STL:vector容器详解

vector容器数据结构与数组十分类似，也称为单端数组。vector与数组的不同之处在与数组是静态空间，而vector可以动态扩展。
这里简单介绍一下什么是动态扩展：
动态扩展并不是在原空间之后续接新的空间（因为无法保证后序的空间是否被占用），而是找一个更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，并释放原来的空间。
具体vector容器的结构图如下所示：

从图中可以看出：
1.push_back()方法用于在尾部插入数据,pop_back()用于在尾部删除数据，即尾插与尾删；
2.front()代表容器中的第一个元素，back()代表容器中的最后一个元素；
3.vector主要有4个迭代器，v.begin()代表第一个元素的位置，v.end()代表最后一个元素的下一个位置，v.rbegin()代表尾部第一个元素的位置，而v.rend()代表第一个元素的前一个位置；
4.vector对外提供了很多接口，包括insert可以插入数据，erase可以删除数据等。

另外需要注意的是：vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。

1.vector的构造函数

具体的实现检验代码如下所示：

#include
#include
using namespace std;
//vector容器的构造函数
void printVector(vector<int>&v) {
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}//输入vector容器中的元素
int main() {
	vector<int> v1;//默认构造 无参构造
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);;
	}
	printVector(v1);
	//通过区间方式进行构造
	//v1.begin()代表第一个元素的位置 v1.end()代表最后一个元素的下一个位置
	vector<int> v2(v1.begin()+1, v1.end()-1);
	printVector(v2);

	//n个elem方式构造
	vector<int> v3(10, 100);//10个100的初始化操作
	printVector(v3);

	//拷贝构造
	vector<int> v4(v3);
	printVector(v4);
	return 0;
}
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总之，vect的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可！

2.vector的赋值操作

vector的赋值操作主要有operator=和assign两种赋值方式，具体使用如下表所示:

#include
#include
using namespace std;
//vector容器的赋值操作
void printVector(vector<int>&v) {
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
int main() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	//赋值 operator=
	vector<int> v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);//作用和拷贝构造函数类似 即vector v2(v1)
	//assign赋值
	vector<int> v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);
	//n个elem方式赋值
	vector<int> v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
	return 0;
}
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总结：vector赋值方式简单，使用operator=或者assign都可以，总是一定要熟练使用一种。

3.vector容量和大小

对vector容器的容量和大小的操作主要有empty，capacity，size，resize等函数可以使用，具体如下表所示：

#include
#include
using namespace std;
//vector容器的赋值操作
void printVector(vector<int> &v) {
	for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
int main() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	//判断容器是否为空
	if (v1.empty()) {//为真代表容器为空
		cout << "v1容器为空" << endl;
	}else{
		cout << "v1容器不为空" << endl;
		cout << "v1的容量为:" << v1.capacity() << endl;
		cout << "v1中元素的个数为:" << v1.size() << endl;
	}
	//重新制定大小
	v1.resize(15);//如果重新指定的大小比原来更长 默认用0填充新的位置
	printVector(v1);
	v1.resize(20, 100);//利用重载的版本resize可以指定默认填充值
	printVector(v1);
	v1.resize(5);//如果重新指定的大小比原来短了 超出本分会自动删除
	printVector(v1);
	return 0;
}
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4.vector容器的插入与删除

具体API的操作代码如下所示:

#include
#include
using namespace std;
//vector容器的插入与删除
void printVector(vector<int> &v) {
	for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
int main() {
	vector<int> v1;
	//尾插
	v1.push_back(10);
	v1.push_back(20);
	v1.push_back(30);
	v1.push_back(40);
	v1.push_back(50);
	//遍历
	printVector(v1);
	//尾删
	v1.pop_back();
	printVector(v1);
	//插入 第一个参数是迭代器
	v1.insert(v1.begin(), 100);
	printVector(v1);

	v1.insert(v1.end(), 2, 1000);
	printVector(v1);

	//删除 参数也是迭代器
	v1.erase(v1.begin());
	printVector(v1);
	//区间删除 仅仅保留最后一个元素
	v1.erase(v1.begin(), v1.end()-1);
	printVector(v1);
	//清空
	v1.clear();//相当于v1.erase(v1.begin(),v1.end());
	return 0;
}
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5.vector数据存取

对vector中的数据进行存取操作，主要有两种方式，即是通过at()函数以及[]来获取，另外通过front()可以获取容器中的第一个元素，通过back()可以获取最后一个元素。具体如下表所示：

#include
#include
using namespace std;
//vector容器数据存取
int main() {
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	//利用[]来访问数组中的元素
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++) {
		cout << v1[i] << " ";//string的遍历每个字符也可以使用[]
	}
	cout << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << v1.at(i) << " ";//string的遍历每个字符也可以使用at函数
	}
	cout << endl;
	//获取容器的第一个元素
	cout << "v1容器中的第一个元素是:" << v1.front();

	//获取容器中的最后一个元素
	cout << "v1的最后一个元素为:" << v1.back();
	return 0;
}
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总之，访问vector容器中的元素有三种方式，即迭代器，[]和at函数！

6.vector互换容器

vector容器互换其本质上就是实现两个容器内元素进行互换。

#include
#include
using namespace std;
//vector容器的互换
/*
实际用途
巧用swap可以收缩内存空间
*/
void test() {
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 100000; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
	//重新指定大小 但是v1容器的所占容量不变
	v.resize(3); 
	cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
	//巧用swap收缩内存
	vector<int>(v).swap(v);
	cout << "v的容量为:" << v.capacity() << endl;
	cout << "v的大小为:" << v.size() << endl;
}
void printVector(vector<int>& v) {
	for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}
int main() {
	cout << "v1与v2交换前" << endl;
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);
	vector<int> v2;
	for (int i = 10; i > 0; i--) {
		v2.push_back(i);
	}
	printVector(v2);
	cout << "v1与v2交换后" << endl;
	v1.swap(v2);
	printVector(v1);
	printVector(v2);
	test();
	return 0;
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