【C++】vector的介绍 | 常见接口的使用

vector的介绍

常见接口

构造函数

尾插push_back()

vector的遍历

1.用方括号+下标遍历：

2.调用at()来访问：

3.用迭代器遍历：

4.范围for遍历：

vector空间

vector增删查改

覆盖assign()

查找find()

插入insert()

删除erase()

本篇先对vector做一个介绍，然后把常用的接口演示一下。

由于vector的许多接口和string那儿的高度重合，所以这里就不详讲了，主要做一个了解。只要掌握几个最重要的接口，其余的用到时查文档就好。

vector的介绍

vector是一个类模板。它能够容纳各种类型的对象作为其元素，并且可以动态地调整大小。可以理解为动态数组。

它像数组，又不像。

像数组的是：vector也采用的连续存储空间来存储元素。这意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。

不像数组的是：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。

本质来说，vector使用动态分配数组来存储它的元素。

当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小，为了增加存储空间。

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。

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。

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。

与其它动态序列容器相比（deque、list 、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相对高效。

对于其他不在末尾的删除和插入操作，效率更低。

常见接口

包头文件：

#include<vector>

构造函数

两个标了🚩的要记住：

构造函数声明	接口说明
vector();（重点）🚩	无参构造
vector（size_type n, const value_type& val = value_type());	构造并初始化n个val
vector (const vector& x); 🚩	拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器进行初始化构造

我们在使用时，要注意vector是一个类模板，要实例化成具体的类型来使用：

vector<int> v1;        //创建一个int类型的，空的v1

vector<int> v2(5, 1);  //v2含5个1

vector<int> v3(v2);   //拷贝构造

vector<int> v4(v3.begin(), v3.end());   //用迭代器

尾插push_back()

vector没有头插 / 头删（因为每次都要挪数据，效率太低），也不能用operator+=，

它只能尾插 / 尾删，或者insert/erase。总之，就是一个一个地插入、删除。

#include<vector>
using namespace std;

int main()
{vector<int> v1;      v1.push_back(1);v1.push_back(2);v1.push_back(3);v1.push_back(4);return 0;
}

vector的遍历

先说明一下：

vector是不能直接用流插入输出的：

因为vector是一个容器，它可以存储多个元素。

而流插入输出操作符<<是用于将一个单独的元素插入到流中的，而不是将整个容器插入到流中。

因此，如果要将vector中的元素输出到流中，需要使用循环逐个输出。

现在我们就来看看遍历输出vector的4种方法：

1.用方括号+下标遍历：

vector是支持operator[]和size()的，因此可以用方括号+下标的方式遍历。

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;

int main()
{vector<int> v;      v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}return 0;
}

2.调用at()来访问：

at()是像函数一样调用的：

for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v.at(i) << " ";}

这里补充一下at()和operator[]的区别：两者检查越界的方式不一样。

at()是较温和的抛异常：

而operator[]是断言：

3.用迭代器遍历：

vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{cout << *it << " ";it++;
}

4.范围for遍历：

for (auto& e : v)
{cout << e << " ";
}

vector空间

容量空间	接口说明
size	获取数据个数
capacity	获取容量大小
empty	判断是否为空
resize (重点)	改变vector的size
reserve (重点)	改变vector的capacity

这些接口的功能、用法都和string里的类似，就不详讲了。

这里要说下，capacity在vs下和在g++下的增长问题：

vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。

这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。

来测试下：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{vector<int> v;   int val = v.capacity();for (size_t i = 0; i < 100; i++){v.push_back(i);if (val != v.capacity()){cout <<"now the capacity is:  "<< v.capacity() << endl;}val = v.capacity();}return 0;
}

g++：

vector增删查改

覆盖assign()

assign：将新内容指定给vector，替换其当前内容，并相应地修改其size。也就是说，起到一个替换、覆盖的作用。

演示：

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{vector<int> v;   v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);for (auto& e : v){cout << e << " ";}cout << endl;
v.assign(8, 8);for (auto& e : v){cout << e << " ";}return 0;
}

查找find()

其实vector的接口里并未提供find()，不光是vector，list、deque等容器中也没有该函数。

这是因为像vector、list、deque等容器，它们都是从头到尾遍历查找，查找逻辑是相同的。

而在算法库<algorithm>中，find()是一个类模板算法，所有的容器都可以复用，想用时直接套上去用，因此没必要单独实现find()接口了。

注意：

1.要包<algorithm>头文件。

2.迭代器区间，都是左闭右开的：[ first,last )

3.返回的是迭代器。如果找到了val，返回val的迭代器；如果没找到，返回last，即右边开区间的位置。

示例：

#include<vector>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main()
{vector<int> v;   v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);cout << *it << endl;return 0;
}

插入insert()

有了insert()，我们可以实现自由插入了，包括头插。

现在我们就在2的前面插入一个100：

int main()
{vector<int> v;   v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2);   //先找到2的位置posif (pos != v.end()){vector<int>::iterator it = v.insert(pos, 100);     //在pos位置插入100，2被挤到后一个}for (auto& e : v){cout << e << " ";}return 0;
}

删除erase()

示例：

int main()
{vector<int> v;   v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 2);if (pos != v.end()){v.erase(pos);}for (auto& e : v){cout << e << " ";}return 0;
}

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