目录
1.vector的介绍和使用
2.vector的常见构造：
3.vector的遍历方式
🍉[ ] + 下标
🍉通过迭代器进行访问：
🍉范围for：
4.vector的迭代器
🍉begin 和 end
🍉rbegin 和 rend
5.vector空间扩容：
🍉size
🍉capacity
🍉capacity的增容：
🍉empty
🍉reserve
🍉resize
6.vector 的增删改查
🍉push back
🍉pop back
🍉insert
🍉erase
🍉swap
🍉find
🍉sort
7.vector的迭代器失效问题
🍉情况1：迭代器指向的位置意义改变
🍉情况2：扩容、缩容，导致迭代器的野指针，使其失效
8.总结：
1.vector的介绍和使用
vector就类似数据结构中的顺序表
- 1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
- 2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。
意味着可以采用下标对vector的元素 进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自 动处理- 3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。
当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小- vector分配空间策略：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
- 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
- 与其它动态序列容器相比，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操作，效率更低
2.vector的常见构造：
在C++98里面主要有以下4中构造
1）无参构造一个空的容器
2）构造并初始化 n 个 val 容器
3）拷贝构造某类型容器
4）使用迭代器进行初始化构造
//1）无参构造一个空的容器
vector<int> v1; //构造一个int类型的空容器
//2）构造并初始化 n 个 val 容器
vector<int> v2(3, 6); //构造含有3个6的int类型容器
//3）拷贝构造某类型容器
vector<int> v3(v2); //拷贝构造int类型的v2容器
//4）使用迭代器进行初始化构造
vector<int> v4(v2.begin()+1, v2.end()-1); //使用迭代器拷贝构造v2容器的某一段内容
//当然也可以用使用迭代器构造其他类型的容器，
string s("hello world");
vector<char> v5(s.begin(), s.end()); //拷贝构造string对象的某一段内容3.vector的遍历方式
🍉[ ] + 下标
vector 对 [ ] 运算符进行了重载，所以我们可以直接使用 [ ]+下标 访问或修改对象中的元素
int main()
{
vector<int> v1; // 定义容器v1
// 尾插5个数据
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
v1.push_back(5);
// 使用下标访问数据
for (size_t i = 0; i < v1.size(); ++i)
{
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
// 使用下标修改数据
for (size_t i = 0; i < v1.size(); ++i)
{
v1[i] += 3;
cout << v1[i] << " ";
}
cout << endl;
retur结果：
🍉通过迭代器进行访问：
begin 获取一个字符的迭代器， end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
int main()
{
vector<int> v2; // 定义容器v2
// 尾插5个数据
v2.push_back(1);
v2.push_back(2);
v2.push_back(3);
v2.push_back(4);
v2.push_back(5);
// 使用迭代器访问数据
vector<int>::iterator it1 = v2.begin();
while (it1 != v2.end())
{
cout << *it1 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
// 使用迭代器修改数据
vector<int>::iterator it2 = v2.begin();
while (it2 != v2.end())
{
*it2 += 1;
cout << *it2 << " ";
it2++;
}
return 0;
}结果如下：
🍉范围for：
int main()
{
vector<int> v3; // 定义容器v3
// 尾插5个数据
v3.push_back(1);
v3.push_back(2);
v3.push_back(3);
v3.push_back(4);
v3.push_back(5);
// 使用范围for访问数据
for (auto a : v3)
{
cout << a << " ";
}
cout << endl;
// 使用范围for修改数据
for (auto& a : v3)
{
a += 4;
cout << a << " ";
}
return 0;
}结果：
4.vector的迭代器
正向迭代器：
反向迭代器：
如下图：
🍉begin 和 end
通过 begin 函数可以得到容器中第一个元素的正向迭代器
通过 end 函数可以得到容器中最后一个元素的后一个位置的正向迭代器
左闭右开
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//正向迭代器遍历容器
vector<int>::iterator it = v.begin();
//也可以用auto来自动识别：auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
return 0;
}
🍉rbegin 和 rend
通过 rbegin 函数可以得到容器中最后一个元素的反向迭代器
通过 rend 函数可以得到容器中第一个元素的前一个位置的反向迭代器
左开右闭
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//反向迭代器遍历容器
vector<int>::reverse_iterator it = v.rbegin();
//也可以用auto来自动识别：auto it = v.rbegin();
while (it != v.rend())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
return 0;
}
5.vector空间扩容：
官方文本里面的内容：
我们主要学习：
| 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（重点） | 改变vector的size |
| reserve（重点） | 改变vecror的capacity |
