關于STL中vector容器的一些總結

2020-01-26 15:49:17

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1.vector的簡單介紹

vector作為STL提供的標準容器之一，是經常要使用的，有很重要的地位，并且使用起來也是灰常方便。vector又被稱為向量，vector可以形象的描述為長度可以動態改變的數組，功能和數組較為相似。實際上更專業的描述為：vector是一個多功能的，能夠操作多種數據結構和算法的模板類和函數庫，vector之所以被認為是一個容器，是因為它能夠像容器一樣存放各種類型的對象，簡單地說，vector是一個能夠存放任意類型的動態數組，能夠增加和壓縮數據。（注：STL的容器從實現的角度講可以說是類模板（class teplate）。）

那么vector和數組的主要區別是什么呢？？這對于理解vector是很有幫助的~~~~

數組：分配的是靜態空間，一般分配了就不可以改變，就像我們熟知的定義了一個數組，那么數組的長度就不可以改變了，我們也不可以進行越界訪問，但是編譯器不檢查越界，這一點在我們編程的時候要尤為注意（很多都可能會煩這樣的錯誤?。。?。一般申請的數組長度不能滿足我們的要求了，我們要重新申請大一點數組，然后把原數組中數據復制過來。

vector：分配的是動態空間，即：我們發現在聲明vector容器的時候也可以不指定容器的大小，vector是隨著元素的加入，空間自動擴展的。但是，我們必須要負責任的肯定vector分配的空間是連續的，也就是支持數組中的下標隨機訪問，實際上vector的實現機制是：預留一部分空間，而且預留空間的大小是按一定比率增長的，如果空間不夠用的話，要保證連續，就必須重新new一片空間，然后將原有元素移動到新空間，同時預留新的空間（并且新分配的空間比原來分配的空間），最后將原來的那部分空間釋放掉。這樣預留空間的好處就是不用每次向vector中加元素都重新分配空間。

2.vecotr容器中常用的函數

2.1.vector容器的構造函數

vector容器的聲明方式主要包括一下幾種：

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vector<Elem> v ，創建一個空的vector。

vector <Elem> v1(v) ，復制一個vector。

vector <Elem> v(n) ，創建一個vector，含有n個數據，數據均已缺省構造產生。

vector <Elem> v(n, elem) ，創建一個含有n個elem拷貝的vector。

vector <Elem> v(beg,end) ，創建一個以[beg;end)區間的vector。

v.~ vector <Elem>() ，銷毀所有數據，釋放內存。

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下面用一段代碼來演示幾種常用的聲明vector的的方式：

復制代碼代碼如下:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int>::iterator iter;
    //第一種方式
    vector<int> v1;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    cout<<"第一種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //第二種方式
    vector<int> v2(v1);
    cout<<"第二種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v2.begin() ; iter != v2.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //第三種方式
    vector<int> v3(3);
    cout<<"第三種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v3.begin() ; iter != v3.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //第四種方式
    vector<int> v4(3,4);
    cout<<"第四種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v4.begin() ; iter != v4.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //第五種方式
    vector<int> v5(v1.begin(),v1.end()-1);
    cout<<"第五種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v5.begin() ; iter != v5.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //第六種方式
    int a[] = {1,2,3,4};
    vector<int> v6(a+1,a+2);
    cout<<"第六種方式的輸出結果："<<endl;
    for(iter = v6.begin() ; iter != v6.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    //
    v6.~vector<int>();
    cout<<"釋放內存后的結果是："<<endl;
    for(iter = v6.begin() ; iter != v6.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

運行結果：

小結：注意這種：vector <Elem> c(beg,end)聲明方式，創建一個和[beg;end)區間元素相同的vector，一定要注意是左閉右開區間，同時需要說的是，STL中不論是容器還是算法都是采用的這種左閉右開區間辦事的，包括v.end()函數也是返回的vector末端的下位置，相當于int a[n]的a[n]，并不能訪問~~~

2.2.vector中其他常用的函數用法

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v.assign(beg,end) , 將[beg; end)區間中的數據賦值給v。

v.assign(n,elem) , 將n個elem的拷貝賦值給v。

v.at(idx) , 傳回索引idx所指的數據，如果idx越界，拋出out_of_range。

v.begin() , 傳回迭代器重的可一個數據。

v.capacity() , 返回容器中數據個數。

v.clear() , 移除容器中所有數據。

v.empty() , 判斷容器是否為空。

v.end() , 指向迭代器中的最后一個數據地址。

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用上面提到的函數寫一個程序演練一下吧：

復制代碼代碼如下:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int>::iterator iter;
    vector<int>v1;
    int a[] = {1,2,3,4};

