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前言

默认成员函数

构造函数

拷贝构造

赋值重载

迭代器

正向迭代器

反向迭代器

容量管理

查看容量和大小

扩容

判空

访问数据

下标访问

边界访问

数据修改

尾插尾删

指定位置插入删除

迭代器失效 

清空

​编辑

交换

查找数据

vector可以代替string吗

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前言

讲完string和string的模拟实现，今天讲讲vector的使用。虽然说它叫vector，使用时还是我们平常使用的数组，只不过会自动地调节分配的空间。由于在空间中使用的一块连续的空间，因此支持下标访问，使用起来相当地便利，与我们之前学习的string的区别就在于，string只能存储字符，而vector可以存储任意类型的数据。

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默认成员函数

构造函数

在 C++98 中有三种构造函数可以对 vector 进行初始化，分别是:

• 无参进行构造
• 放入n个相同数据
• 根据迭代器区间进行构造

其中的 allocator 是空间配置器，只是用于分配空间，目的为增加申请释放空间的效率。

因为 vector 是一个模板类，因此实例化的时候要声明内置类型。例如 vector 中要存 int 类型的数据便写作 vector<int> ，这样才是其完整的类型名。现在我们就可以试试以不同的构造函数来初始化 vector 了。

[注意]: 使用vector时要包含头文件<vector>！！

int main()
{
	string s("abcd");
	vector<int> v1;
	vector<int> v2(3, 2);
	vector<int> v3(s.begin(), s.end());

	return 0;
}

 

v3 中之所以是 97 98 99 100 是因为模板参数选择的是 int 因此 v3 中存的是字符的 ASCII 码。

也可以这样子定义，本质上是发生了一次拷贝构造，这样使用更加与数据接近更加形象和简便。

int main()
{
	vector<int> v4 = { 1,2,3,4,5 };
	return 0;
}

 

拷贝构造

vector 的拷贝构造便是支持对同类型 vector 的拷贝。

int main()
{
	vector<int> v1({ 1,2,3,4,5 });
	vector<int> v2 = v1;
	return 0;
}

 

 若是模板参数不同的 vector 便无法进行拷贝构造。

 

赋值重载

赋值重载用于对已存在的两个 vector 之间进行赋值，就是值之间的拷贝。

         

迭代器

迭代器作为 STL 六大组件，必然是绕不开的话题。库中也准备了多种的迭代器供使用者选择。

正向迭代器

正向迭代器由 begin 开始 end 结束，直接使用起来与 string 的迭代器并无区别。

借助迭代器我们既可以直接使用迭代器，也可以使用范围 for 完成对 vector 的遍历了。

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	vector<int>::iterator it = v1.begin();
    //auto it = v1.begin();     也可以直接使用auto
	while (it != v1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	for (auto it : v1)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

  

反向迭代器

反向的迭代器名称为 reverse_iterator，其接口为 rbegin 和 rend ，使用起来与正向迭代器类似。

但值得注意的一点是：范围 for 只能进行正向的遍历，无法反向。

 

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	vector<int>::reverse_iterator it = v1.rbegin();
	//auto it = v1.rbegin();
	while (it != v1.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

 

容量管理

查看容量和大小

跟 string 一样，我们可以通过 size 和 capacity 两个接口分别访问 vector 的和容量，通过这两个接口也有效帮助我们确定访问时的边界值。

扩容

 通过 reserve 我们能够对 capacity 进行修改，根据传入值的大小会有两种处理方式。

• n 大于 capacity 时会重新分配一块更大的空间给 vector ，将 capacity 增长到 n 或更大。
• 其他情况下便不进行处理

同时，reserve 不会更改 vector 的大小和其中的元素。

resize 用于调整 vector 的大小，使其包含 n 个元素，能够对其中的值进行初始化，若未传参数则缺省为 0。

• 如果n小于当前size，则内容将减少到其前n个元素，删除超出的元素，不更改capacity。
• 如果n大于当前size小于capacity，则通过在末尾插入所需数量的元素来扩展内容，以达到n的大小。
• 如果n大于当前capacity，将自动重新分配存储空间，再将元素填充至n个。

使用这段代码便可以直接地观察到上述三种不同的情况。

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };
	cout << v.size() << " " << v.capacity() << endl;
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.resize(20);
	cout << v.size() << " " << v.capacity() << endl;
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.resize(10);
	cout << v.size() << " " << v.capacity() << endl;
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

 

