C++ Vector

若尘

关注

发布于: 12 小时前

c++ vector

简介

vector 是顺序容器的一种，vector 是可变长的动态数组（可存放任意类型），支持随机访问迭代器。所有 STL 算法都能对 vector 进行操作，要使用 vector，需要包含头文件 vector
优点
因其拥有一段连续的内存空间，能非常好的支持随即存取，即[]操作符。
根据下标随机访问某个元素的时间是常数，在尾部添加一个元素的时间大多情况下也是常数，总体来说速度很快
缺点
若要表示的向量长度较长（需要为向量内部保存很多数），容易导致内存泄漏，而且效率会很低
在中间插入或删除元素时，因为要移动多个元素，因此速度较慢，平均花费的时间和容器中的元素个数成正比

函数列表

Constructors 构造函数
Operators 对 vector 中的元素赋值或比较
assign() // 对 vector 中的元素赋值
at() // 返回指定元素的位置
back() // 返回最后一个元素
begin() // 返回第一个元素的迭代器
capacity() // 返回 vector 所能容纳的元素数量（在不重新分配内存的情况下）
clear() // 清空所有元素
empty() // 判断 vector 是否为空（空返回 true）
end() // 返回最末元素的迭代器（实指向最末元素的下一个位置）
erase() // 删除指定元素
front() // 返回第一个元素
get_allocator() // 返回 vector 的内存分配器
insert() // 插入元素到 vector 中
max_size() // 返回 vector 所能容纳元素的最大数量（上限）
pop_back() // 移除最后一个元素
push_back() // 在 vector 最后添加一个元素
rbegin() // 返回 vector 尾部的逆迭代器
rend() // 返回 vector 起始的逆迭代器
reserve() // 设置 vector 最小的元素容纳数量
resize() // 改变 vector 元素数量的大小
size() // 返回 vector 元素数量的大小
seap() // 交换两个 vector

函数详解

构造函数
语法：
vector() // 无参构造函数，将容器初始化为空
vector(int n) // 将容器初始化为有 n 个元素
vector(int n, const T & val) // 假定元素类型为 T，此构造函数将容器初始化为有 n 个元素，每个元素的值都是 val
案例

  vector<int> v1(5, 6);  // 构造了包含5个值为6的元素的vector

复制代码

assign 函数
语法：
void assign(input_iterator first, input_iterator last); // 将区间[first, last)的元素赋值到当前 vector
void assign(size_type num, const TYPE & val); // 赋 num 个值为 val 的元素到 vector 中
assign 函数会清除掉为 vector 赋值以前的内容
案例

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;
  int main() {      int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};      int b[2] = {1, 2};      vector<int> v1(a, a + 5), v2(b, b + 2), v3;      vector<int>::iterator iter;            cout<<"v1 = ";      for(iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter ++)          cout<<*iter<<" ";          cout<<endl;                cout<<"v2 = ";      for(iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter ++)          cout<<*iter<<" ";          cout<<endl;                    v2 = v1;      cout<<"v2 = ";      for(iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter ++)          cout<<*iter<<" ";          cout<<endl;                 v2.assign(v1.begin(), v1.end());      cout<<"v2 = ";      for(iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter ++)          cout<<*iter<<" ";          cout<<endl;                 v3.assign(7, 3);      cout<<"v3 = ";      for(iter = v3.begin(); iter != v3.end(); iter ++)          cout<<*iter<<" ";          cout<<endl;                 return 0;  }

复制代码

    v1 = 1 2 3 4 5     v2 = 1 2     v2 = 1 2 3 4 5     v2 = 1 2 3 4 5     v3 = 3 3 3 3 3 3 3

复制代码

at 函数
语法：
TYPE at(size_type loc); // 返回当前 vector 指定位置 loc 的元素的引用
at()函数比[]运算符更安全，at()不会让你访问到 vector 内越界的元素
案例 1

  // 此段代码越界访问，可能导致危险结果  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<int> v;      v.assign(6, 6);      for(int i = 0; i < 10; i ++)          cout<<v[i]<<" ";      cout<<endl;      return 0;  }

复制代码

    6 6 6 6 6 6 135137 0 0 0 - 案例2

复制代码

  // 改良后的代码使用at(), 在越界的时候抛出异常out_of_range  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<int> v;      v.assign(6, 6);      for(int i = 0; i < 10; i ++)          cout<<v.at(i)<<" ";      cout<<endl;      return 0;  }

