c++ 11标准模板（STL） std::vector (三）

news2025/1/11 6:10:51 
定义于头文件 <vector>
template<

    class T,
    class Allocator = std::allocator<T>

> class vector;		(1)
namespace pmr {

    template <class T>
    using vector = std::vector<T, std::pmr::polymorphic_allocator<T>>;

}		(2)(C++17 起)

 

1) std::vector 是封装动态数组的顺序容器。

2) std::pmr::vector 是使用多态分配器的模板别名。

元素相继存储，这意味着不仅可通过迭代器，还能用指向元素的常规指针访问元素。这意味着指向 vector 元素的指针能传递给任何期待指向数组元素的指针的函数。

(C++03 起)

vector 的存储是自动管理的，按需扩张收缩。 vector 通常占用多于静态数组的空间，因为要分配更多内存以管理将来的增长。 vector 所用的方式不在每次插入元素时，而只在额外内存耗尽时重分配。分配的内存总量可用 capacity() 函数查询。额外内存可通过对 shrink_to_fit() 的调用返回给系统。 (C++11 起)

重分配通常是性能上有开销的操作。若元素数量已知，则 reserve() 函数可用于消除重分配。

vector 上的常见操作复杂度（效率）如下：

  • 随机访问——常数 O(1)
  • 在末尾插入或移除元素——均摊常数 O(1)
  • 插入或移除元素——与到 vector 结尾的距离成线性 O(n)

std::vector （对于 bool 以外的 T ）满足容器 (Container) 、具分配器容器 (AllocatorAwareContainer) 、序列容器 (SequenceContainer) 、连续容器 (ContiguousContainer) (C++17 起)及可逆容器 (ReversibleContainer) 的要求。

成员函数

赋值给容器

std::vector<T,Allocator>::operator=

vector& operator=( const vector& other );

(1)

vector& operator=( vector&& other );

(2)(C++11 起)
(C++17 前)

vector& operator=( vector&& other ) noexcept(/* see below */);

(C++17 起)

vector& operator=( std::initializer_list<T> ilist );

(3)(C++11 起)

 替换容器内容。

1) 复制赋值运算符。以 other 的副本替换内容。若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_copy_assignment::value 为 true ，则以源分配器的副本替换目标分配器。若源分配器与目标分配器不比较相等，则用目标（ *this ）分配器销毁内存，然后在复制元素前用 other 的分配器分配。 (C++11 起).、

2) 移动赋值运算符。用移动语义以 other 的内容替换内容（即从 other 移动 other 中的数据到此容器）。之后 other 在合法但未指定的状态。若 std::allocator_traits<allocator_type>::propagate_on_container_move_assignment::value 为 true ，则用源分配器的副本替换目标分配器。若它为 false 且源与目标分配器不比较相等，则目标不能取走源内存的所有权，而必须单独移动赋值逐个元素，用自己的分配器按需分配额外的内存。任何情况下，原先在 *this 中的元素要么被销毁，要么以逐元素移动赋值替换。

3) 以 initializer_list ilist 所标识者替换内容。

参数

other-用作数据源的另一容器
ilist-用作数据源的 initializer_list

返回值

*this

复杂度

1) 与 *this 和 other 的大小成线性。

2) 与 *this 的大小成线性，除非分配器不比较相等且不传播，该情况下与 *this 和 other 的大小成线性。

3) 与 *this 和 ilist 的大小成线性。

异常

2)noexcept 规定：  

noexcept(std::allocator_traits<Allocator>::propagate_on_container_move_assignment::value
|| std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal::value)

(C++17 起)

注意

容器移动赋值（重载 (2) ）后，除非不兼容的分配器强制逐元素赋值，否则指向 other 的引用、指针和迭代器（除了尾迭代器）都保持合法，不过指代的元素现在在 *this 中。当前标准通过 §23.2.1[container.requirements.general]/12 中的总括陈述保证这点，而 LWG 2321 下正在考虑更直接的保证。

将值赋给容器

std::vector<T,Allocator>::assign

void assign( size_type count, const T& value );

(1)

template< class InputIt >
void assign( InputIt first, InputIt last );

(2)

void assign( std::initializer_list<T> ilist );

