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  • 11-vector的使用

    C++ vector用法（详解！！函数，实现）

    原创 2016年09月30日 01:13:40

    １，简述一下vector的基本操作，它的ｓｉｚｅ，capacity（），ｃｌｅａｒ，ｒｅｖｅｒｓｅ，ｒｅｓｅｒｖｅ，

    　　push_back等！！！

    ２，说说，ｖｅｃｔｏｒ的存储特性，是顺序存储还是如同链表般，如果是顺序存储的话，那么是如何执行

    　　ｅｒａｓｅ，ｉｎｓｅｒｔ等函数，？？？（假如后面的空间不够的话，我们需要合理的算法来重新找出一块

    　　相应的空间吗？？？拷贝，回收吗？？？是不是特别麻烦），如果是链式存储的话，那么它又是如何做到快速

    　　的访问的（通过下标来的）！！！

    1 基本操作

    (1)头文件#include<vector>.

    (2)创建vector对象，vector<int> vec;

    (3)尾部插入数字：vec.push_back(a);

    (4)使用下标访问元素，cout<<vec[0]<<endl;记住下标是从0开始的。

    (5)使用迭代器访问元素.

        

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">vector<int>::iterator it;  
    2. for(it=vec.begin();it!=vec.end();it++)  
    3.     cout<<*it<<endl;</span>  

    (6)插入元素：    vec.insert(vec.begin()+i,a);在第i个元素后面插入a;

    (7)删除元素：    vec.erase(vec.begin()+2);删除第3个元素

    　　　　　　　 vec.erase(vec.begin()+i,vec.end()+j);删除区间[i,j-1];区间从0开始

    (8)向量大小:vec.size();

    (9)清空:vec.clear()　　　//清空之后，vec.size()为０

    一个简单的程序：

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">#include<stdio.h>  
    2. #include<vector>  
    3. #include<iostream>  
    4. using namespace std;  
    5. int main()  
    6. {  
    7.         int i=0;  
    8.         vector<int> vec;  
    9.         for(i=0; i<10; i++)  
    10.         {  
    11.                 vec.push_back(i);　　　//10个元素依次进入，结果为10  
    12.         }  
    13.   
    14.         for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)  
    15.         {  
    16.         cout<<"初始化遍历："<<vec[i]<<endl;  
    17.         }  
    18.         //结果为：０，１，２，３，４，５，６，７，８，９  
    19.         vector<int>::iterator it;  
    20.   
    21.         for(it = vec.begin(); it!=vec.end(); it++)  
    22.         {  
    23.         cout<<"迭代遍历："<<*it<<endl;  
    24.         }  
    25. 　　//结果为：０，１，２，３，４，５，６，７，８，９  
    26. 　　 vec.insert(vec.begin()+4,0);  
    27. 　　//结果为:11  
    28.         for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)  
    29.         {  
    30.         cout<<"插入遍历："<<vec[i]<<endl;  
    31.         }  
    32.         //结果为：０，１，２，３，０，４，５，６，７，８，９  
    33.         vec.erase(vec.begin()+2);  
    34.         for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)  
    35.         {  
    36.         cout<<"擦除遍历："<<vec[i]<<endl;  
    37.         }  
    38. 　　//结果为：０，１，３，０，４，５，６，７，８，９  
    39.         vec.erase(vec.begin()+3,vec.begin()+5);  
    40. 　　  
    41.         for(vector<int>::iterator it = vec.begin(); it!=vec.end(); it++)  
    42.         {  
    43.         cout<<"迭代遍历："<<*it<<endl;  
    44.         }  
    45.         return 0;  
    46. }  
    47.   
    48.    
    49. </span>  

    2:

