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C++中vector的常用接口詳析說明_C 語言

作者：三分苦 ? 更新時間： 2022-10-22 編程語言

1、vector介紹

vector是表示可變大小數(shù)組的序列容器。
就像數(shù)組一樣，vector也采用的連續(xù)存儲空間來存儲元素。也就是意味著可以采用下標對vector的元素進行訪問，和數(shù)組一樣高效。但是又不像數(shù)組，它的大小是可以動態(tài)改變的，而且它的大小會被容器自動處理。
本質(zhì)講，vector使用動態(tài)分配數(shù)組來存儲它的元素。當新元素插入時候，這個數(shù)組需要被重新分配大小。為了增加存儲空間。其做法是，分配一個新的數(shù)組，然后將全部元素移到這個數(shù)組。就時間而言，這是一個相對代價高的任務，因為每當一個新的元素加入到容器的時候，vector并不會每次都重新分配大小。
vector分配空間策略：vector會分配一些額外的空間以適應可能的增長，因為存儲空間比實際需要的存儲空間更大。不同的庫采用不同的策略權(quán)衡空間的使用和重新分配。但是無論如何，重新分配都應該是對數(shù)增長的間隔大小，以至于在末尾插入一個元素的時候是在常數(shù)時間的復雜度完成的。
因此，vector占用了更多的存儲空間，為了獲得管理存儲空間的能力，并且以一種有效的方式動態(tài)增長。
與其它動態(tài)序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在訪問元素的時候更加高效，在末尾添加和刪除元素相對高效。對于其它不在末尾的刪除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists統(tǒng)一的迭代器和引用更好。

2、vector的使用

2.1、vector的定義

（constructor）構(gòu)造函數(shù)聲明	接口說明
1、vector() 重點	無參構(gòu)造
2、vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）	構(gòu)造并初始化n個val
3、vector (const vector& x); （重點）	拷貝構(gòu)造
4、vector (InputIterator first, InputIterator last);	使用迭代器進行初始化構(gòu)造

示例：

1、vector() 無參構(gòu)造

int main()
{
	vector<int> v1;//存儲int類型數(shù)據(jù)
	v1.push_back(1);
	vector<double> v2;
	v2.push_back(1.1);//存儲double類型數(shù)據(jù)
	vector<string> v3;
	v3.push_back("hello world");//存儲string類型數(shù)據(jù)
}

2、vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）構(gòu)造并初始化n個val

vector<int> v1(10, 5);//用10個5來初始化v1

3、vector (const vector& x); ?拷貝構(gòu)造

vector<int> v1(10, 5);//用10個5來初始化v1
vector<int> v2(v1);//用v1去拷貝構(gòu)造v2

4、vector (InputIterator first, InputIterator last);?使用迭代器進行初始化構(gòu)造

vector<int> v1(10, 5);//用10個5來初始化v1
vector<int> v3(v1.begin(), v1.end());//使用迭代器拷貝構(gòu)造v2的數(shù)據(jù)

還可以通過迭代器初始化來獲得string的字符串

string s = "hello world";
vector<char> v(s.begin(), s.end());

2.2、vector的遍歷

接口名稱	使用說明
1、operator[ ]	下標 + [ ]
2、迭代器	begin + end 或 rbrgin + rend
3、范圍for	底層還是借用迭代器實現(xiàn)

operator[ ]

operator[ ]就是對[ ]的重載，是我們可以像C語言那樣使用下標 + [ ]去訪問元素。

void test()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		v[i] += 1;
		cout << v[i] << " "; // 2 3 4 5
	}
}

迭代器

?vector的迭代器和string的迭代器近乎一致，規(guī)則也都類似。

iterator的使用

接口說明

1、begin + end

begin獲取第一個數(shù)據(jù)位置的iterator/const_iterator，

end獲取最后一個數(shù)據(jù)的下一個位置的iterator/const_iterator

2、rbegin + rend

rbegin獲取最后一個數(shù)據(jù)位置的reverse_iterator，

rend獲取第一個數(shù)據(jù)前一個位置的reverse_iterator

正向迭代器：

void test2()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	//2、迭代器
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		*it -= 2;
		cout << *it << " "; // -1 0 1 2
		it++;
	}
}

反向迭代器：

void test()
{
	vector<int> v(10, 5);
	vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
	while (rit != v.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		rit++;
	}
}

范圍for

范圍for的底層就是替換了迭代器，先前string類已經(jīng)實現(xiàn)過。

?3、范圍for
void test()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	//3、范圍for
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " "; //1 2 3 4
	}
}

2.3、vector的空間增長問題

容量空間	接口說明
1、size	獲取數(shù)據(jù)個數(shù)
2、capacity	獲取容量大小
3、max_size	判斷是否為空
4、resize	改變vector中的size
5、reserve	改變vector的capacity

size和capacity

vector的size是用來獲取有效數(shù)據(jù)個數(shù)，而capacity就是獲取容量大小：

void test()
{
	vector<int> v(7, 5);
	cout << v.size() << endl;//7
	cout << v.capacity() << endl;//5
}

max_size

max_size的作用是返回vector容器可以容納的最大元素數(shù)，用類型的最大值除以sizeof(類型）即max_size。

void test()
{
	vector<int> v1;
	cout << v1.max_size() << endl;//1073741823
	vector<char> v2;
	cout << v2.max_size() << endl;//2147483647
}

reserve

reserve的作用是請求更改容量capacity。

如果?n?大于當前容量，則該函數(shù)會導致容器重新分配其存儲，將其容量增加到?n（或更大）。在所有其他情況下，函數(shù)調(diào)用不會導致重新分配，且容量不會受影響。

void test()
{
	vector<int> v(10, 5);
	cout << v.capacity() << endl;//10
	//如果n > 當前容量大小，更新容量至n
	v.reserve(100);
	cout << v.capacity() << endl;//100
	//如果n < 當前容量大小，不做出任何改動
	v.reserve(20);
	cout << v.capacity() << endl;//100
}

