vector 详细用法 C++

时间:2022-03-31 16:37:17

       使用STL的三个境界:能用,明理,能扩展。本文属于第一个境界,如果结合了《STL源码解析》,则达到了第二个境界,如果项目中有需要,对STL进行了扩展则就达到了第三个境界!如果希望深刻理解vector的这些个成员函数,最好的办法是详细了解其内部实现,《STL源码解析》是个好途径!当然,也可以直接看编译器自带的<vector>的源码。

       vector是C++标准模板库中的部分内容,vector之所以被认为是一个容器,是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象,简单地说,vector是一个能够存放任意类型的动态数组。
       为了使用vector,必须包含头文件<vector>。另,vector属于std命名空间,因此需要通过命名限定,可以有如下三种方式,后两种方式更好,因为未引入的无关的内容。(依稀记的《Effective C++》的某个条款这个提过!)
using namespace std;
using namespace std::vector;
std::vector<int> vec;


现在以 std::vector<int> vec为例,描述相关函数的功能!

第一部分:

vec.begin()//指向迭代器中第一个元素。 
vec.end()//指向迭代器中末端元素的下一个,指向一个不存在元素。
vec.push_back(elem)//在尾部加入一个数据。
vec.pop_back()//删除最后一个数据。
vec.capacity()//vector可用空间的大小。
vec.size()//返回容器中数据个数。
vec.empty()//判断容器是否为空。
vec.front()//传回第一个数据。
vec.back()//传回最后一个数据,不检查这个数据是否存在。
vec.at(index)//传回索引idx所指的数据,如果idx越界,抛出out_of_range。
vec.clear()//移除容器中所有数据。
vec.erase(iterator)//删除pos位置的数据,传回下一个数据的位置。
vec.erase(begin,end)//删除[beg,end)区间的数据,传回下一个数据的位置。注意:begin和end为iterator
vec.insert(position,elem)//在pos位置插入一个elem拷贝,传回新数据位置。
vec.insert(position,n,elem)//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。
vec.insert(position,begin,end)//在pos位置插入在[beg,end)区间的数据,无返回值。

以下代码验证上述这些常用函数的功能:

#include<vector>
#include<iostream>

using namespace std;


int main()
{
vector<int> vec(3,0);
vector<int>::iterator iter;
vector<int>::iterator begin=vec.begin();
vector<int>::iterator end=vec.end();
cout<<"vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t i=0;
cout<<*iter<<",";
i++;
}
cout<<endl;
cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
vec.push_back(1);
vec.push_back(2);

begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<"push back 1 and 2 based on above;vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t j=0;
cout<<*iter<<",";
j++;
}
cout<<endl;
cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
vec.pop_back();

begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<"pop one element based on above;vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t k=0;
cout<<*iter<<",";
k++;
}
cout<<endl;
cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
/////////////////////////////////////////////////
begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<endl;
if(vec.empty())
{
cout<<"vec is empty"<<endl;
}
else
{
cout<<"vec is not empty"<<endl;
}
/////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
cout<<"based on the above:"<<endl;
cout<<" vec.front():"<<vec.front()<<endl;
cout<<" vec.back():"<<vec.back()<<endl;
begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<" size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<" capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
cout<<"vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t l=0;
cout<<*iter<<",";
l++;
}
cout<<endl;
////////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
cout<<"call at(),based on the above:"<<endl;
cout<<" vec.at():"<<vec.at(3)<<endl;
begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<" size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<" capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
cout<<"vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t m=0;
cout<<*iter<<",";
m++;
}
cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
cout<<"call clear(),based on the above:"<<endl;
vec.clear();
begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<" size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<" capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
cout<<"vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t m=0;
cout<<*iter<<",";
m++;
}
cout<<endl;
//////////////////////////////////////////////////
cout<<endl;
for(int i=1;i<8;i++)
{
vec.push_back(i);
}
cout<<"push_back 1,2,3,4,5,6,7 based on above;vec:";
begin=vec.begin();
end=vec.end();
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t m=0;
cout<<*iter<<",";
m++;
}
////////////////////////////
cout<<endl;
vec.erase(vec.begin()+2);
cout<<"call vec.erase(3),vec:";
begin=vec.begin();
end=vec.end();
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t m=0;
cout<<*iter<<",";
m++;
}
cout<<endl;
cout<<" size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<" capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
//////////////////////////
cout<<endl;
vec.erase(vec.begin()+1,vec.begin()+3);
cout<<"call vec.erase(1,3),vec:";
begin=vec.begin();
end=vec.end();
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t m=0;
cout<<*iter<<",";
m++;
}
cout<<endl;
cout<<" size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<" capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
return 1;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">}</span>

