标准库的 Vector 类型详解

标准库的 Vector 类型详解 

Vector是C++的 STL 里面提供的一种容器，之所以说它是一种容器，是因为它能够像容器一样，存储各种类型的对象。简单来说，Vector就是一个能够存储多种对象的动态数组。能够增加和压缩数据。

为了可以使用 Vector 头文件里面必须包含：

#include <vector>

using std::vector;

Vector 的成员函数：

成员函数	功能表述
c.assign(beg,end) c.assign(n,elem)	将[beg; end)区间中的数据赋值给c。 将n个elem的拷贝赋值给c。
c.at(idx)	传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。
c.back()	传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。
c.begin()	传回迭代器重的可一个数据。
c.capacity()	返回容器中数据个数。
c.clear()	移除容器中所有数据。
c.empty()	判断容器是否为空。
c.end()	指向迭代器中的最后一个数据地址。
c.erase(pos) c.erase(beg,end)	删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。 删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。
c.front()	传回第一个数据。
get_allocator	使用构造函数返回一个拷贝。
c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end)	在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。 在pos位置插入n个elem数据。无返回值。 在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。
c.max_size()	返回容器中最大数据的数量。
c.pop_back()	删除最后一个数据。
c.push_back(elem)	在尾部加入一个数据。
c.rbegin()	传回一个逆向队列的第一个数据。
c.rend()	传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。
c.resize(num)	重新指定队列的长度。
c.reserve()	保留适当的容量。
c.size()	返回容器中实际数据的个数。
c1.swap(c2) swap(c1,c2)	将c1和c2元素互换。 同上操作。
vector<Elem> c vector <Elem> c1(c2) vector <Elem> c(n) vector <Elem> c(n, elem) vector <Elem> c(beg,end) c.~ vector <Elem>()	创建一个空的vector。 复制一个vector。 创建一个vector，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。 创建一个含有n个elem拷贝的vector。 创建一个以[beg;end)区间的vector。 销毁所有数据，释放内存。

Vector 的操作：

函数	描述
operator[]	返回容器中指定位置的一个引用。

创建一个 vector：

创建一个Widget类型的空的vector对象：

vector<Widget> vWidgets;

创建一个包含500个Widget类型数据的vector：

vector<Widget> vWidgets(500);

创建一个包含500个Widget类型数据的vector，并且都初始化为0：

vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));

创建一个Widget的拷贝：

vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);

向vector添加一个数据：

vector添加数据的缺省方法是push_back()。push_back()函数表示将数据添加到vector的尾部，并按需要来分配内存。

for (int i = 0; i < 10; i++)
    vWidgets.push_back(Widget(i));

获取vector中指定位置的数据：

很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据，vector里面的数据是动态分配的，使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据，你可以使用empty()。获取vector的大小，可以使用size()。

同时，我们使用两种方法来访问vector：

vector::at()
vector::operator[]

operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选，因为at()进行了边界检查，如果访问超过了vector的范围，将抛出一个例外。

由于operator[]容易造成一些错误，所有我们很少用它。

vector<int> v;
v.reserve(10);
for (int i = 0; i < 7; i++)
    v.push_back(i);
try
{
    int iVal1 = v[7];       // not bounds checked - will not throw
    int iVal2 = v.at(7);    // bounds checked - will throw if out of range
}
catch (const exception& e)
{
    cout << e.what();
}

们使用reserve()分配了10个int型的空间，但并不没有初始化。 

你可以在这个代码中尝试不同条件，观察它的结果，但是无论何时使用at()，都是正确的。

删除vector中的数据：

vector能够非常容易地添加数据，也能很方便地取出数据，同样vector提供了    erase()，    pop_back()，    clear()来删除数据。