点击这里查看文档
🍉size
size 函数获取当前容器的有效元素个数
int main()
{
vector<int> v(6, 5); //定初始化6个5
cout << v.size() << endl; //获取当前容器中的有效元素个数
return 0;
}
🍉capacity
capacity 函数获取当前容器的最大容量
int main()
{
vector<int> v(6, 5); //定初始化6个5
//获取当前容器中的容量大小
cout << v.capacity() << endl; // 结果：6
return 0;
}🍉capacity的增容：
可以看下面代码实例：
int main()
{
size_t sz;
vector<int> v;
sz = v.capacity();
cout << "making for grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << endl;
}
}
return 0;
}
结果：
可以看到在VS2022下，capacity 是按照 1.5 倍增长的，
当然，在不同编译环境下，其增长倍数不同，如果在Linux下就是2倍的增长
着是应为VS用的是 PJ版本，Linux的 g++ 用的是 SGI版本
🍉empty
empty 函数用来判断当前容器是否为空。
- 如果为空，输出1，否则，输出0
int main()
{
vector<int> v1(3, 6);
cout << v1.empty() << endl; // v1非空，输出0
vector<int> v2;
cout << v2.empty() << endl; // v2为空，输出1
return 0;
}🍉reserve
reserve函数用来改变vector的最大容量
其有两个注意点，如下：
- 当所给值大于容器当前的 capacity 时，将 capacity 扩大到该值
- 当所给值小于容器当前的 capacity 时，什么也不做
用法：当我们事先知道要用多大空间时，就提前用reserve开辟好，来减少代码增容时的消耗
int main()
{
vector<int> v;
v.reserve(100); // 提前开好100空间
//......
return 0;
}🍉resize
resize 函数改变容器中的有效元素个数。
1）当所给值大于当前的 size 时，将 size 扩大到该值，扩大的元素为第二个所给值，若为给出，则默认为0
2）当所给值小于容器当前的 size 时，只将初始化给的值的数
int main()
{
vector<int> v1(6, 3);
v1.reserve(20);
cout << v1.capacity() << endl;
cout << v1.size() << endl << endl;
v1.resize(10);
cout << v1.capacity() << endl;
cout << v1.size() << endl;
return 0;
}
结果：
注意：
- reserve 只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，可以用 reserve 缓解 vector 扩容代价，reserve不会影响size
- resize 在开空间的同时还会进行初始化，会影响 size。
6.vector 的增删改查
C++文档里面的内容：
我们重点学下面这些：
| vector增删改查 | 接口说明 |
| push back | 尾插 |
| pop back | 尾删 |
| find | 查找（这个是算法模块，不是vector接口） |
| insert | 在position之前插入val |
| erase | 删除position位置数据 |
| swap | 交换两个vector位置的数据 |
点击这里查看文档
🍉push back
尾插
int main()
{
vector<int> v;
//使用push_back插入5个数据
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}🍉pop back
尾删：
int main()
{
vector<int> v;
//使用push_back尾插6个数据
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
//使用pop_back尾删3个数据
v.pop_back();
v.pop_back();
v.pop_back();
v.pop_back();
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}🍉insert
insert函数可以在所给迭代器位置插入一个或多个元素
1）插入一个值：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//在容器头部插入9
v.insert(v.begin(), 9);
//在位置2插入6
v.insert(v.begin()+2, 6);
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}结果： 9 1 6 2 3 4 5
2）插入多个值：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//在容器头部插入2个4
v.insert(v.begin(), 2, 4);
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}结果： 4 4 1 2 3 4 5
🍉erase
erase 函数用来删除所给迭代器位置的元素，或者删除所给迭代器区间内的所有函数（左闭右开）
1）删除一个值
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
//头删
v.erase(v.begin());
//尾删
v.erase(v.end()-1); //因为是左闭右开区间，所以end-1才能删掉‘5’
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " "; //结果：2 3 4
}
return 0;
}2）删除一个区间的值
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(0);
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
v.push_back(7);
v.push_back(8);
v.push_back(9);
//删除在该迭代器区间内的元素（左闭右开]
v.erase(v.begin()+3, v.end() - 3);
//打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";//结果：0 1 2 7 8 9
}
return 0;
}🍉swap
通过swap函数来交换两个容器的数据空间，实现两个容器的交换
int main()
{
//容器v1
vector<int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(1);
v1.push_back(1);
//容器v2
vector<int> v2;
v2.push_back(2);
v2.push_back(2);
