【C++STL详解（三）】------vector的介绍与使用

前言

一、关于数组

二、vector的介绍

三、vector的使用

Ⅰ、默认成员函数

1.构造函数

2.赋值重载

3.析构函数

Ⅱ、容量

1.size(）

2.capacity()

3.empty()

4.resize()

5.reserve()

Ⅲ、遍历操作

1.迭代器

begin() +end()（正向迭代器）

rbegin()+rend()（反向迭代器）

2.operator【】

Ⅳ、增删查改

1.push_back()

2.pop_back()

3.find()

4.insert

5.erase

6.swap

四、vector细节问题-迭代器失效

Ⅰ、失效案例

1.会引起底层结构发生改变的操作！

2.指定位置元素的删除操作--erase

Ⅱ、解决方案

Ⅲ、总结

前言

下面接着来介绍C++中容器vector的使用，本文章重点介绍一些常用的接口，不是全部接口哦，完整版文档大家可以参照vector文档（建议PC端打开哦！）

一、关于数组

想必在C语言阶段是大家经常使用的数组都是静态的，就像下面这段代码一样
int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
上面就是我们平时喜欢定义的数组，实际上在C++STL库里面也存在着一个容器，array，只不过它是C++11后才提出的，它的出现主要是类比于上面这段数组！

这是它在文档中的介绍，它是一个模板类，参数是非类型模板参数，下面的解释是：它是一个固定大小的序列容器:它们按照严格的线性顺序保存特定数量的元素。说白了就是一个静态数组！

那么它和我们C语言中的静态数组有什么区别呢？其实就是对越界的处理方式不同，来看这两段代码
int a[10];//C语言中的静态数组
array<int,10> a2;//C++的//越界访问是否可行？
a[10];
a[11]=11;//可行？
a2[12];
a2[12]=1;
其实将其放入编译器中C语言的a数组，没有问题正常运行，而C++的这个a2数组程序会直接崩溃！

原因：

①对于C语言的a数组，编译器对其的处理是：越界读没有问题，越界写只是一种抽查，不一定会报错！具有局限性！

②而对于C++提供的array这个容器，对于任意位置的越界读写，程序都会直接结束，它的底层实现用了assert断言！

单从这个角度，C++提供的这个容器很香喷喷，其实不然，它存在的问题就是----开空间过大，会导致栈溢出！而且还不能初始化！又不香了！所以实际中我们一般喜欢使用vector容器，因为它能解决的vector也能解决，vector能解决它不一定能解决！

二、vector的介绍

vector是表示可变大小数组的序列容器。

就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素，也就是说它可以采用下标对元素进行访问，唯一一点与数组的不同在vector它是动态的，大小会自动的去调整

本质讲，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。

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相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list 统一的迭代器和引用更好

ps:这些容器后面都会讲解 ！

三、vector的使用

Ⅰ、默认成员函数

1.构造函数

vector的构造函数常见的有四个：

vector();    //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);//迭代器区间构造

具体使用：

vector<int> v1;//无参vector<int> v2(10, 1);//初始化元素为10个1vector<int> v3(v2);//将v2的内容拷贝给v3，并初始化v3vector<int> v4(v2.begin(), v2.begin() + 5);//迭代器区间构造

2.赋值重载

vector& operator= (const vector& x);//使用
vector<int> v2(10, 1);//初始化元素为10个1vector<int> v5=v2;//赋值

3.析构函数

~vector();
一般这个采用自带的就行！

Ⅱ、容量

1.size(）

//原型,获取数据个数
size_type size() const;//使用
vector<int> v2(10,1);
cout << v2.size();

2.capacity()

v2.capacity();//获取容量大小

3.empty()

v2.empty();//判空

4.resize()

void resize(size_type n, value_type val = value_type());

调整size的大小，规则如下：

①如果n比当前的size小，那么就会缩小当前的size直至和n相等，其余部分删除

②如果n比当前的size大，那么就会扩充到n，扩充的部分如果没有给出具体的值，则用0代替，反之用具体的值代替！

③如果n大于当前的capacity，则会自动重新分配空间，在将原始数据拷贝到新空间！

①比size小的情况：

②比size大的情况：

5.reserve()

void reserve(size_type n);

调整capacity的大小，规则如下：

①如果n小于当前容量，什么都不做

②如果n大于当前容量，就扩充到和n一样大

Ⅲ、遍历操作

1.迭代器

begin() +end()（正向迭代器）

实际上和前面的string类一样的迭代器！

begin():指向的是第一个元素的位置！

iterator begin();
const_iterator begin() const;//为const对象提供的

end(): 指向的是最后一个元素的下一个位置！

iterator end();

const_iterator end() const;