当你删除数据的时候，你应该知道要删除尾部的数据，或者是删除所有数据，还是个别的数据。

在考虑删除等操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用。

Remove_if() 算法：

现在我们考虑操作里面的数据。如果要使用remove_if()，我们需要在头文件中包含如下代码：

#include <algorithm>

  Remove_if()有三个参数：

1、   iterator _First：指向第一个数据的迭代指针。

2、   iterator _Last：指向最后一个数据的迭代指针。

3、   predicate _Pred：一个可以对迭代操作的条件函数。

条件函数：

条件函数是一个按照用户定义的条件返回是或否的结果，是最基本的函数指针，或者是一个函数对象。这个函数对象需要支持所有的函数调用操作，重载operator()()操作。

remove_if()是通过unary_function继承下来的，允许传递数据作为条件。

例如，假如你想从一个vector<CString>中删除匹配的数据，如果字串中包含了一个值，从这个值开始，从这个值结束。首先你应该建立一个数据结构来包含这些数据，类似代码如下：

#include <functional>
enum findmodes
{
    FM_INVALID = 0,
    FM_IS,
    FM_STARTSWITH,
    FM_ENDSWITH,
    FM_CONTAINS
};
typedef struct tagFindStr
{
    UINT iMode;
    CString szMatchStr;
} FindStr;
typedef FindStr* LPFINDSTR;

然后处理条件判断：

class FindMatchingString
    : public std::unary_function<CString, bool>
{

public:
    FindMatchingString(const LPFINDSTR lpFS) : m_lpFS(lpFS) {}

    bool operator()(CString& szStringToCompare) const
    {
        bool retVal = false;

        switch (m_lpFS->iMode)
        {
        case FM_IS:
        {
            retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD->szMatchStr);
            break;
        }
        case FM_STARTSWITH:
        {
            retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
                      == m_lpFDD->szWindowTitle);
            break;
        }
        case FM_ENDSWITH:
        {
            retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
                      == m_lpFDD->szMatchStr);
            break;
        }
        case FM_CONTAINS:
        {
            retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD->szMatchStr) != -1);
            break;
        }
        }

        return retVal;
    }

private:
    LPFINDSTR m_lpFS;
};

通过这个操作你可以从vector中有效地删除数据：

// remove all strings containing the value of
// szRemove from vector<CString> vs.

FindStr fs;
fs.iMode = FM_CONTAINS;
fs.szMatchStr = szRemove;

vs.erase(std::remove_if(vs.begin(), vs.end(), FindMatchingString(&fs)), vs.end());

Remove_if()能做什么？

你可能会疑惑，对于上面那个例子在调用remove_if()的时候还要使用erase()呢？

这是因为大家并不熟悉STL中的算法。

Remove(),remove_if()等所有的移出操作都是建立在一个迭代范围上的，那么不能操作容器中的数据。

所以在使用remove_if()，实际上操作的时容器里数据的上面的。

压缩一个臃肿的vector：

很多时候大量的删除数据，或者通过使用reserve()，结果vector的空间远远大于实际需要的。所有需要压缩vector到它实际的大小。resize()能够增加vector的大小。Clear()仅仅能够改变缓存的大小，所有的这些对于vector释放内存等九非常重要了。如何来解决这些问题呢，让我们来操作一下。

我们可以通过一个vector创建另一个vector。让我们看看这将发生什么。假定我们已经有一个vector v，它的内存大小为1000，当我们调用size()的时候，它的大小仅为7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基础上创建一个vector。

std::vector<CString> vNew(v);
cout << vNew.capacity();

vNew.capacity()返回的是7。这说明新创建的只是根据实际大小来分配的空间。现在我们不想释放v，因为我们要在其它地方用到它，我们可以使用swap()将v和vNew互相交换一下？

vNew.swap(v);
  cout << vNew.capacity();
  cout << v.capacity();

有趣的是：vNew.capacity()是1000，而v.capacity()是7。

现在是达到我的目的了，但是并不是很好的解决方法，我们可以像下面这么写：

std::vector<CString>(v).swap(v);

你可以看到我们做了什么？我们创建了一个临时变量代替那个命名的，然后使用swap(),这样我们就去掉了不必要的空间，得到实际大小的v。