C++ vector学习与使用

news2024/11/26 1:38:38

本文皆在vs2015下运行,操作系统不一样结果可能有出入

1.vector的介绍及使用

1.1 vector的介绍

string:动态类型的顺序表,只能存储char

vector:动态类型的顺序表,任意类型的元素都可以存储

endofstorage表示vector底层空间的大小

finish相当于元素个数

1.2 vector的使用

1、 vector的定义

构造

2.容量

resize

void TestVector2()
{
    vector<int>v1{ 1,2,3,56,7};
    v1.reserve(20);

    cout <<v1.size() << endl;
    cout <<v1.capacity() << endl;

    v1.resize(10, 6);//元素新增到10个,多出的用6填充
    v1.resize(30, 8);
    v1.resize(50);//没给定多出来用什么参数,用0填充
    //缩小元素个数
    v1.resize(40);
    v1.resize(30);
    v1.resize(10);
}

reserve

3.增删查改

push back

void TestVector4()
{
    vector<int>v;
    size_t cap = v.capacity();
    for(size_t i = 0; i < 100; ++i)
    {
        v.push_back(i);
        if (cap != v.capacity())
        {
            cap = v.capacity();
            cout << cap << endl;
        }
    }

}

上面结果为扩容cap大小

insert

void TestVector4()
{
    vector<int>v{ 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    v.insert(v.begin(), 100);//起始位置插入100

    //在第一个5之前插入10个8
    auto ret = find(v.begin(), v.end(), 5);//找到5,如果没找到返回末尾
    if (ret != v.end())
    {
        v.insert(ret, 10, 8);
    }
}

4.元素访问

支持随机访问

front()返回开始的元素 back()返回末尾的元素

二、vector构造与遍历(代码)

void TestVector1()
{
    //构造一个空vector
    vector<int>v1;
    //用十个值为5的元素构造
    vector<int>v2(10, 5);
    //用数组所有元素构造
    int array[] = {1,2,3,4,6};
    vector<int>v3(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
    //构造字符,区间构造
    string s("zx");
    vector<char>v4(s.begin(), s.end());
    //拷贝构造
    vector<int>v5(v3);
    //在c++11中,vector还增加列表方式构造
    vector<int>v6{ 1,2,3,5 };

    //vector的遍历
    //方式一: for+下标  比较推荐
    for (size_t i = 0; i < v2.size(); ++i)
    {
        cout << v2[i] << "";
    }
    cout << endl;

    //方式二:范围for  推荐
    for (auto e : v3)
    {
        cout << e << "";
    }
    cout << endl;

    //方式三:迭代器
    vector<char>::iterator it = v4.begin();//从v4起始位置遍历
    while (it != v4.end())
    {
        cout << *it << "";
        ++it;
    }
    cout << endl;
    //反向迭代
    vector<int>::reverse_iterator rit = v5.rbegin();
    while (rit != v5.rend())
    {
        cout << *rit << "";
        ++rit;
    }
    cout << endl;
}

对vector进行多种方式的构造与遍历,均需要熟练掌握,测试结果如下

三、元素访问

void TestVector4()
{
    vector<int>v{ 1,2,3,56,7};
    cout <<v[0] << endl;
    cout <<v[4] << endl;
    cout << v.at(5) << endl;//抛异常来判定越界

    //返回起始、末尾地址元素
    cout << v.front() << endl;
    cout << v.back() << endl;
}

cout <<v[4] << endl;如果设置为5,就会越界

at同理,下面是越界报错界面

四、迭代器失效问题

正向迭代器:begin()+end()

反向迭代器: rbegin()+rend()

迭代器图示如下:正向迭代器的++就等于反向迭代器的--

迭代器本质:实质上就是指针,对指针进行了一个封装

对于vector来说,他的迭代器实质上就是typedef T* iterator;

迭代器失效

迭代器失效,实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了,而使用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. 会引起其底层空间扩容的操作,都有可能是迭代器失效

比如:resize、reserve、insert、assign、push_back等

vector<int> v{1,2,3,4,5,6};
 
 auto it = v.begin();
 
 // 将有效元素个数增加到100个,多出的位置使用8填充,操作期间底层会扩容
 // v.resize(100, 8);
 
 // reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数,操作期间可能会引起底层容量改变
 // v.reserve(100);
 
 // 插入元素期间,可能会引起扩容,而导致原空间被释放
 // v.insert(v.begin(), 0);
 // v.push_back(8);
 
 // 给vector重新赋值,可能会引起底层容量改变
 v.assign(100, 8);

出错原因:以上操作,都有可能会导致vector扩容,也就是说vector底层原理旧空间被释放掉,而在打印时,it还使用的是释放之间的旧空间,在对it迭代器操作时,实际操作的是一块已经被释放的空间,而引起代码运行时崩溃。

解决方式:在以上操作完成之后,如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素,只需给it重新赋值即可

2.erase(pos)指定位置元素的删除操作

删除之后pos继续后续的元素都失效了

int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
 vector<int> v(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
 // 使用find查找3所在位置的iterator
 vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
 // 删除pos位置的数据,导致pos迭代器失效。
 v.erase(pos);
 cout << *pos << endl; // 此处会导致非法访问
 return 0;

erase删除pos位置元素后,pos位置之后的元素会往前搬移,没有导致底层空间的改变,理论上讲迭代

器不应该会失效,但是:如果pos刚好是最后一个元素,删完之后pos刚好是end的位置,而end位置是没有元素的,那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时,vs就认为该位置迭代器失效

五、OJ练习

只出现一次的数

vector二维数组入门:vector构造二维数组,矩阵:每行元素都一样

//vector构造二维数组,矩阵:每行元素都一样
void TestVector()
{
    //需要构造5行6列的二维数组
    vector<vector<int>> vv;
    //下面方法本质都一样
    vv.resize(5);
    for (size_t i = 0; i < vv.size(); ++i)
    {
        vv[i].resize(6, 5);//将vv中元素设置为6个,多出来的用5补充
    }

    //法二
    vector<vector<int>> vv2;
    vv2.resize(5, vector<int>(6.5));

    //法三
    vector<vector<int>>vv3(5, vector<int>(6, 5));
}

杨辉三角:

核心思想:找出杨辉三角的规律,发现每一行头尾都是1,中间第[j]个数等于上一行[j-1]+[j]

 vector<vector<int>> generate(int numRows) {
        vector<vector<int>> vv(numRows);
        for (size_t i = 0; i < vv.size(); ++i)
        {
            vv[i].resize(i + 1, 1);
            //修改每行的元素:非第0列 以及 对角线上的元素
            for (size_t j = 1; j < i; ++j)
                vv[i][j] = vv[i - 1][j] + vv[i - 1][j - 1];
        }
        return vv;
    }

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