【C++】STL容器——vector类的使用指南(含代码演示)（11）

前言

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一、vector类——基本介绍

• vector是表示 可变大小数组 的序列容器。
• 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以 采用下标 对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以 动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
• 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是：分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
• vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
• 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。

二、vector类——使用环境准备

• 在使用string类时，必须包含#include #include以及 展开命名空间using namespace std;

三、vector类——文档查看

• 查看所有接口网站：https://cplusplus.com
  

四、vector构造&初始化

【1】四种构造方式总结

【2】四种构造方式 [代码演示]

[ 1 ] 无参构造

vector<int> v1();  
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[ 2 ] 构造并初始化n个val

//构造并初始化n个val（value可以是整型，string等等）
//< >内是val类型
	vector<int> v1(10, 1);                
	vector<string> v2(10, "***");
	
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
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[ 3 ] 拷贝构造

vector<int> v1(10, 1); 
vector<int> v2(v1)
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[ 4 ] 利用（两种）迭代器区间初始化

一、相关iterator

• 此处，大家可暂时将迭代器理解成一个指针，该指针指向list中的某个节点

【注意点】

1. begin与end为正向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向后移动
2. rbegin(end)与rend(begin)为反向迭代器，对迭代器执行++操作，迭代器向前移动

	// 自己类型的迭代器，同是int
	vector<int> v1(10, 1);  
	vector<int> v3(v1.begin(), v1.end());
	
	//别人类型（char）的迭代器
	string str("hello world");
	vector<char> v4(str.begin(), str.end());
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二、用其它类型初始化出现的问题

运行以下代码时，会发现原本应该打印【hello world】，结果却是【104 101 108 108 111 32 119 111 114 108 100】

• 原因是，char转换成int会进行【 整型提升 】，打印出ASCALL码值

//别人类型（char）的迭代器
	string str("hello world");
	vector<char> v4(str.begin(), str.end());
	for (auto e : v4)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
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三、利用指针初始化

• 我们知道，迭代器行为是模拟指针，所以迭代器可以类比成 “指针”，可以用以下形式初始化

	int a[] = { 16,2,77,29 };
	vector<int> v5(a, a+4);
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五、vector的访问及遍历操作

[ 1 ] find

[ 2 ] operator[ ]

    vector<int> v;
    
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
	{
		cout << v[i] << " ";
	}
	cout << endl;
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[ 3 ] vector的 访问及遍历操作 [代码演示]——迭代器

	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	
	for (auto e : v)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
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六、vector 增删查改

[1] 尾插＆尾删

	vector<string> v;

	string name1("hello world");
	v.push_back(name1);
	v.push_back(string("hello world"));
	v.push_back("hello world");
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[3] 头插——insert

    int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };
	vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化
// 头插 
	v1.insert(v1.begin(), 100);
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[4] 清除——erase

	int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };
	vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化
// 头删
	v1.erase(v1.begin());
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[4-PLUS] 清除特定位置——erase + find函数

（1）find函数

（2）代码演示

    int a[] = { 16,2,77,29,3,33,43,3,2,3,3,2 };
	vector<int> v1(a, a + sizeof(a)/sizeof(int));//指针（类比利用迭代器）区间初始化
	
	// 删除3，但是不知道3在哪个位置，怎么办？find

	//vector::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);//利用关键字auto
	auto pos = find(v1.begin(), v1.end(), 3);
	if (pos != v1.end())
	{
		v1.erase(pos);
	}
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七、vector 空间相关函数

【1】空间相关函数总结

• capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。
  这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义
  的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
• reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以 缓解vector增容的代价缺陷问题。
• resize在开空间的同时还会 进行初始化 ，影响size。

【2】size＆capacity [代码演示]

    vector<int> v1;
	int _size=capacity(v1);
    int _capacity=capacity(v1);
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【3】empty [代码演示]

    vector<int> v1;
	v1.resize(10);
    empty(v1);//返回false
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【4】reserve＆resize使用 [代码演示]

	vector<int> v1;
	v1.resize(10);
	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1[i] = i;
	}

	vector<int> v2;
	v2.reserve(10);
}
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