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  • vector容器

    1、vector

    (1)定义

    vector是C++标准模板库中的部分内容,它是一个多功能的,能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。

    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,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

    (2)底层实现

    在内存中分派一块连续的内存空间进行存储。支持不指定vector大小的存储

    STL内部实现时,首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储,即capacity()函数返回的大小,当超过分配的空间时再整体重新分配一块内存存储,这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉(实际上是对于大数据存储是自动重新分配了)。通常默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。

     

    很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据,vector里面的数据是动态分配的,使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据,你可以使用empty()。获取vector的大小,可以使用size()。

    例如,如果你想获取一个vectorv的大小,但不知道它是否为空,或者已经包含了数据,如果为空想设置为-1,你可以使用下面的代码实现:

    int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

    (3)使用 

    为了可以使用vector,必须在你的头文件中包含下面的代码:

    #include <vector>

    vector属于std命名域的,因此需要通过命名限定,如下完成你的代码:

    using std::vector;
    vector<int> vInts;

    或者连在一起,使用全名:

    std::vector<int> vInts;

    建议使用全局的命名域方式:

    using namespace std;

    (4)特点

    优点:(1)随机存取,即[]操作和vector.at();

              (2)动态操作,push_back()与pop_back();

              (3)自动调整内存,节省空间。

    ‍缺点:(1)实现插入与删除操作效率低;

              (2)只能在尾部插入与删除,在头部插入与删除消耗时间规模与容器大小成正比;

              (3)当动态添加的数据超过默认内存大小时,要进行整体的重新分配,拷贝与释放。

    (5)vector VS 数组

    数组:

    分配的是静态空间,一般分配了就不可以改变,就像我们熟知的定义了一个数组,那么数组的长度就不可以改变了。

    不可以进行越界访问,但是编译器不检查越界,这一点在我们编程的时候要尤为注意(常见错误!)。一般申请的数组长度不能满足我们的要求了,我们要重新申请大一点数组,然后把原数组中数据复制过来。

    vector:

    分配的是动态空间,即:我们发现在声明vector容器的时候也可以不指定容器的大小,vector是随着元素的加入,空间自动扩展的。

    但是,我们必须要负责任的肯定vector分配的空间是连续的,也就是支持数组中的下标随机访问,实际上vector的实现机制是:预留一部分空间,而且预留空间的大小是按一定比率增长的,如果空间不够用的话,要保证连续,就必须重新new一片空间,然后将原有元素移动到新空间,同时预留新的空间(并且新分配的空间比原来分配的空间),最后将原来的那部分空间释放掉。这样预留空间的好处就是不用每次向vector中加元素都重新分配空间。

    2、vector成员函数

    (1)构造函数、析构函数

    /*创建与销毁*/
    vector<Elem> c
    //创建一个空的vector。
    vector <Elem> c1(c2)
    //复制一个vector。
    vector <Elem> c(n)
    //创建一个vector,含有n个数据,数据均已缺省构造产生。
    vector <Elem> c(n, elem)
    //创建一个含有n个elem拷贝的vector。
    vector <Elem> c(beg,end)
    //创建一个以[beg;end)区间的vector。
    c.~ vector <Elem>()
    //销毁所有数据,释放内存。

    示例:

    vector<Widget> vWidgets(500);
    //创建一个包含500个Widget类型数据的vector:
    vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));
    //创建一个包含500个Widget类型数据的vector,并且都初始化为0:
    vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);
    //创建一个Widget的拷贝

    (2)赋值操作

    /*赋值操作*/
    c.assign(beg,end)
    //将[beg; end)区间中的数据赋值给c
    c.assign(n,elem)
    //将n个elem的拷贝赋值给c

