从零开学C++:vector类
引言:在前面的章节,我们学到了专门用于储存字符串的string类,而在这一章中,我们将介绍到一个功能更强大的类——vector,它可以轻松的实现各种其他类型的存储。
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一,认识vector
我们将vector的本质摆出来:vector其实就是一个可变大小的数组容器。有了这句话,就很容易让我们想起我们在数据结构阶段所学习的动态顺序表,是的,vector与动态顺序表十分相似,故我们可以将vector想象成一个C++早已帮我们实现好的动态顺序表。
而当我们想要使用vector时,就首先需要包含头文件<vector>,然后还会运用到简单的模板知识,就像下边的实例一样:
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string.h>
using namespace std;
int main()
{
//格式:vector<类型>
vector<int> v1;
vector<double> v2;
vector<char> v3;
vector<string> v4;
return 0;
}
二,vector的定义
1,vector()
那么这就是一个vector的无参构造,非常简单,如下:
int main()
{
vector<int> v1();//无参构造
return 0;
}
2,vector(size_type n, const value_type& val = value_type())
这表示在构造对象的同时初始化n个val,其中的value_type&就表示val的数据类型,如下的例子可以讲解:
int main()
{
int a = 1;
vector<int> v1(10, a);//此时v1中就会初始化十个1
vector<int> v2(10);//此时v2中就会初始化十个0,因为缺省值int()为0
return 0;
}
3,vector (const vector& x)
那么这里此时就是我们所学到的拷贝构造了,我们用之前创造的vector对象来对这个新的对象进行拷贝构造,如下:
int main()
{
vector<int> v1(10);
vector<int> v2(v1);//使用拷贝构造对v2进行构造
return 0;
}
4,vector (InputIterator first, InputIterator last)
而这里的话,其实就是再一次运用了迭代器的知识点,我们将一个vector的开始和结束迭代器给过去,那么我们就会构造一个与原vector内容相同的vector对象。如下举例:
int main()
{
vector<int> v1(10);
vector<int> v2(v1.begin(),v1.end());//使用迭代器对v2进行构造
return 0;
}
那么其实从这个例子中我们也可以知道,vector也是有迭代器这一说法的,它的开始迭代器就是v1.begin(),结束迭代器是v1.end(),而一旦它支持迭代器,我们也应该马上想到,vector其实也是支持范围for遍历法的。
三,vector的空间
1,size和capacity
其实这两点就非常简单了,就跟我们前面学到的string一样,size表示的是有效空间的个数,而capacity表示的是总空间的个数。
2,empty
empty则是表示的是vector的对象是否为空,返回值为bool类型。
3,resize
resize的作用其实就是改变vector容器的size值,那么我们假设我们想要将size调整为n,此时我将会以n的不同取值范围为大家一一讲解。
Ⅰ,n<size
那么当我们的n值小于size时,此时编译器就直接会将vector容器中n之后的全部元素删除掉,并且将size改为n。
Ⅱ,size<n<capacity
如果我们给定了val值,那么此时编译器会使用val值对vector进行填充,一直填充到size变成了n,如若我们没有给val值,则编译器就会使用vector储存类型的缺省值进行填充。如下举例讲解:
int main()
{
vector<int> myvector;
for (int i = 1; i < 10; i++)//向vector中尾插10个1,使size变为10
{
myvector.push_back(i);
}
myvector.resize(15, 100);//此时则会使用100来进行填充
myvector.resize(20);//此时没给定val值,那么编译器则会使用int(),即0来填充
return 0;
}
Ⅲ,n>capacity
当我们的n大于了vector的空间总大小,那么编译器就会自动扩容,并且按照前面所讲到的方式进行填充。
4,reserve
reserve就相对于resize,reserve是用来改变vector的总空间大小——capacity的值的。当n值大于capacity时就会产生扩容,但是n值小于capacity时,并不会发生任何改变。
四,vector的增删查改
1,push_back和pop_back
这两个函数接口其实我们应该就再熟悉不过了,他们的作用分别是在容器尾部插入数据和删除尾部的数据。
2,find
要注意,这里的find并不是vector的成员函数之一,而是一个由算法实现的函数。find函数在我们vector的内容查找时可以起到一个很大的作用。
当我们想要使用该函数来查找vector容器中的匹配内容时,我们就需要将表示vector的迭代器传过去,并提供想要查找的内容。如果内容被找到,那么find会返回该位置的迭代器,反之则会返回vector的last迭代器(即末尾迭代器)。让我们来看下一个例子:
int main()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v1.push_back(i);
}
auto pos1 = find(v1.begin(), v1.end(), 1);//找得到
auto pos2 = find(v1.begin(), v1.end(), 10);//find会返回last迭代器
if (pos1 != v1.end())
{
cout << "pos1找到了" << endl;
}
if (pos2 == v1.end())
{
cout << "pos2没有被找到" << endl;
}
return 0;
}
那么我们代码一走,结果如下:
3,insert
inseert的作用是在vector容器中的pos位置之前插入数据,并且为了防止迭代器失效的问题,insert还会将pos位置的迭代器返回。
听着可能很难以理解,那我们看下面一段代码,同时配合图来进行讲解:
int main()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v1.push_back(i);
}
auto pos1 = find(v1.begin(), v1.end(), 2);
auto it=v1.insert(pos1, 6);
return 0;
}
那么此时我们在2的前面插入一个值6,并且用it来接收返回的迭代器,那么it会指向哪里呢?此时下面的图可以很好地解答你的疑惑:
4,erase
erase的作用是删除容器中某个特定位置的迭代器的数据或者一个迭代器区间所表示的范围里的数据(范围删除时是左闭右开地进行删除)。当然,为了防止迭代器失效的问题,erase同样也会返回一个新的迭代器。
让我们也使用代码和图例进行讲解:
int main()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
v1.push_back(i);
}
auto pos1 = find(v1.begin(), v1.end(), 1);
auto it = v1.erase(pos1);
return 0;
}
此时我们删除v1中的数据1,然后再看一下it指向哪里,结果如下所示:
5,swap
swap函数就比较简单了,它的作用就是交换两个vector的空间,如下面代码示例所示:
int main()
{
vector<int> v1(10, 100);
vector<int> v2(10, 1000);
v1.swap(v2);//交换亮哥vector容器的内容
return 0;
}
6,operator[]
关于vector中[]的字符串重载也十分的简单,但同时也十分的重要。有了这个重载,那么C++就允许了我们像访问数组一样访问vector里的元素内容。