    vector的元素不仅仅可以使int,double,string,还可以是结构体，但是要注意：结构体要定义为全局的，否则会出错。下面是一段简短的程序代码：

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">#include<stdio.h>  
    2. #include<algorithm>  
    3. #include<vector>  
    4. #include<iostream>  
    5. using namespace std;  
    6.   
    7. typedef struct rect  
    8. {  
    9.     int id;  
    10.     int length;  
    11.     int width;  
    12.   
    13. 　　//对于向量元素是结构体的，可在结构体内部定义比较函数，下面按照id,length,width升序排序。  
    14. 　　bool operator< (const rect &a)  const  
    15.     {  
    16.         if(id!=a.id)  
    17.             return id<a.id;  
    18.         else  
    19.         {  
    20.             if(length!=a.length)  
    21.                 return length<a.length;  
    22.             else  
    23.                 return width<a.width;  
    24.         }  
    25.     }  
    26. }Rect;  
    27.   
    28. int main()  
    29. {  
    30.     vector<Rect> vec;  
    31.     Rect rect;  
    32.     rect.id=1;  
    33.     rect.length=2;  
    34.     rect.width=3;  
    35.     vec.push_back(rect);  
    36.     vector<Rect>::iterator it=vec.begin();  
    37.     cout<<(*it).id<<' '<<(*it).length<<' '<<(*it).width<<endl;      
    38.   
    39. return 0;  
    40.   
    41. }</span>  

    3  算法

    (1) 使用reverse将元素翻转：需要头文件#include<algorithm>

         reverse(vec.begin(),vec.end());将元素翻转(在vector中，如果一个函数中需要两个迭代器，

         一般后一个都不包含.)

    (2)使用sort排序：需要头文件#include<algorithm>，

    sort(vec.begin(),vec.end());(默认是按升序排列,即从小到大).

    可以通过重写排序比较函数按照降序比较，如下：

    定义排序比较函数：

    bool Comp(const int &a,const int &b)
    {
        return a>b;
    }
    调用时:sort(vec.begin(),vec.end(),Comp)，这样就降序排序。

    vector ： C++ STL中的顺序容器，封装数组

    1. vector容器的内存自增长 

    与其他容器不同，其内存空间只会增长，不会减小。先来看看"C++ Primer"中怎么说：为了支持快速的随机访

    问，vector容器的元素以连续方式存放，每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下，当vector添加一个元素时，

    为了满足连续存放这个特性，都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间，这样性能难以接受。因此STL实现者在对

    vector进行内存分配时，其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说，vector容器预留了一些额外的存储

    区，用于存放新添加的元素，这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。

    关于vector的内存空间，有两个函数需要注意：size()成员指当前拥有的元素个数；capacity()成员指当前(容器必须分

    配新存储空间之前)可以存储的元素个数。reserve()成员可以用来控制容器的预留空间。vector另外一个特性在于它的

    内存空间会自增长，每当vector容器不得不分配新的存储空间时，会以加倍当前容量的分配策略实现重新分配。例如，

    当前capacity为50，当添加第51个元素时，预留空间不够用了，vector容器会重新分配大小为100的内存空间，作为新

    连续存储的位置。

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">#include <iostream>  
    2. using namespace std;  
    3. #include <vector>  
    4.   
    5. int main()  
    6. {  
    7.         vector<int> arry;  
    8.         //arry.reserve(10);  
    9.         cout << arry.capacity() <<endl;  
    10.         arry.push_back(1);  
    11.         cout<<arry.capacity() <<endl;  
    12.         arry.push_back(2);  
    13.         cout<<arry.capacity() <<endl;  
    14.         arry.push_back(3);  
    15.         cout<<arry.capacity() <<endl;  
    16.   
    17. }  
    18. </span>  
    运行结果：

    当我们将上面的那句注释去掉之后：

    2. vector内存释放

    由于vector的内存占用空间只增不减，比如你首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，留下一个有效元素，但是内存占

    用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的，clear()可以清空所有元素。

    但是即使clear()，vector所占用的内存空间依然如故，无法保证内存的回收。

    如果需要空间动态缩小，可以考虑使用deque。如果非vector不可，可以用swap()来帮助你释放内存。具体方法如下：

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">vector<int> nums;   
    2. nums.push_back(1);  
    3. nums.push_back(1);  
    4. nums.push_back(2);  
    5. nums.push_back(2);   
    6. vector<int>().swap(nums); //或者nums.swap(vector<int> ())</span>  

    或者如下所示，使用一对大括号，意思一样的：
    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">//加一对大括号是可以让tmp退出{}的时候自动析构  
    2. {   
    3.     std::vector<int> tmp =   nums;    
    4.     nums.swap(tmp);   
    5. }  
    6.   
    7. </span>  

     swap()是交换函数，使vector离开其自身的作用域，从而强制释放vector所占的内存空间，总而言之，释放vector内存最简单的方法是vector<int>.swap(nums)。当时如果nums是一个类的成员，不能把vector<int>.swap(nums)写进类的析构函数中，否则会导致double free or corruption (fasttop)的错误，原因可能是重复释放内存。标准解决方法如下：
    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">template < class T >  
    2. void ClearVector( vector< T >& vt )   
    3. {  
    4.     vector< T > vtTemp;   
    5.     veTemp.swap( vt );  
    6. }</span>  

