1.vector的使用

1.1vector的定义

使用vector需要包含头文件 #include<vector>

vector的构造

（constructor）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())	用n个val初始化并构造
vector(const vector& x) (重点)	拷贝构造
vector(InputIterator first,InputIteator last)	使用迭代器进行初始化构造

代码1：

int main()
{
	vector<int>  v1;//无参构造
	vector<int> v2(4, 1);//用4个1构造并初始化v2

	vector<int> v3(v2);//拷贝构造，拷贝v2给v3

	vector<int> v4(++v2.begin(), v2.end());//使用迭代器，将v2第二个元素到最后一个元素的值初始化v4
	return 0;
}

解析：从上面这张图可以看到我们首先使用无参构造了对象v1，接着用4个1构造并初始化对象v2，vector<int> 代表可以存储整形元素的一个对象

解析：从上图可知：我们使用拷贝构造函数对对象v3进行构造并初始化

解析：从上图可知：我们使用迭代器将v2第二个元素到最后一个元素的值初始化v4

1.2vector迭代器的使用

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

微提醒：end()是返回最后一个位置下一个位置的iterator，迭代器的用法类似指针的用法，都是通过解引用来获取元素的值，++，--来控制指针的移动，但是迭代器并不是指针

代码2：

int main()
{
	vector<int> v1(10,2);
	vector<int> v2(++v1.begin(),--v1.end());

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

	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：

 

解析：由于vector底层是一块连续的空间，存储的数据都是有序的，所以我们可以通过下标引用来访问元素的值，所以我们先通过一个for循环来访问v2中的元素，v2.size()中的size()是vector提供的接口之一，我们后续会说，并打印出v2中的每一个元素的值，这和数组的访问方式是类似的；而第二段代码是使用了迭代器，vector<int>代表可以存储整形元素的一个对象，::被用来指定 iterator 是属于 vector<int> 这个类的类型,这意为着iterator是vector<int>类的一个成员，it是一个变量名，它指向v1的开始位置，当it不为v1的最后位置时，它就会像指针一样向后遍历，将指向的位置的值解引用并打印出来，像指针一样向后走一步直到遇到v1的最后位置；而第三个代码又叫做范围for，它的原理和迭代器类似，但是范围for不是每一个容器都可以使用而迭代器则可以

1.3vector空间增长问题

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

• reserve：

  void reserve (size_type n);

  请求容器vector至少可以存储n个元素，如果n大于目前容器的容量大小，那么编译器就会扩容以此来存储元素，如果存在其他情况语法中没有明确规定，怎么处理取决于具体的编译器，而且reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题
• resize：调整容器的大小，使其包含n个元素，如果n小于当前容器的大小，那么将会缩容使其仅包含n个元素，超出大小的元素将会被移除；如果n大于当前容器的大小，那么将会扩容使其容器大小为n包含n个元素；同时resize在开辟空间的同时还会进行初始化。

代码3：

int main()
{
	vector<int> v1(10, 1);
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	v1.reserve(20);//20 > 容量大小capacity10
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;


	v1.reserve(15);//15 < 容量大小capacity20
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	v1.reserve(5);//5 < 容量大小capacity20
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;

	return 0;
}

解析：首先我们先定义了一个变量v1，然后我们打印出v1的数据个数和容量大小，接着我们给v1reserve20个元素，由于20大于容量的大小，所以v1的容量大小将会扩容至20；接着我们给v1reserve15个元素，由于15小于容量的大小20，所以v1的容量大小的变化取决于具体的编译器，在vs编译器下默认不会做任何变化，所以v1的容量大小没有改变，还是20；接着我们给v1reserve5个元素，由于5小于容量的大小20，所以v1的容量大小的变化取决于具体的编译器，在vs编译器下默认不会做任何变化，所以v1的容量大小没有改变。而v1的size一直都没有改变

代码4：

int main()
{
	vector<int> v1(10,1);
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	v1.resize(5);//5 < v1的数据个数
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	v1.resize(15);//15 > v1的数据个数
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	v1.resize(20);//20 > v1的数据个数
	cout << v1.size() << endl;
	cout << v1.capacity() << endl;
	cout << endl;

	return 0;
}

解析：首先我们先定义了一个变量v1，然后我们打印出v1的数据个数和容量大小，接着我们给v1resize5个元素，由于5小于v1的数据个数10，所以v1将会进行缩容size将会变成5；接着我们给v1resize15个元素，由于15大于v1的数据个数5，所以v1将会进行扩容size将会变成15；接着我们给v1resize20个元素，由于20大于v1的数据个数15，所以v1将会进行扩容size将会变成20，而v1的容量大小也在不断变化着

代码5：

int main()
{
	vector<int> v1(10, 1);

	v1.resize(15,8);//15 > v1的数据个数10，剩余的5个空间会用8来填充

	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl; 
	return 0;
}

解析：当使用resize后数据个数大小大于原有数据个数时将会进行扩容操作，前原有空间10的元素保持不变，新扩的空间5使用指定的元素8填充 

1.4vector增删查改

vector增删查改	接口说明
push_back   (重点)	尾插
pop_back    (重点)	尾删
find	查找（注意这个是算法模版的接口，不是vector的成员接口）
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
operator[]    (重点)	像数组一样访问

代码:6：

int main()
{
	vector<int> v1(10, 1);
	v1.push_back(2);
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	v1.insert(v1.begin() + 3, 5);
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	for (size_t i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

解析：在v1的后面尾插一个2然后使用范围for打印v1中的全部元素，接着使用insert在v1开始位置向后加3的位置插入一个5然后使用范围for打印v1中的全部元素，最后我们使用的是下标的方式像访问数组一样访问v1

2.1vector迭代器失效问题

迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T*。因此迭代器失效，实际上就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用了一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃（即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃）。

对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：

1.会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize，reserve，insert，push_back等

代码7：

int main()
{
	vector<int> v1{ 1,2,3,4,5,6 };
	auto it = v1.begin();
	v1.resize(100, 5);

	while (it != v1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

 

解析：运行时编译器会报错这是因为vector底层是一个连续的空间，当我们使用resize来扩容时，因为需要扩容所以编译器可能重新为v1分配空间，那么这时候就需要移动元素，指向原数据的迭代器就会失效，这时编译器就会报错