C++STL之vector 容器

news2024/10/7 10:15:56

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目录

🍒一、vector 容器基本概念

        什么是vector？

         vector基本概念

         vector的结构

🍈二、vector 迭代器

🍇 三、vector API

         1、vector 构造函数

         2、赋值与交换语句

         3、vector大小操作

        4、使用resize swap收缩容器的容量（难点）

        5、reserve预留空间大小

        6、数据的存取

        7、插入和删除

🍒一、vector 容器基本概念

        什么是vector？

        vector 是 C++ STL 中的一种顺序容器，其内部实现是通过动态数组实现的，可以存储任意类型的数据。vector可以自动调整大小，当容器中的元素数量增加或减少时，可以自动重新分配内存。vector支持随机访问，可以像数组一样访问其中的元素，同时也支持在容器的末尾添加和删除元素。vector是C++标准库中的一个重要组件。

         vector基本概念

  1. 数据存储方式： vector 内部使用动态数组实现数据的存储，因此它可以随意扩展和缩小自身的存储空间，而且相比于数组，vector 更加灵活和方便。

  2. 大小和容量： vector 具有两个概念——大小和容量，大小表示当前 vector 中实际存储的元素数量，而容量则表示 vector 内部实际分配的存储空间大小。当 vector 容量不足时，会自动重新分配内存并将元素复制到新的内存中。

  3. 迭代器： vector 提供了迭代器，可以通过迭代器来遍历 vector 中的元素。vector 有很多种迭代器，比如 iterator、const_iterator、reverse_iterator、const_reverse_iterator 等。

  4. 增删改查操作： vector 提供了很多种便捷的增删改查操作，比如 push_back、pop_back、insert、erase、clear 等。

  5. 特殊操作： vector 还提供了一些特殊的操作，比如使用 reserve 函数预分配内存、使用 resize 函数改变 vector 的大小等等。

         vector的结构

        一图让你明白~

🍈二、vector 迭代器

        Vector 维护一个线性空间， 所以不论元素的型别如何， 普通指针都可以作为vector 的迭代器， 因为 vector 迭代器所需要的操作行为， 如 operaroe, operator->,operator++, operator--, operator+, operator-, operator+=, operator-=, 普通指针天生具备。 Vector 支持随机存取， 而普通指针正有着这样的能力。 所以 vector 提供的是随机访问迭代器(Random Access Iterators)。根据上述描述， 如果我们写如下的代码： Vector::iterator it1; Vector::iterator it2; it1 的型别其实就是 Int,it2 的型别其实就是 Teacher*。

 

🍇 三、vector API

         1、vector 构造函数

vector<T> v; //采用模板实现类实现， 默认构造函数
vector(v.begin(), v.end());//将 v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem);//构造函数将 n 个 elem 拷贝给本身。
vector(const vector &vec);//拷贝构造函数。

         2、赋值与交换语句

assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem);//将 n 个 elem 拷贝赋值给本身。
vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
swap(vec);// 将 vec 与本身的元素互换。

        🌰

void printVectorInt(vector<int>& v)
 {
	 for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)//v.begin()和v.end()可以看作是指向头尾的指针
		 {
		 cout << *it << " ";
		 }
	 cout << endl;
 }

 void test01()
 {
	 vector<int> v1(5, 10);
	 vector<int> v2;
	
	 //vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符
	 v2 = v1;
	 printVectorInt(v2);
	
	 //assign(n, elem);//将n个elem拷贝赋值给本身
	 vector<int> v3;
	 v3.assign(5, 100);
	 printVectorInt(v3);
	
	 //assign(beg, end);//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
	 vector<int> v4;
	 v4.assign(v3.begin(), v3.end());
	 printVectorInt(v4); 
	 //swap(vec);// 将vec与本身的元素互换。
	 vector<int> v5(5, 20);
	 vector<int> v6(10, 40);
	 printVectorInt(v5);
	 printVectorInt(v6);
	 v5.swap(v6);
	 printVectorInt(v5);
	 printVectorInt(v6);
	 }

        运行效果：

 

         3、vector大小操作

size();//返回容器中元素的个数
empty();//判断容器是否为空
resize(int num);//重新指定容器的长度为 num， 若容器变长， 则以默认值填充新位
//置。 如果容器变短， 则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize(int num, elem);//重新指定容器的长度为 num， 若容器变长， 则以 elem 值填
//充新位置。 如果容器变短， 则末尾超出容器长>度的元素被删除。
capacity();//容器的容量
reserve(int len);//容器预留 len 个元素长度， 预留位置不初始化， 元素不可访问。

         🌰1

void printVectorInt(vector<int>& v)
 {
	 for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
//v.begin()和v.end()可以看作是指向头尾的指针
		 {
		 cout << *it << " ";
		 }
	 cout << endl;
 }

void test02()
 { vector<int> v;
 v.push_back(10);
 v.push_back(20);
 v.push_back(30);
 v.push_back(40);

 if (v.empty())
 {
	 cout << "v容器为空" << endl;
	 }
 else
 {
	 cout << "容器非空" << endl;
	 cout << "size = " << v.size() << endl;
	 cout << "capacity = " << v.capacity() << endl;
	 //容量 >= size
		 }

 printVectorInt(v);//10 20 30 40
 //resize(int num);//重新指定容器的长度为num
 //多出的部分 自动补0
 v.resize(8);
 printVectorInt(v);//10 20 30 40 0 0 0 0

