vector 容器
vector 容器基本概念
vector 的数据安排以及操作方式,与 array 非常相似,两者的唯一差别在于空间的 运用的灵活性。Array 是静态空间,一旦配置了就不能改变,要换大一点或者小一 点的空间,可以,一切琐碎得由自己来,首先配置一块新的空间,然后将旧空间的 数据搬往新空间,再释放原来的空间。Vector 是动态空间,随着元素的加入,它 的内部机制会自动扩充空间以容纳新元素。因此 vector 的运用对于内存的合理利 用与运用的灵活性有很大的帮助,我们再也不必害怕空间不足而一开始就要求一个 大块头的 array 了。
Vector 的实现技术,关键在于其对大小的控制以及重新配置时的数据移动效率, 一旦 vector 旧空间满了,如果客户每新增一个元素, vector 内部只是扩充一个元 素的空间,实为不智,因为所谓的扩充空间( 不论多大 ) ,一如刚所说,是 ” 配置新 空间- 数据移动 - 释放旧空间 ” 的大工程 , 时间成本很高,应该加入某种未雨绸缪的考 虑,稍后我们便可以看到 vector 的空间配置策略。
vector 迭代器
Vector 维护一个线性空间,所以不论元素的型别如何,普通指针都可以作为 vector 的迭代器,因为 vector 迭代器所需要的操作行为,如 operaroe , operator->, operator++, operator--, operator+, operator-, operator+=, operator-=, 普通指针天生 具备。 Vector 支持随机存取,而普通指针正有着这样的能力。所以 vector 提供的 是随机访问迭代器 (Random Access Iterators).
根据上述描述,如果我们写如下的代码:
Vector::iterator it1;
Vector::iterator it2;
it1 的型别其实就是 Int ,it2 的型别其实就是 Teacher*.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(){
vector< int > v;
for ( int i = 0 ; i < 10 ;i ++){
v.push_back(i);
cout << v.capacity() << endl; // v.capacity() 容器的容量
}
system( "pause" );
return EXIT_SUCCESS;
}
vector 的数据结构
Vector 所采用的数据结构非常简单,线性连续空间,它以两个迭代器 Myfirst 和 Mylast 分别指向配置得来的连续空间中目前已被使用的范围,并以迭代器 _Myend 指向整块连续内存空间的尾端。
为了降低空间配置时的速度成本,vector 实际配置的大小可能比客户端需求大一 些,以备将来可能的扩充,这边是容量的概念。换句话说,一个 vector 的容量永 远大于或等于其大小,一旦容量等于大小,便是满载,下次再有新增元素,整个 vector 容器就得另觅居所。
注意:
所谓动态增加大小,并不是在原空间之后续接新空间( 因为无法保证原空间之后尚
有可配置的空间 ) ,而是一块更大的内存空间,然后将原数据拷贝新空间,并释放 原空间。因此,对 vector 的任何操作,一旦引起空间的重新配置,指向原 vector 的所有迭代器就都失效了。这是程序员容易犯的一个错误,务必小心。
vector 常用 API 操作
vector 构造函数
vector<T> v; // 采用模板实现类实现,默认构造函数
vector(v.begin(), v.end()); // 将 v[begin(), end()) 区间中的元素拷贝给本身。
vector(n, elem); // 构造函数将 n 个 elem 拷贝给本身。
vector( const vector &vec); // 拷贝构造函数。
// 例子 使用第二个构造函数 我们可以 ...
int arr[] = { 2 , 3 , 4 , 1 , 9 };
vector< int > v1(arr, arr + sizeof (arr) / sizeof ( int ));
vector 常用赋值操作
assign(beg, end); // 将 [beg, end) 区间中的数据拷贝赋值给本身。
assign(n, elem); // 将 n 个 elem 拷贝赋值给本身。
vector& operator =( const vector &vec); // 重载等号操作符
swap(vec); // 将 vec 与本身的元素互换。
vector 大小操作
size(); // 返回容器中元素的个数
empty(); // 判断容器是否为空
resize( int num); // 重新指定容器的长度为 num ,若容器变长,则以默认值填充新位置。
如果容器变短,则末尾超出容器长度的元素被删除。
resize( int num, elem); // 重新指定容器的长度为 num ,若容器变长,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。
capacity(); // 容器的容量
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。
vector 数据存取操作
at( int idx); // 返回索引 idx 所指的数据,如果 idx 越界,抛出 out_of_range 异常。
operator []; // 返回索引 idx 所指的数据,越界时,运行直接报错
front(); // 返回容器中第一个数据元素
back(); // 返回容器中最后一个数据元素
vector 插入和删除操作
insert(const_iterator pos, int count,ele); // 迭代器指向位置 pos 插入 count 个元素 ele.
push_back(ele); // 尾部插入元素 ele
pop_back(); // 删除最后一个元素
erase(const_iterator start, const_iterator end); // 删除迭代器从 start 到 en d 之间的元素
erase(const_iterator pos); // 删除迭代器指向的元素
clear(); // 删除容器中所有元素
vector 小案例
巧用 swap 收缩内存空间
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(){
vector< int > v;
for ( int i = 0 ; i < 100000 ;i ++){
v.push_back(i);
}
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
//此时 通过 resize 改变容器大小
v.resize( 10 );
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
//容量没有改变
vector< int >(v).swap(v);
cout << "capacity:" << v.capacity() << endl;
cout << "size:" << v.size() << endl;
system( "pause" );
return EXIT_SUCCESS;
}
reserve 预留空间
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(){
vector< int > v;
//预先开辟空间
v.reserve( 100000 );
int * pStart = NULL;
int count = 0 ;
for ( int i = 0 ; i < 100000 ;i ++){
v.push_back(i);
if (pStart != &v[ 0 ]){
pStart = &v[ 0 ];
count++;
}
}
cout << "count:" << count << endl;
system( "pause" );
return EXIT_SUCCESS;
}