一，什么是vector

vector（向量）是一個(gè)封裝了動(dòng)態(tài)大小數(shù)組的順序容器。能夠存放各種類(lèi)型的對(duì)象（注：一個(gè)容器中所有對(duì)象必須是同一種類(lèi)型的）?？烧J(rèn)為vector是一個(gè)能夠存放任意類(lèi)型的動(dòng)態(tài)數(shù)組，可添加和刪除數(shù)據(jù)（因?yàn)閯?dòng)態(tài)，所以相比數(shù)組節(jié)省空間）。

c++ primer的作者說(shuō)到，在實(shí)際的編程中，我們作為程序員應(yīng)該避免用到低級(jí)數(shù)組和指針，而更應(yīng)該多用高級(jí)的vector和迭代器。

二，容器特性

1，順序序列

順序容器中的元素按照嚴(yán)格的線性順序排序。可以通過(guò)元素在序列中的位置訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的元素。

2，動(dòng)態(tài)數(shù)組

支持對(duì)序列中的任意元素進(jìn)行快速直接訪問(wèn)，可通過(guò)指針進(jìn)行該操作。提供在序列末尾增加/刪除元素的操作。

3，能夠感知內(nèi)存分配器

容器使用一個(gè)內(nèi)存分配器對(duì)象來(lái)動(dòng)態(tài)地處理它的存儲(chǔ)需求。

三，常用基本函數(shù)實(shí)現(xiàn)

vector(): 構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)空vector

vector(int nSize): 創(chuàng)建一個(gè)vector,元素個(gè)數(shù)為nSize

vector(int nSize,const t& t): 創(chuàng)建一個(gè)vector，元素個(gè)數(shù)為nSize,且值均為t

vector(begin,end): 復(fù)制[begin,end)區(qū)間內(nèi)另一個(gè)數(shù)組的元素到vector中

~vector(): 析構(gòu)函數(shù)，銷(xiāo)毀容器對(duì)象并回收所有分配內(nèi)存

void push_back(const T& x): 向量尾部增加一個(gè)元素X

iterator insert(iterator it,const T& x): 向量中迭代器指向元素前增加一個(gè)元素x

iterator insert(iterator it,int n,const T& x): 向量中迭代器指向元素前增加n個(gè)相同的元素x

iterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last): 向量中迭代器指向元素前插入另一個(gè)相同類(lèi)型向量的[first,last)間的數(shù)據(jù)

iterator erase(iterator it): 刪除向量中迭代器指向元素

iterator erase(iterator first,iterator last): 刪除向量中[first,last)中元素

void pop_back(): 刪除向量中最后一個(gè)元素

void clear(): 清空向量中所有元素，即size值全部為0，但存儲(chǔ)空間沒(méi)有改變（釋放）

reference at(int pos): 返回pos位置元素的引用

reference front(): 返回首元素的引用

reference back(): 返回尾元素的引用

iterator begin(): 返回向量頭指針，指向第一個(gè)元素

iterator end(): 返回向量尾指針，指向向量最后一個(gè)元素的下一個(gè)位置

bool empty() const: 判斷向量是否為空，若為空，則向量中無(wú)元素

int size() const: 返回向量中元素的個(gè)數(shù)

int capacity() const: 返回當(dāng)前向量所能容納的最大元素值

int max_size() const: 返回最大可允許的vector元素?cái)?shù)量值

void swap(vector&): 交換兩個(gè)同類(lèi)型向量的數(shù)據(jù)，交換兩個(gè)容器內(nèi)容，涉及存儲(chǔ)空間分配問(wèn)題

void assign(int n,const T& x): 設(shè)置向量中前n個(gè)元素的值為x

void assign(const_iterator first,const_iterator last): 向量中[first,last)中元素設(shè)置成當(dāng)前向量元素

四，基本用法

1，頭文件

vector是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)STL中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此要使用vector，需要在程序頭添加：

#include <vector>
using namespace std;

