STL ----vector

简介: 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。

 一.认识vector

二.vector的使用

1.vector的构造函数

2.vector的迭代器

2.1 begin(),end()

2.2 rbegin(),rend()

2.3 迭代器初始化对象

3. vector 增删查改

3.1push_back(),pop_back()

3.2  insert(),erase()

3.3 operator[]

4.vector 空间控制

4.1 size(),capacity(),empty()

4.2 resize(),reserve()


一.认识vector

    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(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。

    使用STL的三个境界:能用,明理,能扩展 ,那么下面学习vector,我们也是按照这个方法去学习。

    二.vector的使用

    vector学习时一定要学会查看文档:vector 使用文档 vector的文档介绍,vector在实际中非常的重要,在实际中我们熟悉常见的接口就可以,下面列出了哪些接口是要重点掌握的。

    1.vector的构造函数

    image.gif编辑

    vector支持使用默认构造函数,同时支持模板:

    //<int> 模板类型,存储int的顺序表
      vector<int> v1;
      //存储string的顺序表
      vector<string> v2;
      //存储double的顺序表
      vector<double> v3;
      //存储char的顺序表
      vector<char> v4;

    image.gif

    vector 也支持构造并且初始化:

    //构造一个 vector开10个int空间,并全部初始化为2
      vector<int> v1(10, 2);

    image.gif

    支持拷贝构造,使用已经创建的对象初始化新的对象:

    //拷贝构造初始化
      vector<int> v2(v1);

    image.gif

    2.vector的迭代器

    vector容器也是可以使用迭代器的。有了迭代器范围for也就可以使用了。

    2.1 begin(),end()

    begin()获取第一个数据位置的 iterator/const_iteratorend() 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator。

    //构造一个 vector开10个int空间,并全部初始化为123
      vector<int> v1(10, 123);
      //vector 迭代器
      //auto it =v1.begin();
      vector<int>::iterator it = v1.begin();
      while (it != v1.end())
      {
        cout << *it << " ";
        it++;
      }
      cout << endl;

    image.gif

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    2.2 rbegin(),rend()

    rbegin()获取最后一个数据位置的 reverse_iteratorrend()获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

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    //构造一个 vector开10个int空间,并全部初始化为123
      vector<int> v1(10, 123);
      //vector 反向迭代器
      //auto rit =v1.rbegin();
      vector<int>::reverse_iterator rit = v1.rbegin();
      while (rit != v1.rend())
      {
        cout << *rit << " ";
        rit++;
      }

    image.gif

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    2.3 迭代器初始化对象

    vector也是支持迭代器区间初始化,而且初始化使用的迭代器区间不仅仅可以是vector的迭代器,也可以是其他容器的迭代器区间,但是要支持数据类型的转换。例如:

    string str("hello C++");
      vector<int> v1(10,2);
      vector<int> v2(v1.begin(), v1.end() - 5);
        //string的迭代器区间初始化
      vector<int> v3(str.begin(), str.end());
      for (auto e : v2)
      {
        cout << e<<" ";
      }
      cout << endl;
      for (auto e : v3)
      {
        cout << e << " ";
      }

    image.gif

    image.gif编辑

    3. vector 增删查改

    3.1push_back(),pop_back()

    push_back()提供可以在vector尾部插入数据的功能。pop_back()提供可以在尾部删除数据的功能。

    vector<int> v1;
      v1.push_back(10);
      v1.push_back(20);
      v1.push_back(30);
      v1.push_back(40);
      v1.push_back(50);
      v1.push_back(60);
      for (auto e : v1)
      {
        cout << e << " ";
      }
      cout << endl;
      v1.pop_back();
      v1.pop_back();
      for (auto e : v1)
      {
        cout << e << " ";
      }

    image.gif

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    3.2  insert(),erase()

    image.gif编辑

    insert支持在某一个迭代器位置 position 后进行插入一个val,或者在一个迭代器位置position ,插入 n 个val,也支持使用一段迭代器区间去插入,使用的迭代器区间可以是其他容器的迭代器区间,但是要支持数据类型的转换。

    image.gif编辑

    erase提供了删除某一个迭代器位置的值,或者某一段迭代器区间的值。

    vector<int> v1;
      //尾插 30 40 50 60
      v1.push_back(30);
      v1.push_back(40);
      v1.push_back(50);
      v1.push_back(60);
      for (auto e : v1)
      {
        cout << e << " ";
      }
      cout << endl;
      //在beginw位置之前插入20 10
      v1.insert(v1.begin(), 20);
      v1.insert(v1.begin(), 10);
      for (auto e : v1)
      {
        cout << e << " ";
      }
      cout << endl;
      //删除尾部的两个数据
      v1.erase(v1.end()-1);
      v1.erase(v1.end()-1);
      for (auto e : v1)
      {
        cout << e << " ";
      }

    image.gif

    image.gif编辑

    3.3 operator[]

    [ ]运算符的重载,支持 vector 像数组一样访问。

    vector<int> v1;
      //尾插 30 40 50 60
      v1.push_back(30);
      v1.push_back(40);
      v1.push_back(50);
      v1.push_back(60);
      for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
      {
        cout << (v1[i]+=10) << " ";
      }

    image.gif

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    4.vector 空间控制

    4.1 size(),capacity(),empty()

    size(),返回当前vector存储的数据个数。

    capacity()返回当前vector的容量。

    empty()判断当前容量是否为空。

    4.2 resize(),reserve()

    resize 修改当前 vector 的有效数据尾个数,可以增加也可以减少。resize 还可以开空间的同时并初始化,如果 resize 的大小比原 vector size 小是不会影响到容量的大小。如果 resize 的大小比原 vector sizevector 会进行扩容。

    vector<int> v1;
      //尾插 30 40 50 60
      v1.push_back(30);
      v1.push_back(40);
      v1.push_back(50);
      v1.push_back(60);
      v1.resize(2);
      for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
      {
        cout << v1[i] << " ";
      }

    image.gif

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    resize 开空间并初始化:

    vector<int> v1;
      //开10个空间,并且全部初始化为 5
      v1.resize(10, 5);
      for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
      {
        cout << v1[i] << " ";
      }

    image.gif

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    reserve可以进行扩充vector的容量,但是并不会初始化开的空间。但是 reserve 并不会缩容。

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