[C++ STL] vector使用详解

Posted 2021-02-08 linuxandmcu

一、vector介绍：

vector(向量): 是一种序列式容器，事实上和数组差不多，但它比数组更优越。一般来说数组不能动态拓展，因此在程序运行的时候不是浪费内存，就是造成越界。而vector正好弥补了这个缺陷，它的特征是相当于可分配拓展的数组（动态数组），它的随机访问快，在中间插入和删除慢，但在末端插入和删除快。

二、用法

1、头文件

#include <vector>
//vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，例如using std::vector;

2、定义及初始化

vector<int> a; //定义一个int类型的向量a
vector<int> a(10); //定义一个int类型的向量a，并设置初始大小为10
vector<int> a(10, 1); //定义一个int类型的向量a，并设置初始大小为10且初始值都为1
vector<int> a(b); //定义并用向量a初始化向量b
vector<int> b(a.begin(), a.begin()+3); //将a向量中从第0个到第2个(共3个)作为向量b的初始值

除此之外，还可以直接使用数组来初始化向量：

int n[] = {1, 2, 3, 4, 5} ;
vector<int> a(n, n+5) ;              //将数组n的前5个元素作为向量a的初值
//说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，
//这个主要是为了和vec.end()指针统一。
vector<int> a(&n[1], &n[4]) ;        //将n[1]、n[2]、n[3]作为向量a的初值

3、基本操作

(1) 容量

• 向量大小： vec.size();
• 向量容量： vec.capacity(); //指在发生realloc前能允许的最大元素数，即预分配的内存空间，与size()不同
• 向量最大容量： vec.max_size();
• 更改向量大小： vec.resize();
• 向量判空： vec.empty();
• 减少向量大小到满足元素所占存储空间的大小： vec.shrink_to_fit();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i<6; i++)
    {
        vec.push_back(i);
    }

    cout << "元素大小： " << vec.size() << endl;
    cout << "元素容量： " << vec.capacity() << endl;
    cout << "元素最大容量： " << vec.max_size() << endl;
    vec.resize(0); //更改元素大小
    cout << "元素大小： " << vec.size() << endl;
    if (vec.empty())
        cout << "元素为空" << endl;

    return 0;
}

/*
输出结果：
元素大小： 6
元素容量： 6
元素最大容量： 1073741823
元素大小： 0
元素为空
*/

?

(2) 修改

• 多个元素赋值： vec.assign(); //类似于初始化时用数组进行赋值
• 末尾添加元素： vec.push_back();
• 末尾删除元素： vec.pop_back();
• 任意位置插入元素： vec.insert();
• 任意位置删除元素： vec.erase();
• 交换两个向量的元素： swap();
• 清空向量元素： vec.clear();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;

    //多个元素赋值
    vec.assign(3, 1);
    //末尾添加元素
    vec.push_back(4);
    vec.push_back(5);
    //末尾删除元素
    vec.pop_back();
    //任意位置插入元素
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    vec.insert(++it, 2);
    /*** 任意位置删除元素 ***/
    //删除单个元素 erase(it)
    vec.erase(it);
    //删除一个区间[first, last)的元素erase(first, last) //first与last都是迭代器
    vec.erase(vec.end() - 1, vec.end()); //删除最后一个元素
    //交换两个向量的元素
    vector<int> vec2(3, 2);
    swap(vec, vec2);

    //display vec
    cout << "vec: ";
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;
    //display vec2
    cout << "vec2: ";
    for (int i = 0; i<vec2.size(); i++)
        cout << vec2[i] << " ";
    cout << endl;

    //清空向量元素
    vec.clear();
    cout << "clear,vec: ";
    for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
        cout << *it << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
vec: 2 2 2
vec2: 1 1 1
clear,vec:
*/

?

(3) 迭代器

• 开始指针：vec.begin();
• 末尾指针：vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
• 指向常量的开始指针： vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
• 指向常量的末尾指针： vec.cend();

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);

    cout << "*(vec.begin()): " <<*(vec.begin()) <<endl;
    cout << "*(vec.end()): " << *(--vec.end()) << endl;
    cout << "*(vec.cbegin()): " << *(vec.cbegin()) <<endl;
    cout << "*(vec.cend()): " << *(--vec.cend()) <<endl;
    cout << endl;

    return 0;
}

/*
*(vec.begin()): 1
*(vec.end()): 3
*(vec.cbegin()): 1
*(vec.cend()): 3
*/

?

(4) 元素的访问

• 下标访问： vec[1]; //并不会检查是否越界
• at方法访问： vec.at(1); //以上两者的区别就是at会检查是否越界，是则抛出out of range异常
• 访问第一个元素： vec.front();
• 访问最后一个元素： vec.back();
• 返回一个指针： int* p = vec.data(); //可行的原因在于vector在内存中就是一个连续存储的数组，所以可以返回一个指针指向这个数组。这是是C++11的特性。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        vec.push_back(i);

    //下标访问
    cout << "下标访问: " << vec[0] << endl;
    //at方法访问
    cout << "at方法访问: " << vec.at(0) << endl;
    //访问第一个元素
    cout << "访问第一个元素: " << vec.front() << endl;
    //访问最后一个元素
    cout << "访问最后一个元素: " << vec.back() << endl;
    //返回一个指针
    int *p = vec.data();
    cout << "指针指向元素: " << *p <<endl;

    return 0;
}

/*
下标访问: 0
at方法访问: 0
访问第一个元素: 0
访问最后一个元素: 5
指针指向元素: 0
*/

?

(5) 算法

• 遍历元素

vector<int>::iterator it;
for (it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
    cout << *it << endl;
//或者
for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    cout << vec.at(i) << endl;
}

• 元素翻转

#include <algorithm>
reverse(vec.begin(), vec.end());

• 元素排序

#include <algorithm>
sort(vec.begin(), vec.end()); //采用的是从小到大的排序
//如果想从大到小排序，可以采用先排序后反转的方式，也可以采用下面方法:
//自定义从大到小的比较器，用来改变排序方式
bool Comp(const int& a, const int& b) {
    return a > b;
}
sort(vec.begin(), vec.end(), Comp);

参考文献：

博客园vector博客