2，創(chuàng)建和使用

創(chuàng)建vector對(duì)象

//創(chuàng)建一個(gè)普通一維動(dòng)態(tài)數(shù)組
vector<int> vec;
//創(chuàng)建一個(gè)二維動(dòng)態(tài)數(shù)組
vector<vector<int>> vec2;
//尾部插入數(shù)字：
vec.push_back(1);
//尾部刪除數(shù)字：
vec.pop_back();
//使用下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)組,下標(biāo)從0開(kāi)始
cout<<vec[0]<<endl;
//使用迭代器訪問(wèn)元素
vector<int>::iterator it;
for(it = vec.begin();it != vec.end();it++){
	cout<< *it <<endl;
}
//插入元素
vec.insert(vec.begin()+i,a);
//刪除元素
vec.erase(vec.begin()+i);
vec.erase(vec.begin()+i,vec.end()+j);
//向量大?。?
vec.size();
//清空向量：
vec.clear();

vector的元素可以是int，double，string，結(jié)構(gòu)體，注意：結(jié)構(gòu)體要定義為全局的，否則會(huì)出錯(cuò)。

3，算法

(1) 使用reverse將元素翻轉(zhuǎn)：

// 需要頭文件 
#include <algorithm>
reverse(vec.begin(),vec.end());

(2)使用 sort 排序：

// 需要頭文件
#include<algorithm>，
sort(vec.begin(),vec.end());(默認(rèn)是按升序排列,即從小到大).

五，vector占用內(nèi)存空間問(wèn)題

1，vector內(nèi)存自增長(zhǎng)

與其他容器不同，其內(nèi)存空間只會(huì)增長(zhǎng)，不會(huì)減小。

為了支持快速的隨機(jī)訪問(wèn)，vector容器的元素以連續(xù)方式存放，每一個(gè)元素都緊挨著前一個(gè)元素存儲(chǔ)。設(shè)想一下，當(dāng)vector添加一個(gè)元素時(shí)，為了滿足連續(xù)存放這個(gè)特性，都需要重新分配空間、拷貝元素、撤銷(xiāo)舊空間，這樣性能難以接受。

因此STL實(shí)現(xiàn)者在對(duì)vector進(jìn)行內(nèi)存分配時(shí)，其實(shí)際分配的容量要比當(dāng)前所需的空間多一些。就是說(shuō)，vector容器預(yù)留了一些額外的存儲(chǔ)區(qū)，用于存放新添加的元素，這樣就不必為每個(gè)新元素重新分配整個(gè)容器的內(nèi)存空間。

每當(dāng)vector容器不得不分配新的存儲(chǔ)空間時(shí)，會(huì)以加倍當(dāng)前容量的分配策略實(shí)現(xiàn)重新分配。

2，vector內(nèi)存釋放

所有內(nèi)存空間是在vector析構(gòu)時(shí)候才能被系統(tǒng)回收。empty()用來(lái)檢測(cè)容器是否為空的，clear()可以清空所有元素，但無(wú)法釋放內(nèi)存。如果需要空間動(dòng)態(tài)縮小，可以考慮使用deque或者使用其他容器。

六，疑問(wèn)解答

1，vector與數(shù)組的區(qū)別

相同點(diǎn)：

都是可以對(duì)同一種類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)

都可以用迭代器操作

都可以通過(guò)下標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

不同點(diǎn)：

vector動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度，可通過(guò)push_back和pop_back方法增加和縮短長(zhǎng)度；數(shù)組長(zhǎng)度在定義時(shí)已經(jīng)確定，不可更改

vector的下標(biāo)必須是無(wú)符號(hào)數(shù)；數(shù)組下標(biāo)可以是有符號(hào)數(shù)

2，C++11關(guān)于vector的新增特性有：

a.cbegin();    // 返回指向容器中第一個(gè)元素的const_iterator
a.cend();      // 返回指向容器中最后一個(gè)元素的const_iterator
a.crbegin();   // 反轉(zhuǎn)迭代器, 返回指向容器中最后一個(gè)元素的const_iterator
a.crend();     // 反轉(zhuǎn)迭代器, 返回指向容器中第一個(gè)元素的const_iterator
a.emplace();   // 類(lèi)似insert功能，但比它更有效率
a.emplace_back(); //類(lèi)似push_back, 但比它更有效率

總結(jié)