复制代码

    6 6 6 6 6 6         terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'      what():  vector::_M_range_check    /usercode/script.sh: line 62:    13 Aborted                 $output - < "/usercode/inputFile"

复制代码

erase 函数
语法：
iterator erase(iterator loc); //删除指定位置 loc 的元素
iterator erase(iterator first, iterator last); // 删除区间[first, last)的所有元素
erase 函数返回值是指向删除的最后一个元素的下一位置的迭代器
案例

  // 创建一个vec，置入字母表的前十个字符  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<char> v;      for(int i = 0; i < 10; ++ i)          v.push_back(i + 65);      int size = v.size();            vector<char>::iterator startIterator;      vector<char>::iterator tempIterator;            for(int i = 0; i < size; i ++)      {          startIterator = v.begin();          v.erase(startIterator);                    for(tempIterator = v.begin(); tempIterator != v.end(); tempIterator ++)              cout<<*tempIterator;          cout<<endl;      }      return 0;  }

复制代码

    BCDEFGHIJ    CDEFGHIJ    DEFGHIJ    EFGHIJ    FGHIJ    GHIJ    HIJ    IJ    J

复制代码

get_allocator 函数
语法：
allocator_type get_allocator();
get_allocator() 函数返回当前 vector 的内存分配器.在 STL 里面一般不会 new 或者 alloc 来分配内存，而是通过一个 allocator 对象的相关方法来分配
案例

  vector3(3, 1, v2.get_allocator());  // 把v2的内存分配器作为一个参数参与构造v3. 这样，他们两个用一个内存分配器.

复制代码

### c++中的allocator类#### 概述- 它用于将内存的分配和对象的构造分离开来. 它分配的内存是原始的、未构造的.

复制代码

  allocator<string> alloc;  // 定义了一个可以分配string的allocator对象  auto const p = alloc.allocate(n);  // 分配n个未初始化的string内存，即为n个空string分配了内存，分配的内存是原始的、未构造的

复制代码

#### allocator用法- allocator<T> a  // 定义了一个名为a的allocator对象，它可以为类型T的对象分配内存- a.allocate(n)  // 分配能保存n个类型为T的对象的内存- a.deallocate(p, n)  // 释放T*指针p地址开始的内存，这块内存保存了n个类型为T的对象，p必须是一个先前由allocate返回的指针，且n必须是p创建时所要求的大小，且在调用该函数之前必须销毁在这片内存上创建的对象，这是因为在创建的过程中我们分配的是最原始的内存，所以在释放内存的时候也只能严格释放这片最原始的内存- a.construct(p, args)  // p必须是一个类型为T*的指针，指向一片原始内存，arg将被传递给类型为T的构造函数，用来在p指向的原始内存上构建对象- a.destory(p)  // p为T*类型的指针，用于对p指向的对象执行析构函数
#### 详解- allocate用于分配原始内存  - 正如前面说到，allocate出来的内存是最原始的，未构造的内存. 它的construct成员函数接受一个指针和零个或多个额外的参数，在给定位置构造对象， 额外的参数是用于初始化构造对象的

复制代码

    auto q = p;  // q指向最后构造的元素之后的位置    alloc.construct(q++);  // *q为空字符串    alloc.construct(q++, 10, 'c');  // *q为cccccccccc    alloc.construct(q++, "hi");  // *q为hi

复制代码

  - 用完对象后，必须对这种构造的对象调用destory销毁，它接受一个指针，对指向的对象执行析构函数

复制代码

    while(q != p)      alloc.destory(--q);

复制代码

  循环开始处，q是指向最后构造的元素之后的一个位置，调用destory之前我们先对q进行递减操作，所以第一次调用destory销毁的是最后一个元素，依次执行销毁操作直到q和p相等. 我们只能对真正构造了的元素进行destory操作，一旦元素被销毁，就可以重新使用这部分内存来保存其他string或归还给系统，释放内存通过调用deallocate完成

复制代码

    alloc.deallocate(p, n)

复制代码

  其中p不能为空，必须指向allocate分配的内存，而且大小参数n也必须与调用allocate分配内存时提供的大小参数相等

复制代码

insert 函数
语法：
iterator insert(iterator loc, const TYPE & val); // 在指定位置 loc 前插入值为 val 的元素，返回指向这个元素的迭代器
void insert(iterator loc, size_type num, const TYPE & val); // 在指定位置 loc 前插入 num 个数值为 val 的元素
void insert(iterator loc, input_iterator first, input_iterator last); // 在指定位置 loc 前插入区间[first, last)的所有元素
案例