代码实现：

rbegin()+rend()（反向迭代器）

rbegin:指向最后一个元素的位置！

reverse_iterator rbegin();

const_reverse_iterator rbegin() const;

rend：指向的是第一个元素的前一个位置！

reverse_iterator rend();

const_reverse_iterator rend() const;

代码实现：

2.operator【】

有了它就能想普通数组那样通过下标去访问特定的元素了！

reference operator[] (size_type n);

const_reference operator[] (size_type n) const;

直接看代码，没啥好说的哥们！

要注意：有了它我们不仅仅是读元素，还可以进行修改与赋值！

Ⅳ、增删查改

1.push_back()

一个简单的尾插操作！

void push_back(const value_type & val);
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 9; i++)
{v.push_back(i);
}

2.pop_back()

简单的尾删操作！

void pop_back();
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 9; i++)
{v.push_back(i);
}v.pop_back();//尾删

3.find()

查找操作！需要注意：这个不是vector成员函数的接口，这个是算法库里面的，把它放在这里是因为它可以和下面的insert、erase操作配合使用！

它在算法库面实际上是一个模板

可以看到它的功能是：在一个迭代区间里面去寻找特定的val，如果找到这个元素，那就返回当前位置的迭代器；如果找不到，那就返回迭代区间的最后一个位置迭代器！

4.insert

插入操作：在pos位置之前插入一个元素！

可以看到它需要传入对应位置的迭代器！所以就可以配合find()去使用！

直接看操作

①特定位置前插入一个值

②特定位置前插入n个val

③在特定位置前插入一段迭代区间（左闭右开）

一定要注意区间是左闭右开的。vector的动态数组下标都是从0开始的

5.erase

删除操作：删除特定位置或者区间的值！

iterator erase(iterator position);
iterator erase(iterator first, iterator last);

来吧，展示！同样也需要配合find()使用

①删除特定位置的值

②删除特定区间的值（左闭右开）

6.swap

主要是交换两个vector的数据空间！这个是vector内部的成员函数，不是那个算法库里面的全局的vector

void swap(vector & x);

直接上代码：

四、vector细节问题-迭代器失效

首先需要知道一点，迭代器的作用就是让算法不关心底层的设计实现，而行为却像指针那样进行数据的访问和操作。对于vector来说，它的迭代器的底层设计就是原生的指针T*。所以迭代器失效就是指：迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁，而却还在使用这块已经释放的空间，最终的结果会导致程序崩溃！

Ⅰ、失效案例

1.会引起底层结构发生改变的操作！

比如：resize、reserve、insert、assgin、push_back等，因为这些操作都可能会存在扩容这一操作！
vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 9; i++)
{v.push_back(i);
}vector<int>::iterator it;
it = find(v.begin(), v.end(), 5);v.insert(it, 100, 1);while (it != v.end())
{cout << *it << " ";++it;
}//可行？
结果如下：

很明显，程序崩溃了！原因就是insert操作导致vector扩容了，开辟了新空间，也就是说vector旧的底层空间已经释放，可是it仍然指向那块空间，在对它进行访问时，实际上就是非法访问一块已经释放的空间，那程序必然崩溃！

2.指定位置元素的删除操作--erase

vector<int> v;
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{v.push_back(i);
}vector<int>::iterator it;
it = find(v.begin(), v.end(), 3);v.erase(it);
while (it != v.end())
{cout << *it << endl;it++;
}
直接上结果：

和上面一样的结局，但是原因不同。erase它实际上是不改变底层的结构的，因为删除pos位置的元素后，pos位置后面的元素会向前挪动，理论上来讲是不会失效的！但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。

Ⅱ、解决方案

最好的解决方案就是在上述操作的后面不要再使用迭代器了，如果硬是要使用的话，那应该要将迭代器进行更新了再去使用即可！

Ⅲ、总结

迭代器失效的情况在不同的环境下处理结果不一样，上述崩溃的情况是在VS的下的情况，实际上在Linux下没有那么的严格，但是还是应该注意，要用前最好重新去赋值
对于迭代器失效的问题，并不是所有的容器都会存在这个问题，迭代器的失效取决于该容器的底层结构是怎么样的，比如list的insert就没有这样的问题，因为链表底层是不连续的，new出来的，但是它的erase就有存在失效的问题！注意：链表的迭代器失效只会导致当前节点的迭代器失效！（了解底层后就可以理解了）

今天就分享到这里，希望对大家有所帮助！