(3)(C++11 起)

替换容器的内容。

1) 以 count 份 value 的副本替换内容。

2) 以范围 [first, last) 中元素的副本替换内容。若任一参数是指向 *this 中的迭代器则行为未定义。

若 InputIt 为整数类型，则此重载与 (1) 拥有相同效果。

(C++11 前)

此重载仅若 InputIt 满足遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) 才参与重载决议。

(C++11 起)

3) 以来自 initializer_list ilist 的元素替换内容。

所有指向容器元素的迭代器、指针及引用均被非法化。尾后迭代器亦被非法化。

参数

count-容器的新大小
value-用以初始化容器元素的值
first, last-复制来源元素的范围
ilist-复制值来源的 initializer_list

复杂度

1) 与 count 成线性

2) 与 first 和 last 间的距离成线性

3) 与 ilist.size() 成线性

 

返回相关的分配器

std::vector<T,Allocator>::get_allocator

allocator_type get_allocator() const;

返回与容器关联的分配器。

参数

（无）

返回值

关联的分配器。

复杂度

常数。

 

调用示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <vector>

using namespace std;

struct Cell
{
    int x;
    int y;

    Cell() = default;
    Cell(int a, int b): x(a), y(b) {}

    Cell &operator +=(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator +(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator *(const Cell &cell)
    {
        x *= cell.x;
        y *= cell.y;
        return *this;
    }

    Cell &operator ++()
    {
        x += 1;
        y += 1;
        return *this;
    }


    bool operator <(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y < cell.y;
        }
        else
        {
            return x < cell.x;
        }
    }

    bool operator >(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y > cell.y;
        }
        else
        {
            return x > cell.x;
        }
    }

    bool operator ==(const Cell &cell) const
    {
        return x == cell.x && y == cell.y;
    }
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{
    os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";
    return os;
}


int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;

    std::mt19937 g{std::random_device{}()};
    srand((unsigned)time(NULL));

    auto generate = []()
    {
        int n = std::rand() % 10 + 110;
        Cell cell{n, n};
        return cell;
    };


    //3) 构造拥有 count 个有值 value 的元素的容器。
    std::vector<Cell> vector1(6, generate());
    std::generate(vector1.begin(), vector1.end(), generate);
    std::cout << "vector1:  ";
    std::copy(vector1.begin(), vector1.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;


    //替换容器内容。1) 复制赋值运算符。以 other 的副本替换内容。
    std::vector<Cell> vector2 = vector1;
    std::cout << "vector2:  ";
    std::copy(vector2.begin(), vector2.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //2) 移动赋值运算符。用移动语义以 other 的内容替换内容（即从 other 移动 other 中的数据到此容器）。
    //之后 other 在合法但未指定的状态。
    std::vector<Cell> vector3 = std::move(vector1);
    std::cout << "vector3:  ";
    std::copy(vector3.begin(), vector3.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << "vector1   empty: " << vector1.empty() << std::endl;

    //3) 以 initializer_list ilist 所标识者替换内容。
    std::vector<Cell> vector4 =
    {{101, 101}, {102, 102}, {103, 103}, {104, 104}, {105, 105}, {106, 106}};
    std::cout << "vector4:  ";
    std::copy(vector4.begin(), vector4.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;


    //替换容器的内容。1) 以 count 份 value 的副本替换内容。
    std::vector<Cell> vector5;
    vector5.assign(6, generate());
    std::cout << "vector5:  ";
    std::copy(vector5.begin(), vector5.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //2) 以范围 [first, last) 中元素的副本替换内容。若任一参数是指向 *this 中的迭代器则行为未定义。
    std::vector<Cell> vector6;
    vector6.assign(vector5.begin(), vector5.end());
    std::cout << "vector6:  ";
    std::copy(vector6.begin(), vector6.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    //3) 以来自 initializer_list ilist 的元素替换内容。
    std::vector<Cell> vector7;
    vector7.assign({{101, 101}, {102, 102}, {103, 103}, {104, 104}, {105, 105}, {106, 106}});
    std::cout << "vector7:  ";
    std::copy(vector7.begin(), vector7.end(), std::ostream_iterator<Cell>(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出

 

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