[C++ STL] vector使用详解

时间:2022-07-29 04:19:04

一、vector介绍:

vector(向量): 是一种序列式容器,事实上和数组差不多,但它比数组更优越。一般来说数组不能动态拓展,因此在程序运行的时候不是浪费内存,就是造成越界。而vector正好弥补了这个缺陷,它的特征是相当于可分配拓展的数组(动态数组),它的随机访问快,在中间插入和删除慢,但在末端插入和删除快。


二、用法

1、头文件

#include <vector>
//vector属于std命名域的,因此需要通过命名限定,例如using std::vector;

2、定义及初始化

vector<int> a; //定义一个int类型的向量a
vector<int> a(10); //定义一个int类型的向量a,并设置初始大小为10
vector<int> a(10, 1); //定义一个int类型的向量a,并设置初始大小为10且初始值都为1
vector<int> b(a); //定义并用向量a初始化向量b
vector<int> b(a.begin(), a.begin()+3); //将a向量中从第0个到第2个(共3个)作为向量b的初始值

除此之外,还可以直接使用数组来初始化向量:

int n[] = {1, 2, 3, 4, 5} ;
vector<int> a(n, n+5) ;              //将数组n的前5个元素作为向量a的初值
//说明:当然不包括arr[4]元素,末尾指针都是指结束元素的下一个元素,
//这个主要是为了和vec.end()指针统一。
vector<int> a(&n[1], &n[4]) ;        //将n[1]、n[2]、n[3]作为向量a的初值

3、基本操作

(1) 容量函数

  • 容器大小: vec.size();
  • 容器容量: vec.capacity(); //指在发生realloc前能允许的最大元素数,即预分配的内存空间,与size()不同
  • 容器最大容量: vec.max_size();
  • 更改容器大小: vec.resize();
  • 容器判空: vec.empty();
  • 减少容器大小到满足元素所占存储空间的大小: vec.shrink_to_fit();
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i<6; i++)
    {
        vec.push_back(i);
    }

    cout << "元素大小: " << vec.size() << endl;
    cout << "元素容量: " << vec.capacity() << endl;
    cout << "元素最大容量: " << vec.max_size() << endl;
    vec.resize(0); //更改元素大小
    cout << "元素大小: " << vec.size() << endl;
    if (vec.empty())
        cout << "元素为空" << endl;

    return 0;
}

/*
输出结果:
元素大小: 6
元素容量: 6
元素最大容量: 1073741823
元素大小: 0
元素为空
*/

 

(2) 增加函数

  • 末尾添加元素: vec.push_back(const T& x);
  • 任意位置插入一个元素: vec.insert(iterator it, const T& x);
  • 任意位置插入n个相同元素: vec.insert(iterator it, int n, const T& x);
  • 插入另一个向量的[forst,last]间的数据: vec.insert(iterator it, iterator first, iterator last);
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;

    //末尾添加元素
    vec.push_back(5);
    //任意位置插入一个元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    vec.insert(it, 2);
    //任意位置插入n个相同元素
    it = vec.begin(); //必须要有这句
    vec.insert(it, 3, 9);
    //插入另一个向量的[forst,last]间的数据
    vector<int> vec2(5, 8);
    it = vec.begin(); //必须要有这句
    vec.insert(it, vec2.end() - 1, vec2.end());

    //display vec
    cout << "vec: ";
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
vec: 8 9 9 9 2 5
*/

 

(3) 删除函数

  • 头部删除元素:vec.pop_front();
  • 末尾删除元素: vec.pop_back();
  • 任意位置删除一个元素: vec.erase(iterator it);
  • 删除[first,last]之间的元素: vec.erase(iterator first, iterator last);
  • 清空所有元素: vec.clear();
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 8; i++)
        vec.push_back(i);

    //末尾删除元素
    vec.pop_back();
    //任意位置删除一个元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    vec.erase(it);
    //删除[first,last]之间的元素
    vec.erase(vec.begin(), vec.begin() + 1);

    //display vec
    cout << "vec: ";
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    //清空所有元素
    vec.clear();

    //clear, display vec
    cout << "clear,vec: ";
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
vec: 2 3 4 5 6
clear,vec:
*/

 

(4) 迭代器

  • 开始指针:vec.begin();
  • 末尾指针:vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
  • 指向常量的开始指针: vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容,但还是可以通过其他方式修改的,而且指针也是可以移动的。
  • 指向常量的末尾指针: vec.cend();
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);

    cout << "*(vec.begin()): " << *(vec.begin()) << endl;
    cout << "*(vec.end()): " << *(--vec.end()) << endl;
    cout << "*(vec.cbegin()): " << *(vec.cbegin()) << endl;
    cout << "*(vec.cend()): " << *(--vec.cend()) << endl;
    cout << "*(vec.rbegin()): " << *(vec.rbegin()) << endl;
    cout << "*(vec.rend()): " << *(--vec.rend()) << endl;
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
*(vec.begin()): 1
*(vec.end()): 3
*(vec.cbegin()): 1
*(vec.cend()): 3
*(vec.rbegin()): 3
*(vec.rend()): 1
*/

 

(5) 访问函数

  • 下标访问: vec[1]; //并不会检查是否越界
  • at方法访问: vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界,是则抛出out of range异常
  • 访问第一个元素: vec.front();
  • 访问最后一个元素: vec.back();
  • 返回一个指针: int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组,所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        vec.push_back(i);

    //下标访问
    cout << "下标访问: " << vec[0] << endl;
    //at方法访问
    cout << "at方法访问: " << vec.at(0) << endl;
    //访问第一个元素
    cout << "访问第一个元素: " << vec.front() << endl;
    //访问最后一个元素
    cout << "访问最后一个元素: " << vec.back() << endl;
    //返回一个指针
    int *p = vec.data();
    cout << "指针指向元素: " << *p <<endl;

    return 0;
}

/*
下标访问: 0
at方法访问: 0
访问第一个元素: 0
访问最后一个元素: 5
指针指向元素: 0
*/

 

(6) 其他函数

  • 多个元素赋值: vec.assign(int nSize, const T& x); //类似于初始化时用数组进行赋值
  • 交换两个同类型容器的元素: swap(vector&);
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    //多个元素赋值
    vector<int> vec;
    vec.assign(3, 1);
    vector<int> vec2;
    vec2.assign(3, 2);

    //交换两个容器的元素
    swap(vec, vec2);

    //display vec
    cout << "vec: ";
    for (int i = 0; i < vec.size(); i++)
        cout << vec[i] << " ";
    cout << endl;

    //display vec2
    cout << "vec2: ";
    for (int i = 0; i < vec2.size(); i++)
        cout << vec2[i] << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
vec: 2 2 2
vec2: 1 1 1
*/

 

(7) 算法

  • 遍历元素
vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
    cout << *it << endl;
//或者
for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec.at(i) << endl;
}
  • 元素翻转
#include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());
  • 元素排序
#include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序
//如果想从大到小排序,可以采用先排序后反转的方式,也可以采用下面方法:
//自定义从大到小的比较器,用来改变排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

参考文献:

清水汪汪-博客园博客