  // 创建一个vec，置入字母表的前十个字符  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<char> v;      for(int i = 0; i < 10; ++ i)          v.push_back(i + 65);                // 插入4个C到vector中      vector<char>::iterator theIterator = v.begin();      v.insert(theIterator, 4, 'C');            // 显示vector中的内容      for(theIterator = v.begin(); theIterator != v.end(); theIterator ++)          cout<<*theIterator;      cout<<endl;      return 0;  }

复制代码

    CCCCABCDEFGHIJ

复制代码

max_size 函数
语法：
size_type max_size();
max_size() 函数返回当前 vector 所能容纳元素数量的最大值（注：包括可重新分配内存）
pop_back() 函数
语法：
void pop_back(); // 删除当前 vector 最末的一个元素
案例

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<char> v;      for(int i = 0; i < 10; ++ i)          v.push_back(i + 65);               int size = v.size();     vector<char>::iterator theIterator;     for(int i = 0; i < size; i ++){         v.pop_back();      for(theIterator = v.begin(); theIterator != v.end(); theIterator ++)          cout<<*theIterator;      cout<<endl;     }      return 0;  }

复制代码

    ABCDEFGHI    ABCDEFGH    ABCDEFG    ABCDEF    ABCDE    ABCD    ABC    AB    A

复制代码

rbegin 函数
语法：
reverse_iterator rbegin(); // 返回指向当前 vector 末尾的逆迭代器（实际指向末尾的下一位置，而其实际内容为末尾元素的值）
案例

    #include <iostream>    #include <vector>     using namespace std;        int main() {        vector<int> v;        for(int i = 0; i <= 5; i ++)            v.push_back(i);        vector<int>::reverse_iterator pos;        pos = v.rbegin();        for(int i = 0; i <= 5; i ++)        {            cout<<*pos<<" ";            pos++;        }        return 0;    }

复制代码

      5 4 3 2 1 0

复制代码

rend 函数
语法：
reverse_iterator rend(); // 返回指向当前 vector 起始位置的逆迭代器
案例

    #include <iostream>    #include <vector>     using namespace std;        int main() {        vector<int> v;        for(int i = 0; i <= 5; i ++)            v.push_back(i);        vector<int>::reverse_iterator pos;        pos = v.rend();        for(int i = 0; i <= 5; i ++)        {            pos--;            cout<<*pos<<" ";        }        return 0;    }

复制代码

      0 1 2 3 4 5

复制代码

reserve 函数
语法：
void reserve(size_type size); // 设置为当前 vector 预留至少共容纳 size 个元素的空间（注：实际空间可能大于 size）
resize 函数
语法：
void resize(size_type size, TYPE val); // 改变当前 vector 的大小为 size，且对新创建的元素赋值 val
resize 与 reserve 的区别
reserve 是容器预留空间，但并不真正创建元素对象，在创建对象之前，不能引用容器内的元素，因此当加入新的元素时，需要用 push_back()/insert() 函数
resize 是改变容器的大小，并且创建对象，因此，调用这个函数之后，就可以引用容器内的对象了，因此当加入新的对象时，用 operator[]操作符，或者用迭代器来引用元素对象，
resize 就是重新分配大小，reserve 就是预留一定的空间
附：reverse 与 resize 接口源码

  void resize(size_type new_size){    resize(new_size, T());}  void resize(size_type new_size, const & x){    if(new_size < oldsize)      erase(oldbegin + new_size, oldend);  // erase区间范围以外的数据，确保区间以外的数据无效    else      insert(oldend, new size - oldsize, x);  // 填补区间范围内空缺的数据，确保区间内的数据有效

复制代码

- 案例

复制代码

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<int> v;            for(int i = 1; i <= 3; i ++)          v.push_back(i);                v.resize(5, 8);   //多出的两个空间都初始化为8      for(int i = 0; i < v.size(); i ++)  // resize 与 reverse并不会删除原先的元素以释放空间          cout<<v[i];      cout<<endl;            v.reserve(7);  // 新元素还没有构造      for(int i = 0; i < 7; i ++)          cout<<v[i]<<" ";  // 当i > 4。此时不能用[]访问元素      cout<<endl;            cout<<v.size()<<endl;      cout<<v.capacity()<<endl;      return 0;    }

复制代码

    12388    1 2 3 8 8 0 0     5    7

复制代码

size 函数
语法：
size_type size(); // 返回当前 vector 所容纳元素的数量
swap 函数
语法：
void swap(vector & from); // 交换当前 vector 与 vector from 的元素
案例

