.begin(), s.begin(), s.end());
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}