3.3 STL常用容器 -- 2.vector容器

企业开发 2023-06-25 11:36:35 阅读次数: 0

vector容器

2. vector 容器

2.1 vector基本概念

功能：

  • vector数据结构与数组非常相似，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容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

2.2 vector构造函数

功能描述：

  • 创建vector容器

函数原型：

  • vector 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

代码示例：

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

void printVector(vector<int> & v)
{
    
    
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

void test_01()
{
    
    
	// 1. 采用模板实现类实现，默认构造参数
	vector<int> v1; // 无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	
	// 2. 将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身
	vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	// 3. 构造函数将n个elem拷贝给本身
	vector<int> v3(10, 100);
	printVector(v3);

	// 4.拷贝构造函数
	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);
}

int main() 
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
// 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

2.3 vector赋值操作(=、assign)

功能描述：

  • 给vector容器进行赋值

函数原型：

  • vector& operator=(const vector &vec);  // 重载等号操作符
  • 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

示例代码：

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

void printVector(vector<int>& v)
{
    
    
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

// 赋值操作
void test_01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	// 1. 重载符号操作符
	vector<int> v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);
	
	// 2. assign(begin, end) //将[begin, end)区间中的数据拷贝赋值给本身
	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	// 3.assign(n, elem) // 将n个elem拷贝赋值给本身
	vector<int> v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
}
int main() 
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

2.4 vector容量和大小(empty、capacity、size、resize)

功能描述：

  • 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

  • empty();     // 判断容器是否为空
  • capacity();   //容器的容量
  • size();     // 返回容器中元素的个数
  • resize(int num);  // 重新指定容器的长度为num, 若容器边长，则以默认值填充新位置，若容器变短，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，若容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例代码：

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

void printVector(vector<int> &v)
{
    
    
	for (vector<int>::iterator it  = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
    
    
		cout << *it << ' ';
	}
	cout << endl;
}

void test_01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	if (v1.empty())
	{
    
    
		cout << "v1为空" << endl;
	}
	else
	{
    
    
		cout << "v1不为空" << endl;
		cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
		cout << "v1的大小为 = " << v1.size() << endl;
	}

	//resize重新指定大小， 若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
	v1.resize(15, 10);
	printVector(v1);
	// resize重新指定大小，若指定更小，超出部分元素删除
	v1.resize(5);
	printVector(v1);
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// v1不为空
// v1的容量 = 13
// v1的大小为 = 10
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 10 10
// 0 1 2 3 4

2.5 vector插入和删除(push_back、pop_back、insert、erase、clear)

功能描述：

  • 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

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

代码示例

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

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

// 插入和删除
void test_01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	// 尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	printVector(v1);

	// 尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);
	// 插入
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);
	v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
	printVector(v1);
	// 删除
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);
	// 清空
	v1.erase(v1.begin(), v1.end());
	v1.clear();
	printVector(v1);
}

int main() 
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// 10 20 30 40 50
// 10 20 30 40
// 100 10 20 30 40
// 1000 1000 100 10 20 30 40
// 1000 100 10 20 30 40
//

2.6 vector数据存取(at、[]、front、back)

功能描述：

  • 对vector中数据的存取操作

函数原型：

  • at(int index);   // 返回索引idx所指的数据
  • operator[];   // 返回索引idx所指的数据
  • 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

代码示例：

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

void test_01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		v1.push_back(i);
	}
	// 通过[]方式访问元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
    
    
		cout << v1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	// 通过at()方式访问元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
    
    
		cout << v1.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
	cout << "v1的最后一个元素为：" << v1.back() << endl;
}

int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// v1的第一个元素为： 0
// v1的最后一个元素为：9

2.7 vector互换容器(swap)

功能描述：

  • 实现两容器内元素进行互换
  • 巧用可以达到实用的收缩内存效果

函数原型：

  • swap(vec);   // 将vec与本身的元素互换

代码示例：

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

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

void test_01()
{
    
    
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		v1.push_back(i);
	}
	cout << "互换容器前" << endl;
	printVector(v1);
	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i >0; i--)
	{
    
    
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);

	// 互换容器
	cout << "互换容器" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
}

void test_02()
{
    
    
	// 创建vector容器，存放一个比较大的数
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
	{
    
    
		v.push_back(i);
	}
	cout << "1. v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "1. v的大小为：" << v.size() << endl;
	v.resize(3);
	// resize后，容量不变，造成资源浪费
	cout << "2. v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "2. v的大小为：" << v.size() << endl;
	// 收缩内存  
	// vector<int>(v) 匿名对象,拷贝构造
	vector<int>(v).swap(v); 
	cout << "3. v的容量为：" << v.capacity() << endl;
	cout << "3. v的大小为：" << v.size() << endl;
}

int main()
{
    
    
	test_01();
	test_02();
	system("pause");
	return 0;
}
// 互换容器前
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
// 互换容器
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 1. v的容量为：138255
// 1. v的大小为：100000
// 2. v的容量为：138255
// 2. v的大小为：3
// 3. v的容量为：3
// 3. v的大小为：3

2.8 vector预留空间(reserve)

功能描述：

  • 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

  • reserve(int len);   // 容器中预留len个元素空间，预留位置不初始化, 元素不可访问

代码示例：

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

void test_01()
{
    
    
	vector<int> v;
	// 预留空间
	v.reserve(100000);
	// num统计扩展空间次数
	int num = 0;
	int* p = NULL;
	for (int i = 0; i < 10000; i++)
	{
    
    
		v.push_back(i);
		if (p != &v[0])
		{
    
    
			p = &v[0];
			num++;
		}
	}
	cout << "num: " << num << endl;
}
int main()
{
    
    
	test_01();
	system("pause");
	return 0;
}
// num: 1

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