C++教程:C++向量講解

2020-05-23 14:26:11

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供稿：網(wǎng)友

向量（Vector）是一個(gè)深?yuàn)W的詞。不過(guò)這里的向量不是數(shù)學(xué)里的向量，也不是物理里的向量。在C++中的向量，就是一個(gè)存放數(shù)據(jù)的地方，類(lèi)似于一維數(shù)組和鏈表。

向量的性能

在第九章末尾，我們介紹了數(shù)組存儲(chǔ)和鏈表存儲(chǔ)的優(yōu)缺點(diǎn)。數(shù)組的缺點(diǎn)是分配空間不靈活；鏈表的缺點(diǎn)是無(wú)法通過(guò)下標(biāo)快速找到結(jié)點(diǎn)。然而這里介紹的向量卻吸收了這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能較高。

向量的分配空間是會(huì)隨著數(shù)據(jù)的量而變化的，如果空間不夠，那么向量的空間會(huì)自動(dòng)增長(zhǎng)。類(lèi)似于數(shù)組，我們也可以通過(guò)下標(biāo)來(lái)訪問(wèn)向量中的數(shù)據(jù)元素，增快找到數(shù)據(jù)的速度。

萬(wàn)用的模板

在編寫(xiě)鏈表程序的時(shí)候，我們一定有這樣的困惑：鏈表里面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類(lèi)型可能是各種各樣的，難道我們要為各種數(shù)據(jù)類(lèi)型都寫(xiě)一個(gè)鏈表程序么？我們能不能寫(xiě)一個(gè)萬(wàn)用的鏈表程序呢？
在PowerPoint之類(lèi)的軟件中，有一種模板功能。模板提供的文檔框架是基本完整的，我們只需要在一些地方填寫(xiě)上自己需要的內(nèi)容，就是一個(gè)完整的文檔。在C++中，也有這么一種模板（Template），我們只需要在使用之前填寫(xiě)自己需要的數(shù)據(jù)類(lèi)型，就是一個(gè)完整的程序。我們把具有模板功能的類(lèi)稱(chēng)為模板類(lèi)，向量就是一個(gè)模板類(lèi)。在這一節(jié)，我們只需要了解如何使用向量這個(gè)模板類(lèi)。關(guān)于更多模板的知識(shí)，將在后面的章節(jié)再作介紹。

在上一節(jié)中，我們不難看出創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的方法是：
類(lèi)名對(duì)象名（初始化數(shù)據(jù)）；
而創(chuàng)建一個(gè)模板類(lèi)對(duì)象的方法是：
類(lèi)名<數(shù)據(jù)類(lèi)型列表> 對(duì)象名（初始化數(shù)據(jù)）；
即在類(lèi)名之后填寫(xiě)數(shù)據(jù)類(lèi)型，來(lái)創(chuàng)造一個(gè)符合自己需要的對(duì)象。

對(duì)向量的操作

同字符串一樣，向量也有著自己的各種操作。下表就是向量常用的一些操作：

由于涉及迭代器（Iterator）的知識(shí)，我們無(wú)法學(xué)習(xí)向量的插入數(shù)據(jù)和刪除數(shù)據(jù)操作。有興趣的讀者可以去看一下《C++ Primer》的相關(guān)章節(jié)。

下面我們用向量來(lái)解決習(xí)題9.6.2，模擬一下棧操作：（程序13.4）
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
vector<char> stack(0);//新建一個(gè)名為stack的存放字符數(shù)據(jù)的向量，初始元素個(gè)數(shù)為0
char temp;
cout <<"請(qǐng)輸入指令：" <<endl;
do
{
cin >>temp;
if (temp!='#')
{
if (temp!='$')
{
stack.push_back(temp);//模擬壓棧操作
}
else
{
stack.pop_back();//模擬退棧操作
}
}
}while (temp!='#');
for (int i=0;i<stack.size();i++)
cout <<stack[i];//可以用下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)據(jù)元素
cout <<endl;
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：
請(qǐng)輸入指令：
ABC$DEFG$$$HIJ$KLM$#
ABDHIKL

不難發(fā)現(xiàn)，用現(xiàn)成的向量來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬棧的功能非常方便。我們不需要研究壓棧和退棧的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方法，而只需要知道何時(shí)操作就行了。

讀到這里，可能你還沒(méi)有完全明白到底什么是類(lèi)，什么是對(duì)象，甚至搞不清創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，對(duì)象名旁邊的括號(hào)里面應(yīng)該填什么。沒(méi)關(guān)系，這些都不是本章所要掌握的內(nèi)容。你只要會(huì)照貓畫(huà)虎地使用字符串和向量就可以了。

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