【STL】C++ vector类模板

基本概念

vector是类型相同的对象的容器，vector的大小可以变化，可以向数组中增加元素。因此，vector容器和数组非常相似，也称为单端数组。

vector与普通数组区别：不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展。 动态扩展并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间。

• vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器
• vecotr可以随机存取元素（支持索引值)直接存取，用[]操作符或at()方法）
• vector尾部添加或移除元素非常快速，但在中部或头部插入元素或移除元素比较费时
• vector的元素地址是连续的，动态扩容后可能地址会发生变化，即可能会在一块新的地址重新放新的连续的元素

vector的使用

定义和初始化

头文件：

#include<vector>

像定义变量一样定义vector变量：

vector<类型名> 变量名;

初始化的方式比较多，有如下几种：

1 vector<T> v1;                    //v1为空，执行默认初始化
2 vector<T> v2(v1);                //v2中包含v1所有元素的副本
3 vector<T> v2=v1;                //等价于v2(v1)
4 vector<T> v3(n,val);            //v3中包含n个重复元素，每个元素的值都是val
5 vector<T> v4(n);                //v4包含n个重复执行了值初始化的对象
6 vector<T> v5{a,b,c...};         //包含初始化元素个数，每个元素被对应的赋予相应的值
7 vector<T> v5={a,b,c...};        //等价v5{a,b,c...}

类型名可以是int、double、char、struct，也可以是STL容器：vector、set、queue。

vector<int> name;
vector<double> name;
vector<char> name;
vector<struct node> name;
vector<vector<int> > name;//注意：> >之间要加空格

注意：vector<vector<int> > name;>>之间要加空格。

vector数组就是一个一维数组,如果定义成vector数组的数组，那就是二维数组**。**

vector<int> array[SZIE]; //二维变长数组

在此，我送你一句话非常受用的话：低维是高维的地址。

二维数组中，它的一维形式就是地址。例如：

#include <iostream>
using namespace std;int main(){int arr[3][2];//定义一个3行2列的地址cout<<arr[0]<<endl; //输出arr第1行的地址cout<<arr[1]<<endl; //输出arr第2行的地址cout<<arr[2]<<endl; //输出arr第3行的地址return 0;
}
/*运行结果：0x61fe00 //arr第1行的地址
0x61fe08 //arr第2行的地址
0x61fe10 //arr第3行的地址*/

所以，vector容器也可以这样理解。

构造函数

功能描述：创建vector容器

函数原型：

1. vector<T> v; //采用模版实现类实现，默认构造函数。T表示数据的类型，可以是int类型，也可以是string对象。
2. vector(v.begin(), v,end());  //将v[begin().end())区间(前闭后开)中的元素拷贝给本身。注意拷贝的元素是左闭右开区间
3. vector(n, elem);  //构造函数将n个elem拷贝给本身。
4. vector(const vector &vec);  //拷贝构造函数。

代码示例：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int iArray[]{ 1,2,3,4,5 };vector<int> vecIntA(iArray, iArray + 5);    //里面为1，2，3，4，5//vector<int> vecIntB(vecIntA.begin(), vecIntA.end());  //里面为1，2，3，4，5vector<int> vecIntB(vecIntA.begin() + 2, vecIntA.begin() + 5);   //里面为3，4，5vector<int> vecIntC(3, 9);  //里面为9，9，9vector<int> vecIntD(vecIntC);   //拷贝构造函数调用，里面为9，9，9for (int i = 0; i < vecIntD.size(); i++){cout << vecIntD[i] << endl;}
}
/*运行结果：v1: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v2: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v3: 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
v4: 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

总结： vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

赋值操作

功能描述： 给vector容器进行赋值

函数原型：

5. vector& operator=(const vector &vec);  //重载等号操作符。
6. assign(begin,end);  //将[begin,end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
7. assign(n,elem);  //将n个elem拷贝赋值给本身。

代码示例：

void printVector(vector<int> v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it){cout << *it << "  ";}cout << endl;
}//vector容器构造
void test1()
{vector<int> v1;//默认构造 无参构造for (int i = 0; i < 10; ++i){v1.push_back(i);}cout << "v1："; printVector(v1); cout << endl;//赋值 operator=vector<int> v2;v2 = v1;//重载等号= 操作符cout << "v2："; printVector(v2); cout << endl;//赋值 assign 这不是构造 是赋值vector<int> v3;v3.assign(v1.begin(), v1.end());//将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。cout << "v3："; printVector(v3); cout << endl;//赋值 assign 这不是构造 是赋值vector<int> v4;v4.assign(10, 100);//将n个elem拷贝赋值给本身。cout << "v4："; printVector(v4); cout << endl;
}
/*运行结果：v1: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v2: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v3: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v4: 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

容量和大小

功能描述： 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

8. empy(); //判断容器是否为空,空返回true,不为空返回false
9. capacity(); //容器的容量,capacity>=size
10. size();  //返回容器中元素的个数,capacity>=size
11. resize(int num);  //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以 默认值0 填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。//如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
12. resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变成，则以 elem值 填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

