C++vector容器的使用

Posted 2022-12-10 Suk-god

文章目录

• 1、vector的介绍
• 2、 vector常用的接口
• • 2.1 构造和析构相关
  • 2.2 迭代器相关
  • 2.3 容量相关
  • 2.4 访问元素相关
  • 2.5 修改相关

1、vector的介绍

1. vector是表示可变大小数组的序列容器。
2. 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。但是又不像数组，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。
3. 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。
4. 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，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，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。
5. 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。
6. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， 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。

2、 vector常用的接口

2.1 构造和析构相关

2.1.1 (constructor)–构造相关

前提说明：const allocator_type& alloc = allocator_type()是一个配置器相关内容，它是用于指定要使用的空间配置器的，STL提供的默认的空间配置器，我们基本不用管这个参数，除非是我们自己实现了一个空间配置器，然后希望使用我们自己写的空间配置器。因此，我们在使用它的时候，暂时忽略即可！

（1）explicit vector(const allocator_type& alloc = allocator_type());

（2）explicit vector(size_type n.const value_type& val = value_type(),const allocator_type& alloc = allocator_type());

（3）template <class InputIterator>
vector (InputIterator first, InputIterator last,const allocator_type& alloc = allocator_type());

当然，这个范围也可以是数组/数组的一部分

（4）vector(const vector& x);
拷贝构造，用容器x的内容来构造新的容器

2.1.2（destructor）–析构相关

~vector();

释放相关资源

operator=----赋值运算符重载

vector& operator=(const vector& x);

2.2 迭代器相关

在vector中，有四组迭代器相关的接口
1、begin() & end()
iterator begin(); | const_iterator begin() const;
获取第一个数据位置的iterator或者const_iterator
iterator end();|const_iterator end() const;
获取最后一个数据的下一个位置的iterator或者const_iterator

2、rbegin() & rend()
reverse_iterator rbegin(); | const_reverse_iterator rbegin() const;
获取最后一个数据位置的reverse_iterator或者const_reverse_iterator
reverse_iterator rend(); | const_reverse_iterator rend() const;
获取第一个数据的前一个位置的reverse_iterator或者const_reverse_iterator

C++11中
3、cbegin() & cend()
const_iterator cbegin() const noexcept;
const_iterator cend() const noexcept;
4、crbegin() & crend()
const_reverse_iterator crbegin() const noexcept;
const_reverse_iterator crend() const noexcept;
解释：
const_iterator是一种指向const元素的随机访问迭代器类型，具体功效与begin()、end()、rbegin()、rend()功能一致，但是返回值具有的权限并不相同。带c的返回的迭代器指向的元素不可被修改
验证：

2.3 容量相关

size–获取容器中有效元素的个数

size_type size() const;

capacity—获取容器的容量

size_type capacity()const;

empty–判断容器是否为空，若是，返回true

resize—调整容器的有效元素个数

void resize(size_type n,value_type val = value_type());
将容器中有效元素的个数更新为n个，如果n大于原来容器的有效元素size,则多出来的元素使用val填充

验证：
（1）n<= size

（2）n > size
①n <= capacity

②n > capacity

reserve–更改容器的容量大小

void reserve(size_type n);

假设原来的容器的容量为capacity
（1）n <= capacity
直接忽略，不做处理

（2）n > capacity

2.4 访问元素相关

operator[]—重载[]，通过下标的方式访问元素

reference operator[](size_type n);
const_reference operator[](size_type n)const;

at—通过下标访问元素

reference at (size_type n);
const_reference at (size_type n) const;

二者的功能一致，都是访问下标n处的元素。
唯一不同的是：处理异常情况（比如访问越界）的方式不同
operator[]—>触发assert断言
at---->抛出异常

front—获取第一个元素

reference front();
const_reference front() const ;

back–获取最后一个元素

reference back();
const_reference back() const ;

C++11
data–获取指向内部元素数组的指针

value_type* data() noexcept;
const value_type* data() const noexcept;

代码演示：

2.5 修改相关

push_back —>在容器末尾插入一个元素

void push_back (const value_type& val);
可能会伴有扩容（当v.size() == v.capacity()）

pop_back -->将容器的最后一个元素删除

void pop_back();
注意：对一个空的容器使用pop_back会触发assert断言，导致程序崩溃

验证：

insert

①在position位置插入元素val
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
②在position位置插入n个元素val
void insert (iterator position, size_type n, const value_type& val);
③在position处插入一段区间内的元素[first，last)
template <class InputIterator>
void insert (iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

演示：

erase

①删除position位置的元素，合法范围 [v.begin(),v.end())
iterator erase(iterator position);
②删除一段范围[first，last）内的元素
iterator erase(iterator first,iterator last);

验证：

swap

void swap(vector& x);

clear

清空容器的有效元素
void clear()

OK，看到这里，关于vector的基本使用已介绍完毕~，下篇介绍一下vector中的一个重难点：迭代器失效问题，我们下篇见！