输出结果如下:

vector 详细用法 C++

vector中v[i]与v.at(i)的区别:参见:http://www.cnblogs.com/zhuyf87/archive/2012/12/06/2805579.html

void f(vector<int> &v)
{
v[0]; // A
v.at[0]; // B
}

      如果v非空,A行和B行没有任何区别。如果v为空,B行会抛出std::out_of_range异常,A行的行为未定义。
      c++标准不要求vector<T>::operator[]进行下标越界检查,原因是为了效率,总是强制下标越界检查会增加程序的性能开销。设计vector是用来代替内置数组的,所以效率问题也应该考虑。不过使用operator[]就要自己承担越界风险了。如果需要下标越界检查,请使用at。

第二部分:

assign函数原型及功能:
void assign(const_iterator first,const_iterator last); //功能:将区间[first,last)的元素赋值到当前的vector中,当前vector会清除掉容器中之前的内容。
void assign(size_type n,const T& x = T()); //功能:赋n个值为x的元素到当前vector中,当前vector会清除掉容器中之前的内容。

以下函数验证assign函数的功能:

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
vector<int> v1, v2, v3;
vector<int>::iterator iter;
for(int i=10; i<60; i+=10)
{
v1.push_back(i);
}
v2.push_back(1);
v2.push_back(2);

cout << "v1 = " ;
for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
{
cout << *iter << " ";
}
cout << endl;

cout << "v2 = ";
for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
cout << *iter << " ";
cout << endl;


v1.assign(v2.begin(), v2.end());
cout << "v2 = ";
for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
cout << *iter << " ";
cout << endl;
v3=v1;
v3.assign(4,3) ;
cout << "v3 = ";
for (iter = v3.begin(); iter != v3.end(); iter++)
cout << *iter << " ";
cout << endl;
return 0;
}
运行结果如下:
vector 详细用法 C++

第三部分:

vec.rbegin()//传回一个vector的最后一个数据的指针。
vec.rend()// 传回一个vector的第一个数据前一个位置的指针。?
验证代码如下:
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
vector<int> v1, v2, v3;
vector<int>::iterator iter;
for(int i=10; i<60; i+=10)
{
v1.push_back(i);
}
v2.push_back(1);
v2.push_back(2);

cout << "v1 = " ;
for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
{
cout << *iter << " ";
}
cout << endl;

cout << "v2 = ";
for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
cout << *iter << " ";
cout << endl;
vector<int>::reverse_iterator r_iter;
cout << "v1 in reverse ";
for (r_iter = v1.rbegin(); r_iter != v1.rend(); r_iter++)
cout << *r_iter << " ";
cout << endl;
cout<<"v1.rbegin():"<<*v1.rbegin()<<endl;
cout<<"v1.rbegin():"<<(*(v1.rbegin()--))<<endl;
cout<<"v1.rend()--:"<<*(v1.rend()--)<<endl;

cout<<"v1.rend()++:"<<*(v1.rend()++)<<endl;

return 0;
}
输出结果为:

vector 详细用法 C++

        此处有个疑问:对(*(v1.rbegin()++))、(*(v1.begin()++))、(*(v1.rbegin()--))、(*(v1.begin()--))均没达到预期,需要看下其内部究竟是怎么实现的!