代码示例：

void printVector(vector<int>& v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it){cout << *it << "  ";}cout << endl;
}//vector容器构造
void test1()
{vector<int> v1;//默认构造 无参构造for (int i = 0; i < 10; ++i){v1.push_back(i+1);}cout << "v1："; printVector(v1);if (v1.empty()){cout << "容器为空！" << endl;}else{cout << "容器不为空！" << endl;cout << "容器的容量为：" << v1.capacity() << endl;cout << "容器的大小为：" << v1.size() << endl;}cout << string(50, '-') << endl;//重新指定大小  比原来长v1.resize(12);//默认值0 填充cout << "v1："; printVector(v1); cout << endl;cout << string(50, '-') << endl;v1.resize(15, 1);//指定值1 填充cout << "v1："; printVector(v1); cout << endl;cout << string(50, '-') << endl;//重新指定大小  比原来短v1.resize(10);//把超出的部分删除cout << "v1："; printVector(v1); cout << endl;cout << string(50, '-') << endl;
}
/*运行结果：v1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
容器不为空!
容器的容量为：13
容器的大小为：10
-------------------------------------------------------------
v1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0
-------------------------------------------------------------
v1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 1 1 1
-------------------------------------------------------------
v1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-------------------------------------------------------------

总结：

• 判断是否为空 — empty
• 返回元素个数 — size
• 返回容器容量 — capacity
• 重新指定大小 — resize

插入和删除

函数原型：

13. push_back(ele);  //尾部插入元素ele。
14. pop_back();  //删除最后一个元素。
15. insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele。
16. insert(const_iterator pos, int count ele); //迭代器指向位置pos插入count个元素。
17. erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素。
18. erase(cons_titerator start, const_iterator end);  //删除迭代器从start到end之间的元素。
19. clear();  //删除容器中所有元素。   

代码示例：

#include <iostream> 
#include<vector> 
using namespace std;
void printVector(const vector<int>& vec)//形参使用const，避免被修改
{   //const_iterator只读迭代器for (vector<int>::const_iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it){cout << *it<< ",";}cout << endl;
}
int main()
{vector<int> v;for (int i = 0; i < 5; i++){v.push_back(i + 1);//尾部插入元素}printVector(v);//1 2 3 4 5v.insert(v.begin() + 1, 2, 100);//在第二个元素前插入2个100printVector(v);//1 100 100 2 3 4 5v.pop_back();//尾部删除一个元素printVector(v);//1 100 100 2 3 4cout << "-------------" << endl;v.erase(v.begin());//删除第一个元素printVector(v);//100 100 2 3 4vector<int>::const_iterator it=v.erase(v.begin() + 1, v.end() - 1);//删除从第二个元素到倒数第二个元素，返回下一个有效迭代器printVector(v);//100 4v.insert(it, 66);printVector(v);//100 66 4return 0;
}

数据存取

功能描述：对vector中的数据进行存取操作。

函数原型：

20. at(int idx);   ///返回索引为idx所指的数据。
21. operator[];  //返回索引idx所指的数据。
22. front();  //返回容器中第一个数据元素。
23. back();   //返回容器中最后一个数据元素。
24. swap(vec);  //将vec与本身的元素互换。
25. reserve(int len); //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

代码示例：

#include <iostream>
#include<vector> 
using namespace std;
void printVector(vector<int> v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;
}
int main()
{vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}//利用[]方式访问数组中元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;//利用at方式访问元素for (int i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1.at(i) << " ";}cout << endl;//获取第一个元素cout << "第一个元素为：" << v1.front() << endl;//获取最后一个元素cout << "最后一个元素为：" << v1.back() << endl;return 0; 
}
/*运行结果：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
第一个元素为：0
最后一个元素为：9

互换容器

功能描述：实现两个容器内元素进行互换。

函数原型：

24. swap(vec);  //将vec与本身的元素互换。

代码示例：

#include <iostream>
#include<vector> using namespace std;//vector容器互换void printVector(vector<int>v)
{for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;}//1、基本使用
void test06()
{cout << "交换前：" << endl;vector<int> v1;for (int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);vector<int>v2;for (int i = 10; i > 0; i--){v2.push_back(i);}printVector(v2);cout << "交换后：" << endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);
}//2、实际用途
//巧用swap可以收缩内存空间
void test07()
{vector<int>v;for (int i = 0; i < 100000; i++){v.push_back(i);}cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;v.resize(3);  //重新指定大小cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;  //resize操作，容量并没有变，多余的容量浪费了cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;//巧用swap收缩内存vector<int>(v).swap(v);  //vector<int>(v)创建了一个为匿名对象，会按v的大小初始化这个匿名对象容器的大小//.swap(v)会对匿名对象容器与原容器做一个交换，则原容器的指针指向匿名对象的容器，匿名对象的容器的指针改为指向原容器//	系统运行完创建匿名函数这一句语句后对匿名对象的指针(即地址、内存)进行回收cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}int main()
{test06();test07();return 0;
}

vector的迭代器

vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

可以看到vector是左闭右开的容器，常用的迭代器是v. begin() 和v.end()，前者指向第一个元素，后者指向最后一个元素的下一个位置。vector容器还封装了很多对外接口，比如插值insert()、尾插法push_back()、尾删法pop_back()等等。

vector储存自定义数据类型

比如结构体

struct Student {
string name; // 名字
int age; // 年龄
};int main() {vector<Student> class1; // 班级Student stu1, stu2;// 学生1，学生2stu1.name = "luobo";stu1.age = 12;stu2.name = "xiaoming";stu2.age = 25;class1.push_back(stu1);class1.push_back(stu2);return 0;
}

可以用下面的方式使用vector定义二维数组：

vector<vector<int>> vecvec = {{1, 2, 8}, {2, 4, 9}, {4, 7, 10}, {6, 8, 11}};

我们可以通过一个构造函数快速构建这样的一个动态数组，而用构造函数的写法和用循环是等价的。