C++中的vector容器

news2024/11/15 11:59:18

文章目录

    • vector的介绍
    • vector的使用
      • vector的定义
      • vector初始化
      • vector iterator的使用
      • vector空间增长问题
      • vector增删改查
      • vector迭代器失效问题

vector的介绍

  vector是封装动态数组的顺序容器。
  就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。这也就意味着我们可以通过下标来获取vector的元素，和数组一样高效。但是又不像数组，vector的大小是可以动态改变的，且它的大小会被容器自动处理。
  本质上，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时，这个数组需要被重新分配大小，分配一个新的数组，然后将全部元素转移到这个数组。就时间而言，是一个代价相对较高的任务，因为每当一个新的元素加入容器时，vector并不分每次都重新分配大小。
  vector空间分配策略：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。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。
  与其他动态序列容器相比，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，效率更低。

vector的使用

vector的定义

构造函数声明接口说明
vector()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)拷贝构造
vector(InputIterator first, InputIterator last, const allocator_type& alloc = allocator_type())用迭代器进行初始化构造
int main()
{
	vector<int> first;
	vector<int> second(4, 100);
	vector<int> third(second.begin(), second.end());
	vector<int> fourth(third);

	int myints[] = { 16, 2, 77, 29 };
	vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int));

	cout << "The contents of fifth are:";
	for (vector<int>::iterator it = fifth.begin(); it != fifth.end(); ++it)
		cout << ' ' << *it;

	cout << '\n';

	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector初始化

初始化方法说明
vector<T> v1v1是一个空vector，它潜在的元素是T类型的，执行默认初始化
vector<T> v2(v1)v2中包含有v1所有元素
vector<T> v2 = v1等价于v2(v1)
vector<T> v3(n, val)v3包含了n个重复的元素，每个元素的值都是val
vector<T> v4(n)v4包含了n个重复地执行了初始化的对象
vector<T> v5(a,b,c…)v5包含了初始值个数的元素，每个元素被赋予响应的初始值
vector<T> v5={a,b,c…}等价于
int main()
{
	vector<int> v1;
	vector<string> v2;
	vector<vector<int>> v3;  //这里相当于二维数组int a[n][n];
	vector<int> v4{ 1,2,3,4,5 };
	vector<int> v5 = { 1,2,3,4,5 }; //列表初始化,注意使用的是花括号
	vector<string> v6 = { "hi","my","name","is","lee" };
	vector<int> v7(5, -1); //初始化为-1,-1,-1,-1,-1。第一个参数是数目，第二个参数是要初始化的值
	vector<string> v8(3, "hi");
	vector<int> v9(10); //默认初始化为0
	vector<int> v10(4); //默认初始化为空字符串

	return 0;
}

vector iterator的使用

iterator的使用接口说明
begin+end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
int main()
{
	vector<int> myvector{ 1, 2, 3, 4, 5 };
	cout << *myvector.begin() << endl;
	cout << *(myvector.end() - 1) << endl;
	cout << *myvector.rbegin() << endl;
	cout << *(myvector.rend() - 1) << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector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改变vector的size
reserve改变vector的capacity

  capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。vector具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本的STL，g++是SGI版本的STL；
  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在开空间的同时还会进行初始化，影响size。

int main()
{
	vector<int> myints;
	cout << "0.size:" << myints.size() << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
		myints.push_back(i);

	cout << "1.size:" << myints.size() << endl;

	myints.insert(myints.end(), 10, 100);
	cout << "2.size:" << myints.size() << endl;

	myints.pop_back();
	cout << "3.size:" << myints.size() << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> myvector;

	for (int i = 0; i < 100; i++)
		myvector.push_back(i);

	cout << "size:" << (int)myvector.size() << endl;
	cout << "capacity:" << (int)myvector.capacity() << endl;
	cout << "max_size:" << (int)myvector.max_size() << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> myvector;
	int sum(0);

	for (int i = 1; i <= 10; i++)
		myvector.push_back(i);

	while (!myvector.empty())
	{
		sum += myvector.back();
		myvector.pop_back();
	}

	cout << "total:" << sum << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> myvector;

	for (int i = 1; i < 10; i++)
		myvector.push_back(i);

	cout << "0.size:" << myvector.size() << endl;
	myvector.resize(5);
	cout << "1.size:" << myvector.size() << endl;
	myvector.resize(8, 100);
	cout << "2.size:" << myvector.size() << endl;
	myvector.resize(12);
	cout << "3.size:" << myvector.size() << endl;

	cout << "myvector contains:";
	for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
		cout << ' ' << myvector[i];

	cout << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector增删改查

vector增删改查接口说明
push_back尾插
pop_back尾删
find查找（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[]想数组一样访问
int main()
{
	vector<int> myvector;

	for (int i = 1; i <= 10; i++)
		myvector.push_back(i);

	for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
		cout << myvector[i] << ' ';
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < 3; i++)
		myvector.pop_back();

	for (int i = 0; i < myvector.size(); i++)
		cout << myvector[i] << ' ';

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

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

	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2);
	if (pos != v.end())
	{
		v.insert(pos, 20);
	}

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

	pos = find(v.begin(), v.end(), 2);
	if (pos != v.end())
	{
		v.erase(pos);
	}

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

	v.erase(v.begin());

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

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> myvector;
	for (int i = 1; i <= 10; i++)
		myvector.push_back(i);
	//删除指定位置数据
	myvector.erase(myvector.begin() + 5);
	//删除指定一个位置，到另一个位置间的所有数据
	myvector.erase(myvector.begin(), myvector.begin() + 3);

	cout << "myvector contains:";
	for (unsigned i = 0; i < myvector.size(); i++)
		cout << ' ' << myvector[i];
	cout << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

int main()
{
	vector<int> foo(3, 100);
	vector<int> bar(5, 200);

	foo.swap(bar);

	cout << "foo contains:";
	for (unsigned i = 0; i < foo.size(); i++)
		cout << ' ' << foo[i];
	cout << endl;

	cout << "bar contains:";
	for (unsigned i = 0; i < bar.size(); i++)
		cout << ' ' << bar[i];
	cout << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

vector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。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应的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。
对于vector可能会导致其迭代器失效的操作：

  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、assign、push_back等；
  2. 指定位置元素的删除操作–erase；
  3. 注意：Linux下，g++编译器对迭代器失效的检测并不是非常严格，处理也没有vs下极端。

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