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main() {      vector<int> v1, v2;            for(int i = 1; i <= 3; i ++){          v1.push_back(i);          v2.push_back(i);      }            v2.push_back(4);      v2.push_back(5);      v1.swap(v2);            for(int j = 0; j < v1.size(); j ++)          cout<<v1[j]<<" ";      cout<<endl;            for(int k = 0; k < v2.size(); k ++)          cout<<v2[k]<<" ";      cout<<endl;            return 0;    }

复制代码

    1 2 3 4 5     1 2 3

复制代码

vector 用法

vector 基本用法案例

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    template<class T>  void PrintVector(const vector <T> & v)  {      // 用于输出vector容器的全部元素的函数模板      typename vector <T>::const_iterator i;  // const_iterator 类型的迭代器只能用于读不能进行重写      // typename 用来说明 vector<T>::const_iterator 是一个类型，在VS中不写也可以      for(i = v.begin(); i != v.end(); i ++)          cout<<*i<<" ";      cout<<endl;  }    int main()  {      int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};      vector<int> v(a, a + 5);  // 将数组a的内容放入v      cout<<"1. "<<v.end() - v.begin()<<endl;  // 两个随机迭代器可以相减      cout<<"2. "; PrintVector(v);      v.insert(v.begin() + 2, 13);  // 在 begin() + 2 位置插入13      cout<<"3. "; PrintVector(v);      v.erase(v.begin() + 2);  // 删除位于 begin() + 2 位置的元素      cout<<"4. "; PrintVector(v);      vector<int> v2(4, 100);  // v2 有4个元素，都是100      v2.insert(v2.begin(), v.begin() + 1, v.begin() + 3);  // 将v的一段插入v2开头      cout<<"5. v2: "; PrintVector(v2);      v.erase(v.begin() + 1, v.begin() + 3);  // 删除v上的一个区间，即[2, 3)      cout<<"6. "; PrintVector(v);            return 0;  }

复制代码

  1. 5  2. 1 2 3 4 5   3. 1 2 13 3 4 5   4. 1 2 3 4 5   5. v2: 2 3 100 100 100 100   6. 1 4 5

复制代码

vector 还可以嵌套以形成可变长的二维数组

  #include <iostream>  #include <vector>   using namespace std;    int main()  {      vector<vector<int> > v(3);  // v3有三个元素，每个元素都是vector容器      for(int i = 0; i < v.size(); i ++)          for(int j = 0; j < 4; j ++)              v[i].push_back(j);                for(int i = 0; i < v.size(); i ++){          for(int j = 0; j < v[i].size(); j ++)              cout<<v[i][j]<<" ";          cout<<endl;      }      return 0;  }

复制代码

  0 1 2 3   0 1 2 3   0 1 2 3 
- 注：  - `vector<vector<int> > v(3);` 定义了一个 vector 容器，该容器中的每个元素都是一个 vector<int> 容器，即可以认为，v是一个二维数组，一共三行，每行都是一个可变长的一维数组   - 在 Dev C++ 中，上面写法中 int 后面的两个`>`之间需要有空格，否则有的编译器会把它们当作`>>`运算符，编译会出错

复制代码

vector 的元素不仅仅可以是 int，double，string，还可以是结构体，但是要注意：结构体定义为全局的，否则会出错
案例

  #include <iostream>  #include <stdio.h>  #include <algorithm>  #include <vector>   using namespace std;    typedef struct rect{      int id;      int length;      int width;            // 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      bool operator < (const rect & a) const      {          if(id != a.id)              return id < a.id;          else          {              if(length != a.length)                  return length < a.length;              else                  return width < a.width;          }      }  }Rect;    int main() {      vector<Rect> vec;      Rect rect;      rect.id = 1;      rect.length = 2;      rect.width = 3;      vec.push_back(rect);      vector<Rect>::iterator it = vec.begin();      cout<<(*it).id<<" "<<(*it).length<<" "<<(*it).width<<endl;            return 0;  }

复制代码

    1 2 3

复制代码

发布于: 12 小时前阅读数: 3

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/e2ebdf033b3c87cd9b26c4281】。文章转载请联系作者。

若尘

关注

还未添加个人签名 2021.01.11 加入

还未添加个人简介

发布

暂无评论

创作场景

C++ Vector

c++ vector

简介

函数列表

函数详解

vector 用法

若尘

评论