vector容器 常用函数

vector的介绍

vector是STL(标准模板库)中最常见的容器，它是一种顺序容器，支持随机访问。可以用sort对其进行排序，底层数据结构是数组，可以随机访问元素。

vector是一块连续分配的内存，从数据安排的角度来讲，和数组极其相似，不同的地方就是：数组是静态分配空间，一旦分配了空间的大小，就不可再改变了；而vector是动态分配空间，随着元素的不断插入，它会按照自身的一套机制不断扩充自身的容量。

vector的扩充机制：按照容器现在容量的一倍进行增长。vector容器分配的是一块连续的内存空间，每次容器的增长，并不是在原有连续的内存空间后再进行简单的叠加，而是重新申请一块更大的新内存，并把现有容器中的元素逐个复制过去，然后销毁旧的内存。这时原有指向旧内存空间的迭代器已经失效，所以当操作容器时，迭代器要及时更新。

访问Vector中的任意元素或从末尾添加元素都可以在常量级时间复杂度内完成，而查找特定值的元素所处的位置或是在Vector中插入元素则是线性时间复杂度。

注：如果要使用vector，则需要添加vector头文件，即#include，除此之外，还需要添加using namespace std;

vector的定义

C++中构造vector可以使用以下任意一种参数方式：

语法：

1.vector();
无参数 - 构造一个空的vector

2.vector(size_type num, const TYPE &val);
数量(num)和值(val) - 构造一个初始放入num个值为val的元素的Vector

举例，假如构造一个包含3个值为4的vector
vector v1(3,4);

3.vector(const vector &from);
vector(from) - 构造一个与vector from 相同的vector

4.vector(input_iterator start, input_iterator end);
迭代器(start)和迭代器(end) - 构造一个初始值为[start,end)区间元素的Vector(注:半开区间)

#include
#include 

using namespace std;
int main() {
	vector<int> sdt;//无参构造
	vector<int>  s1(4,100);//构造并初始化4个100
	vector<int> s2(s1.begin(), s1.end());//使用迭代器进行初始化构造
	vector<int> s3(s1);//拷贝构造
	return 0;
}
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访问vector容器内元素的方法

1.通过下标访问

和访问普通的数组是一样的，对一个定义为vector v的vector容器，直接使用v[index]访问即可，其中index∈[0,v.size()−1]

2.通过迭代器访问

迭代器可以理解为一种类似指针的东西

vector::iterator it;定义迭代器，得到了迭代器it之后，可以通过*it来访问vector中的元素

3.v[i]和*(v.begin()+i)是等价的

4.迭代器来实现了两种自加操作和自减操作

5.begin()函数的作为是为取v的首元素地址，end()函数并不是为了取v的尾元素地址，而是取尾元素地址的下一个地址。它作为迭代器末尾标志，不储存任何元素

6.在常用STL容器中，只有在vector和string中，才允许使用v.begin()+3这种迭代器加上整数的写法

vector常用函数

vector常用函数的时间复杂度：

push_back()，时间复杂度为O(1)
pop_back()，时间复杂度为O(1)
size()，时间复杂度为O(1)
clear()，时间复杂度为O(N)
insert()，时间复杂度为O(N)
erase()，时间复杂度为O(N)
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vector常用函数解读：

push_back(x)就是在vector后面添加一个元素x

pop_back()用于删除vector的尾元素

size()用来获得vector中元素的个数，返回的是unsigned类型，不过一般来说用%d不会出很大问题，这一点对所有STL容器都是一样的

clear()用来清空vector中的所有元素

insert(it,x)用来向vector的任意迭代器it处插入一个元素x

erase():