    3. 利用vector释放指针

    如果vector中存放的是指针，那么当vector销毁时，这些指针指向的对象不会被销毁，那么内存就不会被释放。如下面这种情况，vector中的元素时由new操作动态申请出来的对象指针：

    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">#include <vector>   
    2. using namespace std;   
    3.   
    4. vector<void *> v;</span>  

    每次new之后调用v.push_back()该指针，在程序退出或者根据需要，用以下代码进行内存的释放：
    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++)   
    2.     if (NULL != *it)   
    3.     {  
    4.         delete *it;   
    5.         *it = NULL;  
    6.     }  
    7. v.clear();</span>  


    ３，

    vector是线性容器,它的元素严格的按照线性序列排序,和动态数组很相似,和数组一样,它的元素存储在一块连续的存储空间中,这也意味着我们不仅可以使用迭代器(iterator)访问元素,还可以使用指针的偏移方式访问,和常规数组不一样的是,vector能够自动存储元素,可以自动增长或缩小存储空间,

    vector的优点:

    1.       可以使用下标访问个别的元素

    2.       迭代器可以按照不同的方式遍历容器

    3.       可以在容器的末尾增加或删除元素

    和数组相比,虽然容器在自动处理容量的大小时会消耗更多的内存,但是容器能提供和数组一样的性能,而且能很好的调整存储空间大小

    和其他标准的顺序容器相比(deques or lists),能更有效访问容器内的元素和在末尾添加和删除元素,在其他位置添加和删除元素,vector则不及其他顺序容器,在迭代器和引用也不比lists支持的好

    容器的大小和容器的容量是有区别的,大小是指元素的个数,容量是分配的内存大小,容量一般等于或大于容器的大小,vector::size()返回容器的大小,vector::capacity()返回容量值,容量多于容器大小的部分用于以防容器的增加使用,每次重新分配内存都会很影响程序的性能,所以一般分配的容量大于容器的大小,若要自己指定分配的容量的大小,则可以使用vector::reserve(),但是规定的值要大于size()值,

    1.构造和复制构造函数

    explicit vector ( const Allocator& = Allocator() );

    explicit vector ( size_type n, const T& value= T(), const Allocator& = Allocator() );

    template <class InputIterator>

    vector ( InputIterator first, InputIterator last, const Allocator& = Allocator() );

    vector ( const vector<T,Allocator>& x );

    explicit:是防止隐式转换, Allocator是一种内存分配模式,一般是使用默认的

    vector<int> A;  //创建一个空的的容器

    vector<int> B(10,100); //创建一个个元素,每个元素值为

    vector<int> C(B.begin(),B.end()); //使用迭代器,可以取部分元素创建一个新的容器

    vector<int> D(C); //复制构造函数,创建一个完全一样的容器

    2.析构函数

     ~vector()

    销毁容器对象并回收了所有分配的内存

    3.重载了=符号

    vector<int> E;

    E = B; //使用=符号

    B = vector<int>(); //将B置为空容器

    4. vector::begin()  返回第一个元素的迭代器

      函数原型：

      iterator begin ();  //返回一个可变迭代器

    const_iterator begin () const; //返回一个常量的迭代器，不可变

    5.vector::end()  返回的是越界后的第一个位置，也就是最后一个元素的下一个位置

      iterator end ();

    const_iterator end () const;

    6.vector::rbegin() 反序的第一个元素，也就是正序最后一个元素

      reverse_iterator rbegin();

    const_reverse_iterator rbegin() const;

    7.vector::rend() 反序的最后一个元素下一个位置，也相当于正序的第一个元素前一个位置

      reverse_iterator rend();

    const_reverse_iterator rend() const;

    和vector::end()原理一样

    8.vector::size() 返回容器中元素个数

      size_type size() const;

      注意与vector::capacity()的区别

    9.vector::max_size()

      size_type max_size () const;

      返回容器的最大可以存储的元素个数，这是个极限，当容器扩展到这个最大值时就不能再自动增大

    10. vector::resize()

      void resize ( size_type sz, T c = T() );

