第九层（3）：STL之vector类

news2025/1/11 12:35:01

文章目录

  • 前情回顾
  • vrctor类
    • vrctor类的功能
    • vector与普通数组的区别
    • vector的迭代器
    • vector类内的构造函数
    • vector类内的赋值操作
    • vector类内对容器和大小操作
    • vector类内的插入操作
    • vector类内的删除操作
    • vector类内的单个访问
    • vector类内的交换函数
    • vector类内的预留空间
  • 下一座石碑

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前情回顾

上章中，我掌握了string类的使用，第二个石碑也倒下，但是后面还是一座石碑…

  • 🚄上章地址：第九层（2）：STL之string类

vrctor类

“看来后面还会有很多石碑，我明白那个人为什么说东西很多了，这一层的石碑比前面八层合起来石碑应该还要多…"

vrctor类的功能

  • vector的数据结构和数组非常相似，被称为单端数组

vector与普通数组的区别

  • 普通数组申请的是静态空间，而vector的空间可以动态扩展1

vector的迭代器

  • vector的迭代器是支持随机访问的迭代器
    在这里插入图片描述

vector类内的构造函数

  • vector类内的构造函数可以用于创建一个vector的容器，也可以对其进行初始化的操作
vector<T> v;//采用模板实现,默认构造函数
vector(v.begin(),v.end());//将v.begin()到v.end()之间的元素拷贝给本身
vector(int n , T elem);//将n个elem拷贝给本身
vector(const vector &v);//将v的数据拷贝给本身

使用：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	print(v);
	vector<int> v1(v.begin(), v.end());
	print(v1);
	vector<int> v2(10, 0);
	print(v2);
	vector<int> v3(v2);
	print(v3);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内的赋值操作

  • vector类内的赋值，其实相当于拷贝的操作，类内提供了三种方法：
vector& operator=(const vector &v);//操作符重载，将v的数据拷贝到本身
assign(beg,end);//这里的beg和end是迭代器，这个函数可以将[beg,end)之间的数据拷贝到本身
assign(int n, T elem);//拷贝n个elem到本身

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v(10, 1);
	print(v);
	vector<int> v1 = v;
	print(v1);
	vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
	print(v2);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内对容器和大小操作

  • vector是一个类似于数组的东西，那它在某一个时间段的大小和容器容量可以去进行计算吗？可以，C++在vector类内封装了一些函数用于操作容器和
    大小
empty();//判断容器是否为空，为空返回真
capacity();//返回容器当前容量
size();//返回容器中的元素个数
resize(int num);//可以重新指定容器的容量，容量为num，若容器变长，则变长的部分全部补0，若变短，则将超出的部分全部删除
reszie(int num，T elem);//可以重新指定容器的容量，容量为num，若容器变长，则变长的部分全部补elem，若变短，则将超出的部分全部删除

使用：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v;
	if (v.empty())
	{
		cout << "为空" << endl;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	print(v);
	cout << v.capacity() << endl;
	cout << v.size() << endl;
	v.resize(15);
	print(v);
	v.resize(20, 1);
	print(v);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内的插入操作

  • vector类中于string类一样，同样拥有插入函数：
push_back(T ele);//从尾部插入元素ele
insert(const_iterator pos,T ele);//在迭代器pos指向位置插入元素ele
insert(const_iterator pos,int count,T ele);//在迭代器pos指向位置插入count个元素ele

使用：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v;
	v.insert(v.begin(), 1);
	print(v);
	v.insert(v.begin(), 9, 2);
	print(v);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内的删除操作

  • 有插入就有删除：
pop_back();//删除最后一个元素
erase(const_iterator pos);//删除迭代器pos指向的元素
erase(const_iterator start,sonst_iterator end);//删除迭代器start到迭代器end之间的元素
clear();//删除容器中所有数据

使用：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	print(v);
	v.pop_back();
	print(v);
	v.erase(v.begin());
	print(v);
	v.erase(v.begin(), v.end());
	print(v);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	print(v);
	v.clear();
	print(v);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内的单个访问

  • vector类也可以单个访问，通过下标的方式：
at(int pos);//访问下标为pos的元素
operator[];//操作符重载
front();//返回容器中第一个数据元素
back();//返回容器中最后一个数据元素

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	cout << v.at(5) << endl;
	cout << v[4] << endl;
	cout << v.front() << endl;
	cout << v.back() << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector类内的交换函数

  • 在C当中要交换两个数组的内容，只能通过循环在内部一个一个交换，但是在C++中，有了交换函数，它可以直接交换两个的全部内容：
swap(v);//将v与本身进行交换

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void print(vector<int>& v)
{
	for (vector<int>::iterator b=v.begin(); b < v.end(); b++)
	{
		cout << *b << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	print(v);
	vector<int> v1;
	for (int i = 10; i > 0; i--)
	{
		v1.push_back(i);
	}
	print(v1);
	v.swap(v1);
	print(v);
	print(v1);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

  • swap的实际用途不止于此，现在当一个vector容器先放了10000个元素，然后对其容器进行修改，容器大小会变成多少？
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	cout << "调整前" << endl;
	cout << "v的容器大小为" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的元素有" << v.size() << endl;
	v.resize(5);
	cout << "调整后" << endl;
	cout << "v的容器大小为" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的元素有" << v.size() << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
可以看到容器大小是没有变的，现在只需要五个空间，但是容器的大小为一万多，这个时候就造成了不必要的空间浪费，那这个时候就可以试着将一行

  • vector< int >(v).swap(v);
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	cout << "调整前" << endl;
	cout << "v的容器大小为" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的元素有" << v.size() << endl;
	v.resize(5);
	vector< int >(v).swap(v);
	cout << "调整后" << endl;
	cout << "v的容器大小为" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的元素有" << v.size() << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
那这是为什么？原因在于点前面的内容为一个匿名对象，在创建这个匿名对象的时候，用v对其进行了初始化，这个时候的v是只有五个元素的，所以拷贝过去就只有5个，然后这个匿名对象调用swap函数于v进行交换，这个时候v就只占五个，同时匿名对象在用完之后直接被释放掉，就把大空间释放掉了，同时v也拿到了适合的空间。

vector类内的预留空间

  • 预留空间可以很好的减少vector扩展的次数，同时，预留空间只是预留出来，在没有往里面添加元素的时候，是不可以访问的，那预留空间这么才能减少vector扩展的次数呢？下面用代码演示：
  • 函数原型
reserve(int len);//预留出len个元素长度，不进行初始化，没有元素的时候不可访问

使用：

  • 往一个vector容器中放一万个整型想要多少次开辟？
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
	int count = 0;//统计扩展次数
	int* p = NULL;//进入if的条件
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])//p不等于首地址的时候进去
		{
			p = &v[0];
			count++;
		}
	}
	cout << count << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
开辟的24次，那如果已经提前知道要10000的空间，选预留出来，会开辟几次？

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

void test1()
{
	int count = 0;//统计扩展次数
	int* p = NULL;//进入if的条件
	vector<int> v;
	v.reserve(10000);
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])//p不等于首地址的时候进去
		{
			p = &v[0];
			count++;
		}
	}
	cout << count << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
1次，当提前知道要大空间的时候，就可以先预留出来。

下一座石碑

  • 第三座石碑倒下了，“果然后面还有石碑。”更加印证了我的猜想，第九层的石碑可能比前八层加起来还多…

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  1. 不是在原空间之后直接扩展新空间，而是找更大的空间，然后把原有的数据拷贝到新空间，把新空间在释放掉 ↩︎

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