判空

通过 empty 这个接口可以得知当前这个 vector 是否为空，换言之就是 size 是否等于 0。

 

访问数据

下标访问

库中对 [ ] 运算符进行了重载，因此可以使用下标对 vector 的元素直接进行访问。

 结合前面的 size 接口便可以简单实现下标遍历 vector。

边界访问

虽然说用下标直接访问就十分的方便了，但库中还有两个接口用于边界值的访问。

通过这两个接口可以直接访问 vector 中的第一个与最后一个元素。

 

数据修改

讲完数据访问，之后便是对 vector 之中的元素进行修改的操作了。

尾插尾删

库中有两个接口分别是 push_back 和 pop_back 分别对应尾插和尾删的功能。

 可以使用如下代码看看接口的效果。

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };  //原数组
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.pop_back();         //尾删
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.push_back(8);       //尾插
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

 

指定位置插入删除

 insert 支持让我们在指定的位置插入元素，同时有三种插入方式供使用者选择。

• 指定位置插入一个val
• 指定位置插入n个val
• 指定位置插入迭代器区间

可以通过下面的实例代码看看实际使用的效果。

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };  //原数组
	vector<int> v1 = { 8,9,10 };
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.insert(v.begin() + 3, 6);   //插入单个值
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.insert(v.begin() + 4, 3, 7);  //插入n个值
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.insert(v.begin() + 6, v1.begin(), v1.end());   //插入一段区间
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

 ​​​​​​​

之后我们可以使用 erase 删除任意位置的元素。可以给定一个迭代器位置，或是一个迭代器区间，删除该区间内的元素。

值得注意的时，传入的迭代器区间其实是左闭右开的，因此迭代器 last 指向的那个元素不会被删除。

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };  //原数组
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.erase(v.begin());   //删除第一个元素
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3);  //删除[3,5)
	for (auto it : v)
	{
		cout << it << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

 

迭代器失效 

若我们尝试连续插入多个数据的时候，可能会出现这样子的错误。

   

这是由于当我们不断插入数据的时候，如果出现容量不足的情况就会进行扩容，而扩容大概率不会直接在原地扩容。因此在异地开辟了一块新空间，并将原来的元素拷贝过去，从而达到扩容的效果。

此时，我们原先拿到的迭代器中存的仍是原来空间的地址，而原来那块空间已被释放，因此该迭代器中的地址便成了野指针。

换言之，这个迭代器就失效了。那我们如何解决这个问题呢？其实 insert 是有一个返回值的，只不过我们之前忽略了它。

即，会返回指向插入的第一个元素的迭代器，因此我们只需要每次将 insert 的返回值再传回给我们的迭代器，就能够避免迭代器失效的问题。

int main()
{
	vector<int> v = { 1,2,3 };
	auto it = v.begin() + 2;
	for (int i = 0; i <= 20; i++)
	{
		it = v.insert(it, i);
	}
	return 0;
}

同样的现象也会出现在 erase 上，其返回的迭代器是指向删除区间的下一个位置。

清空

我们还可以使用 clear 清空 vector 中的所有元素，本质上就是将 vector 的 size 大小改成 0 即可。

交换

之前在 string 我们也讲过，容器之间的交换并不需要完全的拷贝，而是直接交换类中的指针即可。

因此 vector 中的这个交换函数，自然比原生的交换函数效率要来得高。

 

 

查找数据

虽然 vector 的库中并没有查找的这个函数，但是在算法库中为我们准备了一个 find 函数可以进行查找。

传入一个迭代器区间，再输入要查找的值即可，找到了则返回指向该元素的迭代器，反之则返回该容器的 end。

int main()
{
	vector<int> v1 = { 1,2,3,4,5 };
	cout << *find(v1.begin(), v1.end(), 4);
	return 0;
}

这个函数通过使用迭代器因而同时支持了多种容器，使用起来相当方便。

vector<char>可以代替string吗

vector 是一种泛型编程，同时支持 int 和 double 等不同类型的存储，而这些存储形式一般用不到 string 之中的某些接口，比如 += 、逻辑运算等。

可以这么说，string 这个容器是专门针对存储字符类型的，因此其种的接口也是专门适用于处理字符串的，而 vector 需要考虑的是如何支持各种类型都能够存储其中而舍弃了 string 之中的部分操作。

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好了，今天使用 vector 的讲解到这里就结束了，如果这篇文章对你有用的话还请留下你的三连加关注