      重新分配容器的元素个数，这个还可以改容器的容量，如果重新分配的元素个数比原来的小，将截断序列，后面的部分丢弃，如果大于原来的个数，后面的值是c的值，默认为0

    11. vector::capacity()

       size_type capacity () const;

       返回vector的实际存储空间的大小，这个一般大于或等于vector元素个数，注意与size()函数的区别

    12. vector::empty()

       bool empty () const;

       当元素个数为0时返回true，否则为false，根据的是元素个数而不是容器的存储空间的大小

    13. vector::reserve()

       void reserve ( size_type n );

    重新分配空间的大小，不过这个n值要比原来的capacity()返回的值大，不然存储空间保持不变，n值要比原来的实际存储空间大才能重新分配空间，但是最大值不可以大于max_size的值，否则会抛出异常

    14. vector::operator[]  //重载了[]符号

       reference  operator[] ( size_type n );

    const_reference  operator[] ( size_type n ) const;

    实现了下标访问元素

    15. vector::at()

       const_reference at ( size_type n ) const;

       reference at ( size_type n );

       在函数的操作方面和下标访问元素一样，不同的是当这个函数越界时会抛出一个异常out_of_range

    16. vector::front()

       reference front ( );

    const_reference front ( ) const;

    返回第一个元素的值，与begin()函数有区别，begin()函数返回的是第一个元素的迭代器

    17. vector::back()

       reference back ( );

    const_reference back ( ) const;

    同样，返回最后一个元素的值，注意与end()函数的区别

    18. vector::assign()

       template <class InputIterator> void assign ( InputIterator first, InputIterator last );

    void assign ( size_type n, const T& u );

    将丢弃原来的元素然后重新分配元素，第一个函数是使用迭代器，第二个函数是使用n个元素，每个元素的值为u。

    19. vector::push_back()

       void push_back ( const T& x );

       在容器的最后一个位置插入元素x,如果size值大于capacity值，则将重新分配空间

    20. vector::pop_back()

       void pop_back ( );

       删除最后一个元素

    21. vector::insert()

       iterator insert ( iterator position, const T& x );

       void insert ( iterator position, size_type n, const T& x );

    template <class InputIterator>

    void insert ( iterator position, InputIterator first, InputIterator last );

       插入新的元素，

    第一个函数，在迭代器指定的位置前插入值为x的元素

    第二个函数，在迭代器指定的位置前插入n个值为x的元素

    第三个函数，在迭代器指定的位置前插入另外一个容器的一段序列迭代器first到last

    若插入新的元素后总得元素个数大于capacity，则重新分配空间

    22. vector::erase()

       iterator erase ( iterator position );

    iterator erase ( iterator first, iterator last );

    删除元素或一段序列

    23. vector::swap()

       void swap ( vector<T,Allocator>& vec );

       交换这两个容器的内容，这涉及到存储空间的重新分配

    24. vector::clear()

       void clear ( );