    //程序段1，練習assign(n,t)
    v1.assign(3,2);
    cout<<"vector 中的元素：";
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;

    //程序段2，練習assign(beg,end)
    v1.assign(a,a+4);
    cout<<"vector 的長度是："<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"vector 中的元素：";
    for(int i = 0 ; i < 4 ; ++i)
    {
        cout<<v1.at(i)<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;

    //程序段3，練習clear()函數和enpty()函數
    v1.clear();
    if(v1.empty())
    {
        cout<<"vector為空!!!"<<endl;
    }

return 0;
}

運行結果：

小結：關于assign函數，對vector變量進行賦值，并且能夠自動完成vector大小的修改。

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v.insert(pos,elem)　　　　　　在pos位置插入一個elem拷貝，傳回新數據位置（位置指傳回地址值）。

v.insert(pos,n,elem)　　　　　　在pos位置插入在[beg,end)區間的數據。無返回值。

v.insert(pos,beg,end)　　　　在pos位置插入n個elem數據。無返回值。

v.erase(pos)　　　　　　　　　刪除pos位置的數據，傳回下一個數據的位置。

v.erase(beg,end)　　　　　　　刪除[beg,end)區間的數據，傳回下一個數據的位置。

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看看vector中的元素的插入和刪除操作吧：

復制代碼代碼如下:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    int a[] = {2,3,4};
    vector<int> v1;
    vector<int>::iterator iter;

    //演示insert函數
    v1.insert(0,1);
    v1.insert(v1.begin()+1,a,a+3);
    v1.insert(v1.begin()+4,2,5);
    cout<<"vector中的數據：";
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;
    //演示erase函數
    v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2);
    v1.erase(v1.begin()+1);
    cout<<"vector中的數據：";
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;
    return 0;
}

運行結果：

小結：注意插入和刪除操作的pos參數用迭代器傳入的。還要注意幾種insert函數的返回值。

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v.capacity() 　　　　返回容器中數據個數。

v.size()　　　　　　返回容器中實際數據的個數。

v.reserve()　　　　　保留適當的容量。

v.resize(num) 　　　重新指定隊列的長度。

v.max_size() 　　返回容器中最大數據的數量。

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復制代碼代碼如下:

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    vector<int> v1(4,1);
    vector<int>::iterator iter;
    cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
    cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;

    //使用reserve函數
    v1.reserve(6);
    cout<<endl;
    cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
    cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;
    cout<<"vector中的元素是 : ";
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;

    //使用resize函數
    v1.resize(6,2);
    cout<<endl;
    cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
    cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
    cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;
    cout<<"vector中的元素是 : ";
    for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
    {
        cout<<*iter<<" ";
    }
    cout<<endl<<endl;
    return 0;
}

輸出結果:

小結：vector 的reserve增加了vector的capacity，但是它的size沒有改變！而resize改變了vector的capacity同時也增加了它的size！這是因為：（1）reserve是為容器預留空間，但在空間內不真正創建元素對象，所以在沒有添加新的對象之前，不能引用容器內的元素。加入新的元素時，要調用push_back()/insert()函數。（2）resize則是改變容器的大小，且在創建對象，因此，調用這個函數之后，就可以引用容器內的對象了，因此當加入新的元素時，用operator[]操作符，或者用迭代器來引用元素對象。此時再調用push_back()函數，是加在這個新的空間后面的。

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c.rbegin()　　　　　　傳回一個逆向隊列的第一個數據。

c.rend()　　　　　　傳回一個逆向隊列的最后一個數據的下一個位置。

c.pop_back()　　　　刪除最后一個數據。

c.push_back(elem) 　在尾部加入一個數據。

c.front()　　　　　　傳回地一個數據。

c.back() 　　　　　　傳回最后一個數據，不檢查這個數據是否存在。

c1.swap(c2) 　　　　將c1和c2元素互換。

swap(c1,c2)　　　　同上操作。

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這幾個函數就比較簡單了，這里就不寫程序了，有興趣自己練一下吧?。。?BR>

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