    示例:

    vector<int> v1,v2;
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v2.push_back(30);
    v2.assign(v1.begin(),v1.end());
    
    vector<int> v;
    v.assign(5,10);//往v里放5个10

    (3)插入操作

    /*插入操作*/
    c.insert(pos,elem)
    //在pos位置插入一个elem拷贝,传回新数据位置/返回插入的值的迭代器。
    c.insert(pos,n,elem)
    //在pos位置插入n个elem数据。无返回值。
    c.insert(pos,beg,end)
    //在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。
    
    c.push_back(elem)
    //在尾部加入一个数据。
    //vector添加数据的缺省方法是push_back()

    示例:

    vector<int> v;
    v.insert(v.begin(),10);
    v.insert(v.begin(),2,20);
    v.insert(v.begin(),v1.begin(),v1.begin()+2);
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    if(!vec.empty()){
        cout << “the first number is:” << v.front() << endl;
        cout << “the last number is:” << v.back() << endl;
    }

    (4)删除操作

    /*删除操作*/
    c.clear()
    //移除容器中所有数据
    
    c.erase(pos)
    //删除pos位置的数据,传回下一个数据的位置
    c.erase(beg,end)
    //删除[beg,end)区间的数据,传回下一个数据的位置
    
    c.pop_back()
    //删除最后一个数据。
    
    remove(num);
    //删除链表中匹配num的元素。
    remove_if(comp);
    //删除条件满足的元素,参数为自定义的回调函数。
    
    unique();
    //删除相邻的元素

    示例:

    vector<int>::iterator it;
    for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
        cout << *it << "	";
    }
    v.clear();
    for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
        cout << *it << "	";
    }
    cout << endl;
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.erase(v.begin());
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.erase(v.begin(),v.end());

    (5)定位操作

    /*定位操作*/
    使用两种方法来访问vector。
    1、vector::at()
    2、vector::operator[]
    operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选,因为at()进行了边界检查,如果访问超过了vector的范围,将抛出一个例外。
    由于operator[]容易造成一些错误,所有我们很少用它。
    c.at(idx)
    //传回索引idx所指的数据,如果idx越界,抛出out_of_range
    
    c.back()
    //传回最后一个数据,不检查这个数据是否存在
    c.begin()
    //传回迭代器重的可一个数据
    c.end()
    //指向迭代器中的最后一个数据地址
    c.front()
    //传回第一个数据
    
    c.rbegin()
    //传回一个逆向队列的第一个数据。
    c.rend()
    //传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。
    c.max_size()
    //返回容器中最大数据的数量
    
    reverse();
    //反转链表

    示例:

    vector<int> v;
    v.reserve(10);
     
    for(int i=0; i<7; i++)
        v.push_back(i);
     
    try
    {
     int iVal1 = v[7];  // not bounds checked - will not throw
     int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range
    }
    catch(const exception& e)
    {
     cout << e.what();
    }
    /*
    我们使用reserve()分配了10个int型的空间,但并不没有初始化。 
    */
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    vector<int>::iterator it;
    for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
        cout << *it << "	";
    }
    cout << endl;
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    vector<int>::reverse_iterator it;
    for(it = v.rbegin();it!=v.rend();it++){
        cout << *it << "	";
    }
    cout << endl;

    (6)数据大小

    /*大小*/
    c.capacity()
    //返回容器中数据个数
    
    c.empty()
    //判断容器是否为空
    
    c.resize(num)
    //重新指定队列的长度。
    
    c.reserve()
    //保留适当的容量。
    c.size()
    //返回容器中实际数据的个数。

    示例:

    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    cout << v.capacity() << endl;  // 1
    v.push_back(2);
    cout << v.capacity() << endl;  // 2
    v.push_back(3);
    cout << v.capacity() << endl; // 4
    
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    if(!v.empty()){
        cout << "v is not empty!" << endl;        
    }

    (7)交换操作

    /*交换操作*/
    c1.swap(c2)
    //将c1和c2元素互换。
    swap(c1,c2)
    //同上操作。

    示例:

    vector<int> v1,v2,v3;
    v1.push_back(10);
    v2.swap(v1);
    swap(v3,v1);

    (8)排序

    c.sort()       
    //将链表排序,默认升序
    c.sort(comp)       
    //自定义回调函数实现自定义排序
    

      

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