       将容器里的内容清空，size值为0，但是存储空间没有改变


    [cpp] view plain copy
     
    1. <span style="font-size:18px;">#include <vector>  
    2. #include <iostream>  
    3. using namespace std;  
    4.   
    5. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
    6. {  
    7.   
    8.         //构造函数,复制构造函数(元素类型要一致),  
    9.     vector<int> A;  //创建一个空的的容器  
    10.     vector<int> B(10,100); //创建一个10个元素,每个元素值为100  
    11.     vector<int> C(B.begin(),B.end()); //使用迭代器,可以取部分元素创建一个新的容器  
    12.     vector<int> D(C); //复制构造函数,创建一个完全一样的容器  
    13.       
    14.           //重载=  
    15.     vector<int> E;  
    16.     E = B;  
    17.    
    18.     //vector::begin()，返回的是迭代器  
    19.      
    20.     vector<int> F(10); //创建一个有10个元素的容器  
    21.            for (int i = 0; i < 10; i++)  
    22.           {  
    23.         F[i] = i;  
    24.           }  
    25.   
    26.     /* 
    27.     vector<int> F; //创建一个空容器 
    28.     for (int i = 0; i < 10; i++) 
    29.     { 
    30.         F.push_back(i); 
    31.     }  
    32.         */  
    33.   
    34.     vector<int>::iterator BeginIter = F.begin();  
    35.     cout << *BeginIter << endl; //输出0  
    36.   
    37.     //vector::end() 返回迭代器  
    38.     vector<int>::iterator EndIter = F.end();  
    39.     EndIter--; //向后移一个位置  
    40.     cout << *EndIter << endl; //输出9  
    41.    
    42.     //vector::rbegin() 返回倒序的第一个元素，相当于最后一个元素  
    43.     vector<int>::reverse_iterator ReverBeIter = F.rbegin();  
    44.     cout << *ReverBeIter << endl; //输出9  
    45.   
    46.     //vector::rend() 反序的最后一个元素下一个位置，也相当于正序的第一个元素前一个位置  
    47.     vector<int>::reverse_iterator ReverEnIter = F.rend();  
    48.     ReverEnIter--;  
    49.     cout << *ReverEnIter << endl; //输出0  
    50.   
    51.     //vector::size() 返回元素的个数  
    52.     cout << F.size() << endl; //输出10  
    53.   
    54.     //vector::max_size()  
    55.     cout << F.max_size() << endl; //输出1073741823，这个是极限元素个数  
    56.   
    57.     //vector::resize()  
    58.     cout << F.size() << endl; //输出10  
    59.     F.resize(5);  
    60.     for(int k = 0; k < F.size(); k++)  
    61.         cout << F[k] << "  "; //输出 0 1 2 3 4  
    62.          cout << endl;  
    63.       
    64.     //vector::capacity()  
    65.     cout << F.size() << endl; //5  
    66.     cout << F.capacity() << endl; //10  
    67.   
    68.     //vector::empty()  
    69.          B.resize(0);  
    70.     cout << B.size() << endl; //0  
    71.     cout << B.capacity() << endl; //10  
    72.     cout << B.empty() << endl; //true  
    73.   
    74.     //vector::reserve() //重新分配存储空间大小  
    75.            cout << C.capacity() << endl; //10  
    76.     C.reserve(4);  
    77.     cout << C.capacity() << endl; //10  
    78.     C.reserve(14);  
    79.     cout << C.capacity() << endl; //14  
    80.   
    81.     //vector::operator []  
    82.     cout << F[0] << endl; //第一个元素是0  
    83.   
    84.     //vector::at()  
    85.     try  
    86.     {  
    87.       cout << "F.size = " << F.size() << endl; //5  
    88.            cout << F.at(6) << endl; //抛出异常  
    89.     }  
    90.     catch(out_of_range)  
    91.     {      
    92.        cout << "at()访问越界" << endl;  
    93.     }  
    94.   
    95.     //vector::front() 返回第一个元素的值  
    96.            cout << F.front() << endl; //0  
    97.   
    98.     //vector::back()  
    99.     cout << F.back() << endl; //4  
    100.   
    101.     //vector::assign()  
    102.     cout << A.size() << endl; //0  
    103.     vector<int>::iterator First = C.begin();  
    104.     vector<int>::iterator End = C.end()-2;  
    105.     A.assign(First,End);  
    106.     cout << A.size() << endl; //8  
    107.     cout << A.capacity() << endl; //8  
    108.   
    109.     A.assign(5,3); //将丢弃原来的所有元素然后重新赋值  
    110.     cout << A.size() << endl; //5  
    111.     cout << A.capacity() << endl; //8  
    112.   
    113.     //vector::push_back()  
    114.     cout << *(F.end()-1) << endl; //4  
    115.     F.push_back(100);  
    116.     cout << *(F.end()-1) << endl; //100  
    117.   
    118.     //vector::pop_back()  
    119.     cout << *(F.end()-1) << endl; //100  
    120.     F.pop_back();  
    121.     cout << *(F.end()-1) << endl; //4  
    122.   
    123.     //vector::swap()  
    124.     F.swap(D); //交换这两个容器的内容  
    125.     for(int f = 0; f < F.size(); f++)  
    126.         cout << F[f] << " ";  
    127.     cout << endl;  
    128.     for (int d = 0; d < D.size(); d++)  
    129.         cout << D[d] << " ";  
    130.          cout << endl;  
    131.     //vector::clear()  
    132.     F.clear();  
    133.     cout << F.size() << endl;     //0  
    134.     cout << F.capacity() << endl; //10  
    135.   
    136.     return 0;  
    137. }  
    138.   
    139.   
    140. </span>  
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