補充：

void test()
{
	size_t sz;
	std::vector<int> foo;
	sz = foo.capacity();
	std::cout << "making foo grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i) 
	{ 
		foo.push_back(i);
		if (sz != foo.capacity()) 
		{
			sz = foo.capacity();
			std::cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

測試結(jié)果如下：

capacity的代碼在vs和g++下分別運行會發(fā)現(xiàn)，vs下capacity是按1.5倍增長的，g++是按2倍增長的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。

為什么一定要按照1.5倍或2倍增長呢？

答案：合適，單次增容越多，插入N個值，增容次數(shù)越少，效率就越高，但是浪費空間就越多。單次增容越少，就會導致頻繁增容，效率低下。1.5倍或2倍是最平衡的做法。

resize

resize在空間的同時也進行了初始化。

如果?n?小于當前容器大?小，則內(nèi)容將減少到其前?n?個元素，刪除超出（并銷毀）的元素。如果?n?大于當前容器大小?，則通過在末尾插入所需數(shù)量的元素以達到?n?的大小來擴展內(nèi)容。如果指定了?val，則新元素將初始化為?val?的副本，否則，它們將進行值初始化。

void test()
{
	vector<int> v(10, 5);
	cout << v.size() << endl;//10
	cout << v.capacity() << endl;//10
	//如果n的大小 > size和capacity，更新到n。超出的部分用1初始化
	v.resize(100, 1);
	cout << v.size() << endl;//100
	cout << v.capacity() << endl;//100
	//如果n的大小 < size，更新size到n，容量capacity不變
	v.resize(50);
	cout << v.size() << endl;//50
	cout << v.capacity() << endl;//100
	//如果n的大小 > size，且 < capacity，更新size到n，容量capacity不變
	v.resize(70);
	cout << v.size() << endl;//50
	cout << v.capacity() << endl;//100
}

2.4、vector的增刪查改

vector增刪查改	接口說明
1、push_back	尾插
2、pop_back	尾刪
3、insert	在下標為pos的前面插入val
4、erase	刪除下標為pos的值
1、find	查找。（注意這個是算法模塊實現(xiàn)，不是vector的成員接口）
2、sort	排序。（注意這里也不是vector的函數(shù)接口，只是用于排序）

push_back和pop_back

這倆接口和string類以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沒啥區(qū)別，這里簡單給出測試用例：

void test()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(10);
	v.pop_back();
	v.pop_back();
}

insert和erase

insert就是在下標為pos的前面插入val，erase就是刪除下標為pos的值

void test9()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(10);
//insert
	v.insert(v.begin(), 0); //在下標為0的位置插入0
	v.insert(v.begin(), 2, -1);//在下標為0的位置往后插入兩個-1
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //-1 -1 0 1 10
	cout << endl;
	v.insert(v.begin() + 3, 2);//在下標為3的位置插入2
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //-1 -1 0 2 1 10
	cout << endl;
//erase
	v.erase(v.begin()); //頭刪
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //-1 0 2 1 10
	cout << endl;
	v.erase(v.begin() + 3); //刪除下標為3的值
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //-1 0 2 10
	cout << endl;
	//刪除在該迭代器區(qū)間內(nèi)的元素（左閉右開）
	v.erase(v.begin(), v.begin() + 3);//刪除下標[0, 3)左閉右開的值
	for (auto e : v)
		cout << e << " ";//10
}

find

這里的find并不是vector的成員函數(shù)，這個是算法模塊實現(xiàn)。其本質(zhì)就是在一段左閉右開的迭代器區(qū)間去尋找一個值。找到了就返回它的迭代器，找不到就返回它的開區(qū)間那個迭代器。

void test()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	//vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
	auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);//調(diào)用find在左閉右開的區(qū)間內(nèi)尋找val
	if (pos != v.end())
	{
		cout << "找到了" << endl;
		v.erase(pos);//找到后，把該值刪掉
	}
	else
	{
		cout << "沒有找到" << endl;
	}
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //1 2 4
}

sort

sort函數(shù)也不是vector的成員函數(shù)，這里只是為了對vector創(chuàng)建的數(shù)據(jù)進行排序。

void test()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(-23);
	v.push_back(30);
	v.push_back(9);
	v.push_back(0);
	v.push_back(-90);
//默認sort是升序
	sort(v.begin(), v.end());
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //-90 -23 0 1 9 30
	cout << endl;
//要排降序，就要用到仿函數(shù),具體是啥后續(xù)詳談
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for (auto e : v)
		cout << e << " "; //30 9 1 0 -23 -90
}

?總結(jié)

原文鏈接：https://blog.csdn.net/bit_zyx/article/details/125690334

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C++中vector的常用接口詳析說明_C 語言

目錄

1、vector介紹

2、vector的使用

2.1、vector的定義

2.2、vector的遍歷

operator[ ]

迭代器

范圍for

2.3、vector的空間增長問題

size和capacity

max_size

reserve

resize

2.4、vector的增刪查改

push_back和pop_back

insert和erase

find

sort

?總結(jié)

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2、vector的使用

2.1、vector的定義

2.2、vector的遍歷

operator[ ]

迭代器

范圍for

2.3、vector的空間增長問題

size和capacity

max_size

reserve

resize

2.4、vector的增刪查改

push_back和pop_back

insert和erase

find

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?總結(jié)

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