【C++第11章】Vector

vector介绍🧐

  vector是表示可变大小数组的序列容器，它类似于数组，但大小可以动态改变，并且大小会被容器自动处理。本质上说，vector使用动态分配数组来存储元素，为了减少扩容代价，vector会分配额外空间进行元素存储。

  对比其他动态序列容器，vector访问元素时更加高效，尾插和尾删相对更容易，可以将其看为一个顺序表进行理解。

vector基本使用🧐

初始化和遍历🔎

  由于C++封装的特性，所以vector与string的使用相似，首先来看初始化和遍历：

```c++
	vector<int> v(10,0);

	vector<int> v2(10, 99);

	vector<int> arr = { 100,9,10,8,6,5,4,3,2,1 }; //数组初始化

	vector<int> v3(v2.begin(), v2.end());

	string s("hello world");

	vector<int> v4(s.begin(), s.end());

	for (size_t i = 0; i < v2.size(); i++) //下标遍历
	{
		cout << v2[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	vector<int>::iterator it = v4.begin(); //迭代器遍历
	while (v4.end() != it)
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

	for (auto s : v) //范围for
	{
		cout << s << " ";
	}
```

扩容🔎

  在vs下扩容约1.5倍，g++下为2倍。

vector常用函数🧐

reserve和resize🔎

  reserve不会对开出的空间初始化，所以仅capacity变动，size还是原来的，如果我们强行访问就会触发下标断言。

  resize可以自动初始化，且size会跟随数据量进行变动。

shrink_to_fit🔎

  当size小于capacity时，shrink可以进行缩容，但一般是异地缩容，是用时间来换空间，要小心使用。

insert、erase、front和back🔎

void test_vector4()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	cout << v.front() << endl; //取头
	v.insert(v.begin(), 100); //头插100
	cout << v.front() << endl;
	cout << v.back() << endl; //取尾
	v.erase(v.begin()); //头删 
	for (auto s : v)
	{
		cout << s << " ";
	}
}

find🔎

  vector没有自己的find函数，但STL库中有find，而string由于要找字符串，STL的find不能满足需求，所以string有自己的find。

clear🔎

  clear一般情况不清理capacity，不过可以配合shrink将capacity也清理掉

流插入流提取🧐

  vector不提供流插入和流提取，因为编译器不知道你要以什么形式打印出来，并且已有的函数足够使用，所以流插入和流提取没有必要。

迭代器失效🧐

  迭代器失效是指对容器的操作影响了元素的存放位置，导致迭代器指向的空间被销毁，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃。

  如下代码，当我们使用erase删除偶数时，碰到连续的偶数或者末尾是偶数就会出现问题。

void test_vector1()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(2); //连续的偶数删除不完整
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(5);
    //v.push_back(6); //末尾为偶数会直接报错
	auto it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		if (*it % 2 == 0)
		{
			v.erase(it);
		}
		++it;
	}
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

  原因在于，当我们erase完数据后，数据会挪动位置，而迭代器也跟着挪动，此时如果下一位是奇数那恰好不删除，如果是偶数就会跳过数据。

  当末尾为偶数时，erase后迭代器还是会继续往后走，it超过了end，此时已经是非法访问了，++it将会使程序崩溃。

  并且在insert后由于扩容会删除旧空间，而迭代器还指向原空间，也会出现迭代器失效。所以我们默认为会引起其底层空间改变的操作，都有可能使迭代器失效，在vs19下STL会强制检查，进行扩容删除操作后再使用迭代器会报错，g++下不会强制检查。

  解决方式很简单，erase和insert都给了返回值，我们只需要用迭代器接收新的地址即可。

memcpy的拷贝问题🧐

  在模拟底层实现时发现，写扩容用memcpy会出现一个奇怪的问题，当我们使用vector存string类型时，前四次尾插都正常。

  但是到了第五次，vector扩容，此时打印出错了。

  在了解后发现，memcpy是内存的二进制格式拷贝，将一段空间内容原封不动拷贝到另一段内存空间中，如果是内置类型，memcpy可以高效正确的拷贝，但自定义类型使用memcpy，且涉及空间时就会出错，因为memcpy实际是浅拷贝，memcpy会把_str的指针指向旧空间，当我们delete旧空间后，析构导致_str变成随机值，所以打印出错。

  使用for循环一个一个赋值就可以解决了。

结尾👍

以上便是vector的全部介绍，如果有疑问或者建议都可以私信笔者交流，大家互相学习，互相进步！🌹