C++入门8——vector的使用
目录
1.什么是vector？
2.vector的常见构造
2.1 无参默认构造
2.2 构造并初始化n个val
2.3 拷贝构造
2.4 使用迭代器区间构造
2.5 验证
3.vector的遍历和访问
3.1 下标+[]访问
3.2 iterator迭代器访问
3.3 范围for访问
3.4 at访问
4.vector的容量操作
4.1 size——vector中有效字符个数
4.2 capacity——vector的容量大小
4.3 reserve——vector提前开空间
4.4 resize——提前开空间并初始化
5.vector的修改操作
5.1 assign
5.2 增
1.push_back——尾插
2.insert——指定位置插入
5.3 删
1.pop_back——尾删
2. 指定位置删除——erase
5.4改
1.什么是vector？
在C++官网中，vector有这样的介绍：
Vectors are sequence containers representing arrays that can change in size.
即：vector是表示大小可以改变的数组的序列容器。
联想到顺序表，结合以前学过的知识，我们可以这样概括vector：
1. vector是表示可变大小数组的序列容器；
2. 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是说可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但它又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理；
3. 本质讲，vector使用动态分配数组来存储元素。当新元素插入时，为了增加存储空间，这个数组需要被重新分配大小。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小；
4. vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的；
5. 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长；
6. 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素也相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率则大打折扣。比起list和forward_list 统一的迭代器和引用更好。
2.vector的常见构造
2.1 无参默认构造
无参构造，顾名思义，构造一个空的vector。
int main()
{
//vector();定义一个空的vector
vector <int> s1;//定义一个空的整型vector
return 0;
}2.2 构造并初始化n个val
直接看代码：
int main()
{
//vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）
//构造并初始化n个val
vector <int> s2(4, 100);
}2.3 拷贝构造
int main()
{
// vector (const vector& x); 拷贝构造
//拷贝构造s2
vector <int> s2(4, 100);
vector <int> s3(s2)；
}2.4 使用迭代器区间构造
int main()
{
// vector (const vector& x); 拷贝构造
vector <int> s2(4, 100);
vector <int> s3(s2);
vector <int> s4(s3.begin(), s3.end());
}2.5 验证
我们使用范围for验证结果：
int main()
{
vector <int> s1;//定义一个空的整型vector
vector <int> s2(4, 100);//构造并初始化4个100
vector <int> s3(s2);//拷贝构造s2
vector <int> s4(s3.begin(), s3.end());//迭代器构造
for (auto e : s1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : s2)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : s3)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto e : s4)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}结果如图：
3.vector的遍历和访问
3.1 下标+[]访问
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
for (size_t i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << endl;
}
return 0;
}
3.2 iterator迭代器访问
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
vector <int>::iterator it = v1.begin();
while (it != v1.end())
{
cout << *it << endl;
++it;
}
return 0;
}
3.3 范围for访问
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
for (auto e : v1)
{
cout << e << endl;
}
return 0;
}
3.4 at访问
vector的at访问与string的at访问类似，具体可看C++入门7——string类的使用
4.vector的容量操作
4.1 size——vector中有效字符个数
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
cout << v1.size() << endl;
return 0;
}
4.2 capacity——vector的容量大小
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
cout << v1.capacity() << endl;
return 0;
}
4.3 reserve——vector提前开空间
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
cout << v1.capacity() << endl;
v1.reserve(100);
cout << v1.capacity() << endl;
return 0;
}
4.4 resize——提前开空间并初始化
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
cout << v1.capacity() << endl;
v1.resize(100);
cout << v1.capacity() << endl;
return 0;
}
reserve与resize的区别可以简单归纳为：
1.resize改变vector的size， 而reserve改变vector的capacity；
2.reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
3.resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
5.vector的修改操作
5.1 assign
int main()
{
vector <int> v1 = { 1,2,3,4 };
//将v1初始化为5个0
v1.assign(5, 0);
//复制v1的元素到v2
vector <int> v2;
v2.assign(v1.begin(), v1.end());
return 0;
}5.2 增
1.push_back——尾插
int main()
{
vector <int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
}2.insert——指定位置插入
int main()
{
vector <int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
//头插入0
v1.insert(v1.begin(), 0);
return 0;
}如果一个vector很长，我只知道它里面有3，我想利用insert在3的前面插入8，该怎么操作呢？
想到string，我们完全可以利用find函数找到3，返回下标，然后再在这个位置插入8，可是仔细看一下，vector里似乎并没有find函数呀！为什么string有，vector没有呢？是因为vector特殊吗？
其实恰恰相反，特殊的应该是string，一是因为string需要查找的情况较为复杂，二是因为string比STL出现的早，所以string有一个单独的find函数。
那么vector实现find功能又要如何来实现呢？——使用库里的模板
所以以上需求的实现为：
int main()
{
vector <int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//查找3的位置
vector <int>::iterator it = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
//3的前面插入8
v1.insert(it, 8);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
5.3 删
1.pop_back——尾删
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v1.pop_back();
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
2. 指定位置删除——erase
①删除指定位置元素
int main()
{
vector <int> v1(4, 100);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//删除v1的末尾元素
v1.erase(v1.begin() + 3);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}②删除指定位置的一串元素
int main()
{
vector <int> v1;
v1.push_back(1);
v1.push_back(2);
v1.push_back(3);
v1.push_back(4);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//删除v1的前两个元素
v1.erase(v1.begin(), v1.begin() + 2);
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}5.4改
①swap——交换
int main()
{
vector <int> v1(4, 200);
vector <int> v2(4, 100);
cout << " 交换前v1=";
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
v1.swap(v2);
cout << " 交换后v1=";
for (auto e : v1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}