        另外,注意:企图直接打印迭代器,编译是通不过的!eg:cout<< v1.begin();

第四部分:

vec.resize(num)//重新指定vector的长度。
vec.resize(num,value)//重新指定vector的长度。并设定新增的元素的值
当需要以vec[size+1]=vec[j];的方式对超过vector的size赋值时,都需要先调用下resize()函数,如果直接对超出vector.size()的位置赋值,编译不能通过!
如上所示,一种是仅仅设定size,另一种即设定size也设定value;其实resize函数就是重新设定finish指针。如果在调用resize函数时,发现vector没有剩余的空间了,则会以当前的size为基础,申请开辟2倍的空间。(开辟空间,拷贝,释放原有空间的过程)
第五部分:
vec.swap(vec1)//
swap(vec,vec1)//

#include<vector>#include<iostream>using namespace std;int main(){    vector<int> vec(3,0);    vector<int>::iterator iter;    vector<int>::iterator begin=vec.begin();    vector<int>::iterator end=vec.end();    cout<<"vec:";    for(iter=begin; iter!=end; iter++)    {        static std::size_t i=0;        cout<<*iter<<",";        i++;    }    cout<<endl;    vec.push_back(7);    cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;    cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;    vector<int>(vec).swap(vec);    cout<<"vector<int>(vec)-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;    cout<<"vector<int>(vec)-swap-size:"<<vec.size()<<endl;    {        vector<int> temp(vec);        temp.swap(vec);        cout<<"temp-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;        cout<<"temp-swap-size:"<<vec.size()<<endl;    }    vector<int>().swap(vec);    cout<<"vector<int>()-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;    cout<<"vector<int>()-swap-size:"<<vec.size()<<endl;     return 1;}
输出结果为:
vector 详细用法 C++

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


int main()
{
vector<int> vec(3,0);
vector<int>::iterator iter;
vector<int>::iterator begin=vec.begin();
vector<int>::iterator end=vec.end();
cout<<"vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
static std::size_t i=0;
cout<<*iter<<",";
i++;
}
cout<<endl;
vec.push_back(7);
cout<<"vec size:"<<vec.size()<<endl;
cout<<"vec capacity:"<<vec.capacity()<<endl;

vector<int> vec1(3,1);
vec1.push_back(6);
cout<<"vec1 size:"<<vec1.size()<<endl;
cout<<"vec1 capacity:"<<vec1.capacity()<<endl;

swap(vec,vec1);
begin=vec.begin();
end=vec.end();
cout<<"after swap vec:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
cout<<*iter<<",";
}
cout<<"vec size after swap():"<<vec.size()<<endl;
cout<<"vec capacity after swap():"<<vec.capacity()<<endl;

begin=vec1.begin();
end=vec1.end();
cout<<"after swap vec1:";
for(iter=begin; iter!=end; iter++)
{
cout<<*iter<<",";
}
cout<<"vec1 size after swap():"<<vec1.size()<<endl;
cout<<"vec1 capacity after swap():"<<vec1.capacity()<<endl;
return 0;
}
输出结果为:
vector 详细用法 C++

该结果表明<algorithm>中的函数swap(),只是交换两个vector中的内容,其原本的size和capacity均不做改变!

vec.reserve()//设定capacity的值,如果小于原本的capacity的值则保持为原本的capacity的值。

以下为显而易见的操作:
operator[]://此函数返回的是容器中指定位置的一个引用。
operattor*://指针的取址操作

若干种创建方式(vector的构造函数)
vector<type> vec
vector<type> vec(vec1)
vector<type> vec=vec1
vector<type> vec(n)
vector<type> vec(n,elem)
vector<type> vec(begin,end)
vector<type> vec{a,b,c,……}
vector<type> vec={a,b,c,……}