        删除单个元素，erase(it)即删除迭代器为it处的元素。

        删除一个区间内的所有元素，erase(first,last)即删除[first,last)内的所有元素

        清空vector也可以使用v.erase(v.begin(),v.end())；
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其他相关函数：

vector对象的几个重要操作，举例说明如下：
（1）a.assign(b.begin(), b.begin()+3);//b为向量，将b的0~2个元素构成的向量赋给a
（2）a.assign(4,2);//是a只含4个元素，且每个元素为2
（3）a.back();//返回a的最后一个元素
（4）a.front();//返回a的第一个元素
（5）a[i]; //返回a的第i个元素，当且仅当a[i]存在
（6）a.clear();//清空a中的元素
（7）a.empty();//判断a是否为空，空则返回ture,不空则返回false
（8）a.pop_back();//删除a向量的最后一个元素
（9）a.erase(a.begin()+1,a.begin()+3);//删除a中第1个（从第0个算起）到第2个元素，也就是说删除的元素从a.begin()+1算起（包括它）一直到a.begin()+3（不包括它）
（10）a.push_back(5);//在a的最后一个向量后插入一个元素，其值为5
（11）a.insert(a.begin()+1,5);//在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入数值5，如a为1,2,3,4，插入元素后为1,5,2,3,4
（12）a.insert(a.begin()+1,3,5);//在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入3个数，其值都为5
（13）a.insert(a.begin()+1,b+3,b+6);//b为数组，在a的第1个元素（从第0个算起）的位置插入b的第3个元素到第5个元素（不包括b+6），如b为1,2,3,4,5,9,8，插入元素后为1,4,5,9,2,3,4,5,9,8
（14）a.size();//返回a中元素的个数；
（15）a.capacity();//返回a在内存中总共可以容纳的元素个数
（16）a.rezize(10);//将a的现有元素个数调至10个，多则删，少则补，其值随机
（17）a.rezize(10,2);//将a的现有元素个数调至10个，多则删，少则补，其值为2
（18）a.reserve(100);//将a的容量（capacity）扩充至100，也就是说现在测试a.capacity();的时候返回值是100.这种操作只有在需要给a添加大量数据的时候才 显得有意义，因为这将避免内存多次容量扩充操作（当a的容量不足时电脑会自动扩容，当然这必然降低性能） 
（19）a.swap(b);//b为向量，将a中的元素和b中的元素进行整体性交换
（20）a==b; //b为向量，向量的比较操作还有!=,>=,<=,>,<
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部分函数用法示例：

#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
    typedef vector<int> vecInt;
    vecInt vecint;
    // 添加数据
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        vecint.push_back(i+1);
    }

    // 遍历元素
    vecInt::iterator it;
    cout << "vecint is: " << endl;
    for (it = vecint.begin(); it != vecint.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }

    // 查询数据
    cout << "the second element is: " << vecint.at(1) << endl;

    // 删除数据，删除最后一个元素
    it = vecint.end();
    it = it - 1;                // 需要注意，(it - 1)对应最后一个元素
    vecint.erase(it);

    // 再次遍历元素，观察删除操作是否成功
    cout << "after del, vecint is: " << endl;
    for (it = vecint.begin(); it != vecint.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }

    // 插入数据，在最后一个元素之前插入数据
    it = vecint.end();
    it = it - 1;
    vecint.insert(it, 100);   

    // 再次遍历元素，观察插入操作是否成功
    cout << "after insert, vecint is: " << endl;
    for (it = vecint.begin(); it != vecint.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }  
   
   // auto遍历  
   for (auto x: vecint) {
		cout << x << " ";
	 }

    return 0;
}
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上述代码的运行结果如下：

vector的其他用法

1.动态数组不仅仅可以储存基本的数据类型，还能储存自定义数据类型，比如结构体。

2.通常可以采用下面的方式使用vector定义二维数组：

vector<vector<int>> vecvec = {{1, 2, 8}, {2, 4, 9}, {4, 7, 10}, {6, 8, 11}};
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3.对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
说明： 出错原因：以上操作，都有可能会导致vector扩容，也就是说vector底层原理旧空间被释放掉，而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃。
解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新赋值即可。