《C++ Primer》第3章 字符串、向量和数组（二）

参考资料：

• 《C++ Primer》第5版
• 《C++ Primer 习题集》第5版

3.3 标准库类型vector（P86）

vector 表示对象的序列，其中所有对象的类型相同，每个对象都有一个与之对应的索引。vector 容纳着其他对象，所以常被称作“容器”。

vector 是一个类模板，使用模板时，我们需要提供一些信息来指定模板需要实例化成什么类，提供信息的方式为：在模板名字后跟一对尖括号，在括号内放入信息：

vector<int> ivec;
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由于引用不是对象，所以不存在包含引用的 vector 。

vector 中的元素似乎不能具有 cv 属性，c++ - Does C++11 allow vector? - Stack Overflow

在早期的 C++ 版本中，嵌套 vector 需要写成 vector > ，而非 vector> 。

3.3.1 定义和初始化vector对象（P87）

最常见的初始化方法就是定义一个空 vector 。使用拷贝初始化时，必须保证两个 vector 对象的类型相同。

列表初始化vector对象

C++11 为了 vector 提供了列表初始化方法：

vector<string> articles{"a", "an", "the"};
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列表初始化只能使用花括号。

创建指定数量的元素

可以提供 vector 对象容纳的元素数量和统一初始值来初始化 vector 对象：

vector<int> ivec(10, -1);
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值初始化

如果我们只提供元素数量而不提供元素初始值，库会创建一个值初始化的元素初值，并把它赋给容器中的所有元素。如果 vector 对象的元素是内置类型，则元素初始值为 0 ，如果元素是某种类类型，则元素由类默认初始化。

这种初始化方法有两个限制：

• 如果有些类要求提供初始值，只提供元素数量就无法完成初始化操作。
• 只能使用直接初始化。

vector<int> ivec1(10);    // 正确
vector<int> ivec2 = 10;    // 错误
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列表初始值还是元素数量？

某些情况下，初始化的真实含义依赖于传递初始值时使用的时花括号还是圆括号。如果使用圆括号，可以理解为提供的值是用来构造 vector 对象的；如果使用花括号，可以理解为我们想列表初始化 vector 对象，所以初始化过程会尽可能把花括号内的值当作元素初始值的列表，在无法执行列表初始化时才会考虑其他方式。

vector<int> v1;    // 空
vector<int> v2(10);    // 10个值为0的元素
vector<int> v3(10, 42);    // 10个值为42的元素
vector<int> v4{10};    // 1个值为10的元素
vector<int> v5{10, 42};    // 两个元素，值分别为10和42
vector<string> v6{10};    // 10个空字符串
vector<string> v7{"a", "an"};    // 两个元素，值分别为"a"和"an"
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3.3.2 向vector对象中添加元素（P90）

push_back 可以把一个值当成 vector 对象的为元素压到 vector 对象的尾端。

C++ 要求 vector 能在运行时高效添加元素，所以在创建 vector 时指定其大小是没有必要的，且往往会导致性能下降。例外情况是所有元素的值都一样。

向 vector 对象添加元素蕴含的编程假定

范围 for 循环不应改变其遍历序列的大小。

3.3.3 其他vector操作（P91）

size 的返回类型是由 vector 定义的 size_type 类型：

vector<int>::size_type    // 正确
vector::size_type    // 错误
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计算vector内对象的索引

不能使用下标形式添加元素

vector<int> ivec(10, 0);
ivec[10] = 1;    // 错误
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下标运算符用于访问已经存在的元素。使用下标访问不存在的元素不会被编译器发现，而是在运行时产生一个不可预知的值，并常常导致缓冲区溢出。

3.4 迭代器介绍（P95）

所有标准库容器都可以使用迭代器（iterator）访问其元素。迭代器类似于指针类型，提了对象的间接访问，迭代器可以访问某个元素，也能从一元素移动到另一个元素。迭代器有无效和有效之分，有效的迭代器指向某个元素，或者指向尾元素的下一个位置。

3.4.1 使用迭代器（P95）

有迭代器的类型同时拥有返回迭代器类型的成员：

vector<int> ivec(10, 0);
auto b = ivec.begin(), e = ivec.end();
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begin 用于返回指向第一个元素的迭代器，end 用于返回指向尾后元素的迭代器。特别地，如果 vector 为空，则 begin 和 end 返回的是同一个迭代器。

迭代器运算符

试图解引用尾后迭代器和无效迭代器是未定义行为。

将迭代器从一个元素移动到另一个元素

所有标准库容器的迭代器都定义了 == 和 != ，但只有少数定义了 < 运算符，所以我们常常使用 it != v.end() 作为循环条件。

迭代器类型

拥有迭代器的标准库类型使用 iterator 和 const_iterator 来表示迭代器。const_iterator 和常量指针类似。

begin和end运算符

begin 和 end 的返回类型有对象是否是常量决定：

vector<int> v;
const vector<int> cv;

auto it1 = v.begin();    // it1的类型为vector::iterator
auto it2 = cv.begin();    // it2的类型为vector::const_iterator
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为了得到 const_iterator 类型，C++11 引入了 cbegin 和 cend 。

结合解引用和成员访问操作

it->mem 等价于 (*it).mem

某些对vector对象的操作可能会使迭代器失效

任何可能改变 vector 对象容量（如 push_back ）的操作都会导致该对象的迭代器失效。

使用了迭代器的循环体，不要向迭代器所属的容器添加元素。

3.4.2 迭代器运算（P99）

所有标准库容器的迭代器都支持 ++ 、== 和 != 。string 和 vector 的迭代器还提供了更多额外的迭代器运算：

迭代器的算术运算

两个迭代器相减得到的是类型为 difference_type 的带符号整数。

使用迭代器运算

用 mid = (beg+end) /2 代替 mid = beg + (end-beg)/2 可行吗？不可行，因为迭代器的加法不存在。