C++学习笔记一

前言

说起打算写这篇博客的原因，那可真的是曲折离奇。故事追溯到今天早上，像往常一样，我逃了第一节早课计算机网络安全，老画大饼的课程了来到学校的实验楼这边学习，但是正在第一小节下课时，我的几个线人都说不妙，老师有点名的想法，于是我骑着我的破单车，以一个小时七十码的速度赶往教学楼，幸运的是，最终还是赶上了。但是正是因为太过匆忙，我只带了一串钥匙和手机，啥书都没带，又不想听课(虽然后面看到老师正在讲的是病毒章节的内容，里面讲到的几个点譬如恶意代码的动态反规避和静态反规避技术，有点对应于逆向题的反动态调试和反静态调试)，所以就掏出手机刷刷公众号的内容，然后发现更新了一条关于递归学习的，想到自己那弱鸡的写代码能力，就点进去学习一下。发现挺有不错，里面还对应了力扣的一道题。再之因为自己之前就有打算做做力扣的题目，提高一下自己的代码水平以及算法水平，然后当时就有想法说下午做一下。然后再等到早上第二节课，讲密码学，老师又讲到了递归的内容，所以学习递归的想法就确定了。

然后等到晚上去做完那道力扣，想做做其他题的时候，看到vector这个容器。想到自己之前打比赛的时候遇到了好几次这个东西，但是一直不是很了解，再之自己之前就有想法去学C++,所以就去学习了一下，就当作学习C++的第一个内容吧 。

也许，冥冥中一切都已经有安排了吧。。。。。

C++ Vector容器浅析

什么是vector

向量（Vector）是一个封装了动态大小数组的顺序容器（Sequence Container）。跟任意其它类型容器一样，它能够存放各种类型的对象。可以简单的认为，向量是一个能够存放任意类型的动态数组。

vector是STL中最常见的容器，它是一种顺序容器，支持随机访问。vector是一块连续分配的内存，从数据安排的角度来讲，和数组极其相似，不同的地方就是：数组是静态分配空间，一旦分配了空间的大小，就不可再改变了；而vector是动态分配空间，随着元素的不断插入，它会按照自身的一套机制不断扩充自身的容量。

vector的扩充机制：按照容器现在容量的一倍进行增长。vector容器分配的是一块连续的内存空间，每次容器的增长，并不是在原有连续的内存空间后再进行简单的叠加，而是重新申请一块更大的新内存，并把现有容器中的元素逐个复制过去，然后销毁旧的内存。这时原有指向旧内存空间的迭代器已经失效，所以当操作容器时，迭代器要及时更新。(虽然是一个末流pwn手，但个人感觉这里有点奇妙)

vector的数据结构

vector数据结构，采用的是连续的线性空间，属于线性存储。他采用3个迭代器_First、_Last、_End来指向分配来的线性空间的不同范围，下面是声明3个迭代器变量的源代码。

template<class _Ty, class _A= allocator< _Ty> > 
class vector{ 
    ... 
    protected: 
    iterator _First, _Last, _End; 
};

_First指向使用空间的头部，_Last指向使用空间大小（size）的尾部，_End指向使用空间容量（capacity）的尾部。例如：

int data[6]={3,5,7,9,2,4}; 
vector<int> vdata(data, data+6); 
vdata.push_back(6); 

vector初始化时，申请的空间大小为6，存放下了data中的6个元素。当向vdata中插入第7个元素“6”时，vector利用自己的扩充机制重新申请空间，数据存放结构如图1所示：

简单描述一下。当插入第7个元素“6”时，vector发现自己的空间不够了，于是申请新的大小为12的内存空间（自增一倍），并将前面已有数据复制到新空间的前部，然后插入第7个元素。此时_Last迭代器指向最后一个有效元素，而_End迭代器指向vector的最后有效空间位置。我们利用vector的成员函数size可以获得当前vector的大小，此时为7；利用capacity成员函数获取当前vector的容量，此时为12。

