C++初阶——vector

news2024/12/22 19:41:10

一、什么是vector

        vector是表示可变大小的数组的序列容器，就像数组一样，vector也采用连续空间来存储元素。也就是说它的访问和数组一样高效，但是它的大小是动态可变的，并且它的大小会被容器自动处理。

二、vector的构造

        常用的构造函数：

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

        笔者想要特别提一下这种构造方式：

vector(size_type n, const value_type& val=value_type())

         这里如果没有显式提供要初始化实例，则会调用该类型的默认构造函数进行初始化，如果是整型则会默认初始化为0，如果是自定义类型：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
class A
{
public:
	int a;
	int b;
	int c;
	A()
		:a(1),b(2),c(3)
	{}
};
int main()
{
	A k;
	k.a = 4;
	k.b = 3;
	vector<A> v1(1,k);
	cout << v1[0].a << " " << v1[0].b << " " << v1[0].c << endl;
	vector<A> v2(1);
	cout << v2[0].a << " " << v2[0].b << " " << v2[0].c << endl;
    return 0;
}

 输出结果为：

        可以看到，如果是自定义类型给出第二个参数会进行拷贝构造，不给则会进行默认构造。 

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

int main()
{
	vector<int> v1;//无参构造
	vector<int> v2(10, 1);//构造并初始化为1
	vector<int> v3(10);//构造，不给参数会根据元素的类型进行默认初始化
	vector<int> v4(v2);//拷贝构造
	string s1("hello world");
	vector<int> v5(s1.begin(), s1.end());//这样可行吗？里面存储的是什么？
}

三、vector的迭代器

iterator的使用接口说明
begin+endbegin获取第一个数据的位置，end获取最后一个数据的下一个位置
rbegin+rendrbegin获取最后一个数据的位置，rend获取第一个数据的前一个位置

函数原型：

iterator begin() noexcept;
const_iterator begin() const noexcept;

iterator end() noexcept;
const_iterator end() const noexcept;

reverse_iterator rbegin() noexcept;
const_reverse_iterator rbegin() const noexcept;

reverse_iterator rend() noexcept;
const_reverse_iterator rend() const noexcept;

 迭代器的使用：

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

int main()
{
	int k = 0;
	vector<int> v1(10);
	for (auto& i : v1)
	{
		i += k;
		++k;
	}
	vector<int>::iterator it = v1.begin();
    //auto it = v1.begin()也可以写成这样
	while (it != v1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	vector<int>::reverse_iterator it2 = v1.rbegin();
	while (it2 != v1.rend())
	{
		cout << *it2 << " ";
		++it2;
	}
}

 输出结果为：

四、vecotr的容量

容量空间接口说明
size获取已存在的数据的个数
capacity获取最多能容纳的数据的个数
empty判断容器是否为空
resize改变vector的size
reserve改变capacity或者预留空间

函数原型：

size_type size() const noexcept;

size_type capacity() const noexcept;

bool empty() const noexcept;

void resize (size_type n);
void resize (size_type n, const value_type& val);

void reserve (size_type n);

 容量相关的函数使用：

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

int main()
{
	vector<int> v1(10,1);
	cout << "初始：" <<endl;
	cout << "v1.size():" << v1.size() << endl;
	cout << "v1.capacity():" << v1.capacity() << endl;
	v1.reserve(20);
	cout << "扩容：" << endl;
	cout << "v1.size():" << v1.size() << endl;
	cout << "v1.capacity():" << v1.capacity() << endl;
	v1.reserve(5);
	cout << "reverse减少空间：" << endl;
	cout << "v1.size():" << v1.size() << endl;
	cout << "v1.capacity():" << v1.capacity() << endl;
	v1.resize(5);
	cout << "resize减少空间：" << endl;
	cout << "v1.size():" << v1.size() << endl;
	cout << "v1.capacity():" << v1.capacity() << endl;
}

 输出结果：

     可以发现，reverse函数只能扩容，不能进行容量缩减，resize函数可以减少size但是不能改变分配的内存空间的大小。   

五、vector的增删查改   

crud函数接口说明
push_back在尾部插入一个数据

       pop_back

删除尾部的一个数据
find查找一个函数第一次出现的下标，但是不是vector的成员
insert在给定的pos前插入一个元素
erase删除给定的pos位置的元素
swap交换两个vector的数据空间
operator[]能够像数组一样访问vector

函数原型：

void push_back (const value_type& val);

void pop_back();

template <class InputIterator, class T>
    InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& value);

iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
iterator insert (const_iterator position, size_type n, const value_type& val); 
template <class InputIterator>
    iterator insert (const_iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

iterator erase (const_iterator position);//擦除对应位置的一个
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);//擦除迭代器对应的一段

void swap (vector& x);

reference operator[] (size_type n);
const_reference operator[] (size_type n) const;

函数的使用：

push_back函数与pop函数：

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

int main()
{
	vector<int> v(10);
	v.push_back(10);
	cout << "插入后：";
	for (auto i : v)
	{
		cout << i << " ";
	}
	v.pop_back();
	v.pop_back();
	cout << endl;
	cout << "删除后：";
	for (auto i : v)
	{
		cout << i << " ";
	}
	return 0;
}

输出结果：

find函数：

        find函数实际上是算法标准库中的一个函数，不是任何一个容器的成员函数。它返回一个迭代器，如果找到则返回对应元素的一个迭代器，否则返回传入的第二个参数，可以配合insert函数和erase函数使用。

template <class InputIterator, class T>
    InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& value);
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6,3,8,9 };
	auto it = find(v.begin(), v.end(), 3);
	if (it != v.end())
		cout << "发现" << *it << "在位置:" << it - v.begin();
	else
		cout << "没有发现";
	return 0;
}

 输出结果为：

insert函数：

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

int main()
{
	int k = 0;
	vector<int> v(10);
	for (auto& i : v)
	{
		i = k;
		++k;
	}
	vector<int> v1(10,1);
	vector<int> v2(10, 1);
	vector<int> v3(10, 1);
	v1.insert(v1.begin() + 2, 10);//只增加一个数据
	v2.insert(v2.begin()+2, 2,10);//增加自定义个数据
	v3.insert(v3.begin() + 2, v.begin() + 1, v.begin() + 7);//使用迭代器进行插入
	cout << "v1:";
	for (auto i : v1)
	{
		cout << i << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "v2:";
	for (auto i : v2)
	{
		cout << i << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "v3:";
	for (auto i : v3)
	{
		cout << i << " ";
	}
	return 0;
}

输出结果为：

erase函数： 

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

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	vector<int> v2 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	v1.erase(v1.begin() + 2);
	cout << "v1删除后：";
	for (auto i : v1)
	{
		cout << i << " ";
	}
	cout << endl;
	v2.erase(v2.begin() + 2, v2.begin() + 5);
	cout << "v2删除后：";
	for (auto i : v2)
	{
		cout << i << " ";
	}
	return 0;
}

输出结果为：

swap函数： 

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

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
	vector<int> v2 = { 5,6,7,8,9 };
	v1.swap(v2);
	cout << "v1：";
	for (auto i : v1)
	{
		cout << i << " ";
	}
	cout << endl;
	
	cout << "v2：";
	for (auto i : v2)
	{
		cout << i << " ";
	}
	return 0;
}

输出结果：

operator[]： 

        可以通过[]像数组那样访问vector：

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

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	for (int i = 0; i < v1.size(); ++i)
		cout << v1[i] << " ";
	return 0;
}

输出结果为：

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