 //resize(int num, elem);//重新指定容器的长度为num，
 //若容器变长，则以elem值填充
 v.resize(10, 5);
 printVectorInt(v);//10 20 30 40 0 0 0 0 5 5

 v.resize(2);
 printVectorInt(v);//10 20
 }

        运行效果：

         🌰2（resize 作用的容器的大小 不会更改容器的容量）


void test03()
 {
	 vector<int> v;
	 v.push_back(10);
	 v.push_back(20);
	 v.push_back(30);
	 v.push_back(40); 
	 v.push_back(50);
	 v.push_back(60);
	
		 cout << "size = " << v.size() << endl;
	 cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;
	 printVectorInt(v);
	
		 cout << "‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐" << endl;
	 v.resize(2);
	 cout << "size = " << v.size() << endl;
	 cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;
	 printVectorInt(v);
	 }

         运行效果：

 

        4、使用resize swap收缩容器的容量（难点）

        在C++中，vector是一种动态数组容器。当元素个数超过容器当前容量时，会自动分配更多的内存来存储元素。但是，当容器中元素个数减少时，vector并不会自动收缩内存，而是会保留之前分配的内存空间，浪费了内存资源。

        为了解决这个问题，可以使用resize()和swap()函数来收缩容器的容量。

        resize()函数可以用来改变容器的大小，它有两个重载版本：

  1. resize(n)：将容器的大小改为n，如果n小于容器当前大小，则会删除超出n的元素；如果n大于容器当前大小，则会在容器末尾添加默认值的元素，比如int类型的默认值为0。

  2. resize(n, value)：将容器的大小改为n，如果n小于容器当前大小，则会删除超出n的元素；如果n大于容器当前大小，则会在容器末尾添加value值的元素。

        使用resize()函数可以有效地收缩容器的大小，但是它并不能释放容器的内存空间。为了释放内存空间，可以使用swap()函数。

        swap()函数可以交换两个容器的元素，使用swap()函数可以将一个空的vector容器和另一个容器交换，从而释放空的容器之前占用的内存空间。

        🌰

void test04()
 {
	 vector<int> v;
	 for (int i = 0; i < 1000; i++)
		 {
		 v.push_back(i);
		 }
	 cout << "size = " << v.size() << endl;//1000
	 cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//1066
	
		 //使用reszie将空间 置成10个元素（可以吗?）
		 v.resize(10);//不能修改容量 只能修改size
	 cout << "size = " << v.size() << endl;//10
	 cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//1066
	
		 //使用swap收缩容器的容量
		 vector<int>(v).swap(v);
	
		 cout << "size = " << v.size() << endl;//10
	 cout << "capactiy = " << v.capacity() << endl;//10
	 }

        运行效果：

         一图让你了解~

 

        5、reserve预留空间大小

        🌰

//reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问
 void test05()
 {
	 vector<int> v;
	 
		//一次性 给够空间 叫空间预留
	 v.reserve(1000);//预留空间 1000个元素
		int* p = NULL;
	 int count = 0;
	 for (int i = 0; i < 1000; i++)
		 {
		 v.push_back(i);
		 if (p != &v[0])
			 {
			 count++;
			 p = &v[0];
			 }
		 }
	 cout << "重新另寻空间次数:" << count << endl; 
}

        运行效果：

        如果没有：v.reserve(1000); 结果为11
        如果有:v.reserve(1000); 结果为1

 

        6、数据的存取

at(int idx); //返回索引 idx 所指的数据， 如果 idx 越界， 抛出 out_of_range 异
常。
operator[];//返回索引 idx 所指的数据， 越界时， 运行直接报错
front();//返回容器中第一个数据元素
back();//返回容器中最后一个数据元素

        🌰

void test06()
 {
	 vector<int> v;
	 v.push_back(10);
	 v.push_back(20);
	 v.push_back(30);
	 v.push_back(40);
	
		 printVectorInt(v);//10 20 30 40
	 cout << v[2] << endl;//30
	 cout << v.at(2) << endl;//30
	 //[] 越界 不抛出异常
		 //at 越界 抛出异常
		
		 cout << "front = " << v.front() << endl;//10
	 cout << "back = " << v.back() << endl;//40
	 }

            运行效果：

 

        7、插入和删除

insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置 pos 插入 count个元素 ele.
push_back(ele); //尾部插入元素 ele
pop_back();//删除最后一个元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从 start 到 end 之间的元素
erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
clear();//删除容器中所有元素

        🌰

void test07()
 {
	 vector<int> v;
	 v.push_back(10);
	 v.push_back(20);
	 v.push_back(30);
	 v.push_back(40);
	 printVectorInt(v);//10 20 30 40
	
		 //insert(const_iterator pos, int count,ele);
		 //迭代器指向位置pos插入count个元素ele.
		 v.insert(v.begin() + 2, 3, 100);
	 printVectorInt(v);//10 20 100 100 100 30 40
	
		 //尾部删除：pop_back();//删除最后一个元素
		 v.pop_back();//将40删除了
	 printVectorInt(v);//10 20 100 100 100 30
	
		 //erase(const_iterator start, const_iterator end);
		 //删除迭代器从start到end之间的元素
		 v.erase(v.begin() + 2, v.end()-1);
	 printVectorInt(v);//10 20 30
	
		 //erase(const_iterator pos);//删除迭代器指向的元素
		 v.erase(v.begin() + 1);//删除20的位置
	 printVectorInt(v);//10 30
	
		 cout << "size = " << v.size() << ", capacity = " << v.capacity() << endl;
	
		 //clear();//删除容器中所有元素
		 v.clear();
	 printVectorInt(v);//啥也没有
	 cout << "size = " << v.size() << ", capacity = " << v.capacity() << endl;
	 }

        运行效果：

 

                感谢你耐心的看到这里ღ( ´･ᴗ･` )比心，如有哪里有错误请踢一脚作者o(╥﹏╥)o！  

                                 

                                                                 给个三连再走嘛~      

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