STL vector向量容器类型

一、概述

写在前面，更多详细的STL容器请看 https://www.cnblogs.com/fusiwei/p/11823234.html 

C++内置的数组支持容器的机制，但是它不支持容器抽象的语义(类模板，可以填充任意数据类型)。要解决此问题我们自己实现这样的类。在标准C++中，用容器向量（vector）实现。

容器向量也是一个类模板。vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，但一个容器中的对象必须是同一种类型。简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。

1.vector是表示可变大小数组的序列容器。就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素，因此可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。

2.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。时间开销大！，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。

3.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。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。

4.与其它动态序列容器相比（deques，lists and forward_lists），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。    对于不在未尾的删除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。

5.数组跟vector的区别在于：数组是静态分配空间，一旦分配了空间的大小，就不可以再改变了，例如,int a[6];而vector是动态分配内存，随着元素的不断插入，会不断扩充自身的容量，vector容器的容量增长是按照容器现在容量的一倍进行增长。

6.vector是一个类模板，不是一种数据类型。可用来定义任意多种数据类型。vector类型的每一种都指定了其保存元素的类型。因此vector <int >等都是数据类型。

使用vector 必须包含相关的头文件：#include <vector>

使用vector有两种不同的形式，即所谓的数组习惯和 STL习惯。

一、数组习惯用法

1. 定义一个已知长度的 vector ：

　　vector<int> ivec( 10 );  //类似数组定义int iarr[ 10 ];

　　可以通过ivec[索引号] 来访问元素

　　if ( ivec.empty() )判断是否是空，

　　ivec.size()判断向量中元素个数。

 

2. vector的元素被初始化为与其类型相关的缺省值：算术和指针类型的缺省值是 0，对于class 类型，缺省值可通过调用这类的缺省构造函数获得，我们还可以为每个元素提供一个显式的初始值来完成初始化，例如  

vector< int > ivec( 10, -1 ); 定义了 ivec 它包含10个int型的元素 每个元素都被初始化为-1 

 

对于内置数组 我们可以显式地把数组的元素初始化为一组常量值，例如 ： 
int ia[ 6 ] = { -2, -1, 0, 1, 2, 1024 };

不能显式地初始化 vector ，但是可以将 vector 初始化为一个已有数组的全部或一部分，只需指定希望被用来初始化 vector 的数组的开始地址（数组名）以及数组最末元的下一位置(数组名+数组长度)来实现，例如：  

vector< int > ivec( ia, ia+6 );  // 把 ia 的 6 个元素拷贝到 ivec 中 

被传递给ivec 的两个指针标记了用来初始化对象的值的范围，第二个指针总是指向要拷贝的末元素的下一位置，标记出来的元素范围也可以是数组的一个子集，例如 :

vector< int > ivec( &ia[ 2 ], &ia[ 5 ] );// 拷贝 3 个元素 ia[2], ia[3], ia[4] 

3. 与数组不同 ，vector 可以被另一个 vector 初始化或被赋给另一个 vector

例如  

vector< string > svec; 
void init_and_assign() 
{ 
    // 用另一个 vector 初始化一个 vector 
    vector< string > user_names( svec ); 
 
    // 把一个 vector 拷贝给另一个 vector 
    svec = user_names; 
}

 

二、STL习惯用法(推荐)

我们不是定义一个已知大小的 vector，而是定义一个空 vector  

vector< string > text;

 

1. 我们向 vector 中插入元素，而不再是索引元素，以及向元素赋值，而是 push_back()操作，就是在 vector 的后面插入一个元素

例如  

string word; 
while ( cin >> word ) { 
text.push_back( word ); // while 循环从标准输入读入一个字符串序列并每次将一个字符串插入到 vector 中

}

虽然我们仍可以用下标操作符来迭代访问元素  

cout << "words read are: 
"; 
 
for ( int ix = 0; ix < text.size(); ++ix ) 
      cout << text[ ix ] << ' '; 
 
cout << endl; 

但更典型的做法是使用 vector 操作集中的begin()和 end()所返回的迭代器iterator  

cout << "words read are: 
"; 
 
for ( vector<string>::iterator it = text.begin();   it != text.end();   ++it ) 
           cout << *it << ' '; 
 
cout << endl 

iterator 迭代器是标准库中的类，它具有指针的功能 

*it; 
对迭代器解引用，并访问其指向的实际对象  
++it;

向前移动迭代器 it 使其指向下一个元素  

可以使用下标直接访问vector中的元素 

2. 注意 不要混用这两种习惯用法， 例如，

下面的定义  

vector< int > ivec; 

定义了一个空vector 再写这样的语句  

ivec[ 0 ] = 1024; 

就是错误的 ，因为 ivec 还没有第一个元素，我们只能索引 vector 中已经存在的元素。

3. 类似地 当我们用一个给定的大小定义一个 vector 时，例如  ：

vector<int> ia( 10 ); 

任何一个插入操作都将增加vector 的大小，而不是覆盖掉某个现有的元素

这看起来好像是很显然的，但是 下面的错误在初学者中并不少见 ：

const int size = 7; 
int ia[ size ] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8 }; 
vector< int > ivec( size ); //定义一个大小为7的数组
 
for ( int ix = 0; ix < size; ++ix ) 
    ivec.push_back( ia[ ix ]); 

程序结束时ivec 包含 14 个元素, ia 的元素从第八个元素开始插入。因此尽量定义一个空的vector容器

 参考

https://www.cnblogs.com/charley_yang/archive/2010/12/11/1903040.html 

三、vector的方法和属性

（1）标运算符 [ ]返回容器某一元素

（2）front()返回当前vector容器中起始元素的引用。 back()返回当前vector容器中末尾元素的引用。

（3）inset（）插入指定位置

（4）push_back() 、pop_back() 添加、删除最后一个元素 (没有append方法！！！！！！！)

 遍历向量容器

vec.begin() 返回一个当前vector容器中起始元素的迭代器。vec.end() 返回一个当前vector容器中末尾元素的迭代器。而迭代器类似指针

vec.size()  获得向量的实际长度

for ( vector<string>::iterator it = text.begin();   it != text.end();   ++it ) 
           cout << *it <<endl; 

swap(vec[0],vec[1]) 交换两个元素的值

sort(vec.begin(),vec.end())  为向量排序，默认升序， 需要导入#include<algorithm>

　　sort(v.begin(), v.end(),less<int>());//升序

　　sort(v.begin(), v.end(),greater<int>());//降序

 vec.clear()  清空vector中的数据

清空元素的方法：

https://www.cnblogs.com/zhanggaofeng/p/9338681.html 

二维向量赋值、遍历方法

https://www.cnblogs.com/wujufengyun/p/6760664.html 

更多用法

https://www.csdn.net/gather_2f/Mtzakg5sMzgtYmxvZwO0O0OO0O0O.html 

 

四、后期总结

typedef vector<int> vec; //起别名，方便阅读和操作,代表一维向量类型

typedef vector<vec> mat; //代表二维矩阵类型

vec(n,0)；//初始化一个大小为n的一维向量为0

mat Mat(n,vec(n,0)); //初始化n阶矩阵全为0

为二维矩阵填充值（不是输入，输入容易，大小确定直接cin）

 　　　　　　mat M;//矩阵类型
            vec tmp;//填充行
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                for (int j = 0; j < n; ++j) {
                    tmp.push_back(0);   //注意！没有append方法！！！向后填充只有push_back 
                }
                M.push_back(tmp);
                tmp.clear();//清空，为下一次填充做准备！
            }