v2.push_back(2);
//交换v1和v2的数据
v1.swap(v2);
//打印v1
cout << "v1：";
for (auto e1 : v1)
{
cout << e1 << " ";
}
cout << endl;
//打印v2
cout << "v2：";
for (auto e2 : v2)
{
cout << e2 << " ";
}
return 0;
}
🍉find
由于 vector 没有 find 函数，如果我们要用的话，我们需要去调用算法库里面的一个函数接口：find
使用 std:: find 需要包头文件 #include <algorithm>
可以看到 find 共有三个参数，前两个确定迭代器的区间，第三个参数确定所要寻找的返回值
函数在所给迭代器区间内寻找，
若找到，返回第一个匹配的元素，并返回它的迭代器
若未找到，返回第二个参数
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
// 假设我要3的前面插入600
//vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
//上面的类型可以直接用auto去推算：
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
cout << "找到" << endl;
v.insert(pos, 600);
}
else
{
cout << "未找到" << endl;
}
for (auto e : v)
{
cout << e << " "; //结果： 1 2 600 3 4 5 6
}
return 0;
}
🍉sort
sort 函数 和 find 函数 一样，在vector里面没有明确给出，需要用std库里面的：
也需要包头文件
1）默认升序：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(7);
v.push_back(1);
v.push_back(0);
v.push_back(-1);
v.push_back(9);
v.push_back(3);
// 默认排升序
sort(v.begin(), v.end());
// 打印
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}2）降序
排降序需要用到仿函数，就要包仿函数的头文件： #include <functional>
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(7);
v.push_back(1);
v.push_back(0);
v.push_back(-1);
v.push_back(9);
v.push_back(3);
// 排降序，需要包上仿函数的头文件 #include <functional>
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
return 0;
}7.vector的迭代器失效问题
说了这么多的迭代器，那么迭代器到底是个什么东西呢？
其实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，比如：vector 的迭代器就是原生指针 T*
因此，迭代器失效，就是迭代器底层对应指针所指向的空间别销毁了，而使用一块已经被销毁的空间，则会导致程序崩溃
🍉情况1：迭代器指向的位置意义改变
看下面这段代码：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3); //获取值为3的元素的迭代器
// 1 2 60 3 4 5
v.insert(pos, 60); // 在3的位置前插入60
// 删除pos位置的数据，我们会认为pos仍指向3，所以删除后的结果为：1 2 60 4 5
v.erase(pos);
//但是实际上，会在再次范文pos时出错
return 0;
}
这时VS的assert（）的强制检查报错
原因如下：
我们给数组：1 2 3 4 5 中 3 前面插入 60，我们需要先用迭代器来接受 find 找到的值
此时pos的位置如下：
我们在用easer删除元素3，此时就会报错
可以看到，我们认为插入后pos应该还指向 ‘ 3 ’ ，但是，实际上pos以及指向了60，这时pos的被改变了，如果我们再进行其他操作，系统检测到pos指向的不是3，那么VS就会强制报错，导致程序崩溃
如果我们需要删除元素3，就需要更新pos的值，解决方法如下：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3); //获取值为3的元素的迭代器
// 1 2 60 3 4 5
pos = v.insert(pos, 60); // 在3的位置前插入60，并更新 pos 的值
v.erase(pos+1);
//也可以：pos = find(v.begin(), v.end(), 3); v.erase(pos);
for (auto e : v)
{
cout << e << " ";
}
//结果： 1 2 60 4 5
return 0;
}再设计insert、erase这种会改变数组的函数时，制作人考虑到了迭代器会发生改变，所以就给其加了返回值，返回新的迭代器
用 pos = v.insert(pos, 60); 来更新pos，此时pos指向的就应该为60的元素
insert是在其前面插入，所以这时元素3就在pos指向的后面
所以用 v.erase(pos+1); 就能删除元素 ‘3’
也可以再用 pos = find(v.begin(), v.end(), 3); 更新pos的值，使其指向3
然后用 v.erase(pos); 删除pos位置的值
🍉情况2：扩容、缩容，导致迭代器的野指针，使其失效
看如下代码：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
auto it = v.begin();
v.reserve(10);
//vector<int>::iterator it = v.begin();
//用迭代器进行打印
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
return 0;
}会报错：
我们通过调试来看：
扩容之前，it指向的空间就是其 v.begin() 的空间，
再扩容之后，it指向的空间不变，但是扩容是异地扩，导致it迭代器失效，所以后面进行打印操作时，会发生报错
这就是扩容导致的迭代器失效
解决方法：再扩容之后更新迭代器：
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
auto it = v.begin();
v.reserve(10);
//由于扩容，所以需要更新迭代器
it = v.begin();
//vector<int>::iterator it = v.begin();
//用迭代器进行打印
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
return 0;
}
8.总结：
通过上面的学习我们发现 vector 常用的接口更多是插入和遍历
遍历更喜欢用数组 operator[ i ] 的形式访问，因为这样便捷
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