【C++初阶】七、STL---vector(总)|vector的介绍|vector的使用

news2024/9/21 0:48:11

目录

一、vector的介绍

二、vector的使用

2.1 Construct

2.2 operator=

2.3 Iterators

2.4 Capacity

2.5 Element access

2.6 Modifiers


一、vector的介绍

        前面学习了 string类,所以 vector 的学习成本很低,因为接口都大致相同,功能也一致,而且少了很多冗余。本文只对重点作出讲解,有需要还得是查文档,重点还是 vector 的模拟实现

vector文档介绍

  1. vector是表示可变大小数组的序列容器
  2. 就像数组一样,vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问,和数组一样高效。但是又不像数组,它的大小是可以动态改变的,而且它的大小会被容器自动处理
  3. 本质讲,vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候,这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是,分配一个新的数组,然后将全部元素移到这个数组。就时间而言,这是一个相对代价高的任务,因为每当一个新的元素加入到容器的时候,vector并不会每次都重新分配大小
  4. vector分配空间策略:vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长,因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何,重新分配都应该是对数增长的间隔大小,以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的
  5.  因此,vector占用了更多的存储空间,为了获得管理存储空间的能力,并且以一种有效的方式动态增长
  6. 与其它动态序列容器相比(deque, list and forward_list), vector在访问元素的时候更加高效,在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作,效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好
  7. vector 本质就是顺序表
template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template

        class Alloc = allocator<T> 是空间配置器(内存池),暂时不用理会,它也给了缺省值 

使用 vector 要包含 vector 的头文件

#include <vector>

二、vector的使用

2.1 Construct

常用的几个,空间配置器不用理会 

构造函数声明接口说明
vector()(重点)无参构造
vector(size_type n, const value_type& val = value_type())构造并初始化n个val
vector (const vector& x)(重点)拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last)使用迭代器进行初始化构造

 

成员类型:

value_type 就是第一个模板参数 (T), size_type 与 size_t 的用法一致,无符号

构造某个类型的容器

vector<int> v1; //构造int类型的容器
vector<double> v2; //构造double类型的容器

测试代码 

void Test_vector()
{
	vector<int> v1;//无参构造
	vector<int> v2(10, 1);//构造并初始化10个1
	vector<int> v3(v2);//拷贝构造
	vector<int> v4(v2.begin(), v2.end());//使用迭代器区间进行初始化构造
}

2.2 operator=

测试代码

void Test_vector()
{
	vector<int> v1(10, 1);//构造并初始化10个1
	vector<int> v2 = v1;//赋值重载
	vector<int> v3;
	v3 = v1;//赋值重载
}

析构函数不解释了,程序结束自动调用

2.3 Iterators

        vector 的迭代器也是指针,与string 一样,但不是所有的迭代器都是指针,范围 for 底层就是迭代器

常用接口:

iterator的使用接口说明
begin()重点获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
 end()重点获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin()获取最后一个数据位置的reverse_iterator
rend()获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

 

示意图:

测试代码

void Test_vector()
{
	vector<int> v1(10, 1);//构造并初始化10个1
	vector<int>::iterator it = v1.begin();
	while (it != v1.end())
	{
		cout << *it;
		++it;
	}
	cout << endl;

	for (auto e : v1)
	{
		cout << e;
	}
	cout << endl;
}

 运行结果

2.4 Capacity

常用接口: 

容量空间接口说明
size获取数据个数
capacity获取容量大小
empty判断是否为空
resize(重点)改变vector的size
reserve(重点)改变vector的capacity

通过reserse函数改变容器的最大容量,resize函数改变容器中的有效元素个数

reserve规则:
 1、当所给值大于容器当前的 capacity时,将capacity扩大到该值
 2、当所给值小于容器当前的 capacity时,什么也不做

resize规则:
 1、当所给值大于容器当前的 size时,将size扩大到该值,扩大的元素为第二个所给值,若未给出,则默认为0
 2、当所给值小于容器当前的 size时,将size缩小到该值

要注意一下 capacity 的扩容问题

VS下测试 vector 的默认扩容机制 

// 测试vector的默认扩容机制
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';
        }
    }
}

运行结果,VS下使用的 vector 基本是按照1.5倍方式扩容

Linux下测试 vector 的默认扩容机制,Linux下使用的 vector 基本是按照2倍方式扩容 

2.5 Element access

常用接口:

函数接口接口说明
operator[](重点)使 vector 像数组一样访问

 

2.6 Modifiers

常用接口:

函数接口接口说明
push_back(重点)尾插
pop_back(重点)尾删
insert在position之前插入val
erase删除position位置的数据
swap交换两个vector的数据空间

 

注意:还有一个 find 接口,查找(注意这个是算法模块实现,不是vector的成员接口) 

        vector 并没有实现 << 、 >> 这两个操作符的重载,因为压根不需要,遍历使用 [] 和 迭代器就可以完成 

vector可以代替string吗?

        不可以!因为有 ‘\0’,在操作上 +=、find、<<、>>的差异,vector是针对泛型(int、double等),所以 vector 无法替代 string

vector 的常用接口就这些了,比 string 简洁多了

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文章到这里就结束了,下一篇即将更新

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