定义方式

• Vector<类型>标识符
• Vector<类型>标识符(最大容量)
• Vector<类型>标识符(最大容量,初始所有值)
• vector<类型>标识符(vector b)//用b向量来创建新向量，整体复制性赋值
• vectora(b.begin(),b.begin+3)//定义了a,值为b中第0个到第2个（共3个）元素
• Vector< vector< int> >v; 二维向量 //这里最外的<>要有空格。否则在比较旧的编译器下无法通过

基本函数实现

1.构造函数

• vector():创建一个空vector
• vector(int nSize):创建一个vector,元素个数为nSize
• vector(int nSize,const t& t):创建一个vector，元素个数为nSize,且值均为t
• vector(const vector&):复制构造函数
• vector(begin,end):复制[begin,end]区间内另一个数组的元素到vector中

2.增加函数

• void push_back(const T& x):向量尾部增加一个元素X
• iterator insert(iterator it,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加一个元素x
• iterator insert(iterator it,int n,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加n个相同的元素x
• iterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last):向量中迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据

3.删除函数

• iterator erase(iterator it):删除向量中迭代器指向元素
• iterator erase(iterator first,iterator last):删除向量中[first,last)中元素
• void pop_back():删除向量中最后一个元素
• void clear():清空向量中所有元素

4.遍历函数

• reference at(int pos):返回pos位置元素的引用
• reference front():返回首元素的引用
• reference back():返回尾元素的引用
• iterator begin():返回向量头指针，指向第一个元素
• iterator end():返回向量尾指针，指向向量最后一个元素的下一个位置
• reverse_iterator rbegin():反向迭代器，指向最后一个元素
• reverse_iterator rend():反向迭代器，指向第一个元素之前的位置

5.判断函数

• bool empty() const:判断向量是否为空，若为空，则向量中无元素

6.大小函数

• int size() const:返回向量中元素的个数
• int capacity() const:返回当前向量所能容纳的最大元素值
• int max_size() const:返回最大可允许的vector元素数量值

7.其他函数

• void swap(vector&):交换两个同类型向量的数据
• void assign(int n,const T& x):设置向量中第n个元素的值为x
• void assign(const_iterator first,const_iterator last):向量中[first,last)中元素设置成当前向量元素

这里说明一点， vector 类是随标准 C++引入的标准库的一部分，使用时需包含头文件：

#include <vector>

vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，如下：

using std::vector;

或者连在一起，使用全名：

std::vector<int> **;

迭代器

其实迭代器是C++容器的概念，并不局限于vector。

迭代器是一个变量，相当于容器和操纵容器的算法之间的中介。迭代器可以指向容器中的某个元素，通过迭代器就可以读写它指向的元素。从这一点上看，迭代器和指针类似。

迭代器分类

迭代器按照定义方式分成以下四种。

1. 正向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::iterator 迭代器名;

2. 常量正向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::const_iterator 迭代器名;

3. 反向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::reverse_iterator 迭代器名;

4. 常量反向迭代器，定义方法如下：
   容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;

迭代器用法

通过迭代器可以读取它指向的元素，*迭代器名就表示迭代器指向的元素。通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。

迭代器都可以进行++操作。反向迭代器和正向迭代器的区别在于：

• 对正向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的后一个元素；
• 而对反向迭代器进行++操作时，迭代器会指向容器中的前一个元素。

迭代器的辅助函数

STL 中有用于操作迭代器的三个函数模板，它们是：

• advance(p, n)：使迭代器 p 向前或向后移动 n 个元素。
• distance(p, q)：计算两个迭代器之间的距离，即迭代器 p 经过多少次 + + 操作后和迭代器 q 相等。如果调用时 p 已经指向 q 的后面，则这个函数会陷入死循环。
• iter_swap(p, q)：用于交换两个迭代器 p、q 指向的值。

注:要使用上述模板，需要包含头文件 algorithm

参考

https://www.runoob.com/w3cnote/cpp-vector-container-analysis.html
https://blog.csdn.net/fanyun_01/article/details/56842637
https://blog.csdn.net/fanyun_01/article/details/56842637