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vector的介绍及使用

article 2025/8/22 21:16:32

目录

1.1 vector的介绍

1.2 vector的使用

1.2.1 vector的定义

1.2.2vector的构造

1.2.3 vector类中的容量操作

size( ) 和 capacity( )

resize( )

max_size( )

operator[]()与at()函数

vector类中的迭代器遍历

正向遍历begin()和end()迭代器——非const

逆向遍历rbegin()和rend()迭代器——非const

逆向遍历rbegin()和rend()迭代器——const

assign()函数

push_back()函数

pop_back()函数

insert()函数

swap()函数

find()函数

1.1 vector的介绍

1.vector是表示可变大小数组的序列容器。

2.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。

3.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

4.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

5.因此，vector占用了更多的空间，为了获得管理存储空间的能力。并以一种有效的方式动态增长

6.与其他动态序列容器相比（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。

使用STL的三个境界：能用，明理，能扩展，那么下面学习vector，我们也是按照这个方法去学习

1.2 vector的使用

vector学习时一定要学会查看文档：vector - C++ Reference ，vector在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口需要重点掌握的

1.2.1 vector的定义

template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template

vector类为类模板，所以在使用时需要带上类型表示一个具体的类，例如数据类型为int类型的vector使用时需要写为vector<int>

使用vector类需要包含头文件

#include<vector>

1.2.2vector的构造

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>int main(){//类模版带上类型//无参构造函数vector<int> v;//vector<int> v(8);//可以指定开几个空间，默认初始化为0v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++) {//可以通过下表访问cout << v[i] << " ";}cout << endl;
}

自动分配空间

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{//使用其他对象的迭代器区间进行构造vector<int> v(10, 1);vector<int> v1(v.begin(), v.end());for (size_t i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}cout << endl;string s1 = "hello world";vector<char> v2(s1.begin(), s1.end());for (size_t i = 0; i < v2.size(); i++){cout << v2[i] << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
h e l l o   w o r l d

1.2.3 vector类中的容量操作

size( ) 和 capacity( )

int main()
{cout << "指定大小为10时：\n";vector<int> v(10, 1);cout << v.size() << endl;cout << v.capacity() << endl;vector<int> v1;v1.push_back(1);v1.push_back(1);v1.push_back(1);v1.push_back(1);cout << "插入四个数据时：\n";cout << v1.size() << endl;cout << v1.capacity() << endl;cout << "插入五个数据时：\n";v1.push_back(1);cout << v1.size() << endl;cout << v1.capacity() << endl;return 0;
}
输出结果：
指定大小为10时：
10
10
插入四个数据时：
4
4
插入五个数据时：
5
8

capacity的代码在g++ vs 和 clang下分别允许会发现，vs下capacity是按1.5倍增长，clang和g++是按2倍增长。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

resize( )

resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size

使用resize()函数可以改变调用对象的size和capacity大小，如果指定的大小小于size时相当于删除数据，当指定大小大于size时则作用为扩容＋初始化（对于int默认初始化为0）

int main()
{vector<int> v(10, 1);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 v.resize(20);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 v.resize(5);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 1 1 1 1 //指定大小小于当前的size时，再指定初始化内容时不会修改原始内容v.resize(3, 3);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}//1 1 1return 0;
}

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。

使用reserve()函数可以更改调用对象的capacity的大小，注意，如果指定大小小于当前的capacity时，则不会做任何处理

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v(10, 1);cout << "原始大小：\n";cout << v.capacity() << endl;cout << v.size() << endl;cout << "扩容到20：\n";v.reserve(20);cout << v.capacity() << endl;cout << v.size() << endl;cout << "扩容到5：\n";v.reserve(5);cout << v.capacity() << endl;cout << v.size() << endl;return 0;
}
输出结果：
原始大小：
10
10
扩容到20：
20
10
扩容到5：
20
10

在xcode下，是以2倍扩容

void TestVectorExpand()
{size_t sz;vector<int> v;sz = v.capacity();cout << sz << endl;cout << "making v grow:\n";for (int i = 0; i < 100; ++i){v.push_back(i);if (sz != v.capacity()){sz = v.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}
}int main()
{TestVectorExpand();return 0;
}

max_size( )

使用max_size( )函数可以获取调用对象空间可以存储的数据类型的最大个数

 

void test2(){vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);//迭代器遍历//指明迭代器类型vector<int>::iterator it1 = v.begin();while (it1 != v.end()) {cout << *it1 <<" ";it1++;}cout << endl;//1 2 3 4//下标遍历for (size_t i = 0; i < v.size(); i++) {cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 2 3 4//范围forfor(auto &e : v){cout << e <<" ";}cout << endl;//1 2 3 4
}int main(){test2();
}

operator[]()与at()函数

operator[]()函数与at()函数都是下标遍历，区别是operator[]()函数越界访问时断言报错，而at()函数抛出异常

vector类中的迭代器遍历

正向遍历begin()和end()迭代器——非const
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v(10, 1);//正向迭代器——非constvector<int>::iterator it = v.begin();while (it != v.end()){*it = 2;//可修改cout << *it << " ";it++;}return 0;
}
输出结果：
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
逆向遍历rbegin()和rend()迭代器——非const
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);//逆向迭代器——非constvector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();while (rit != v.rend()){(*rit)++;//可修改cout << *rit << " ";rit++;}return 0;
}
输出结果：
5 4 3 2
逆向遍历rbegin()和rend()迭代器——const
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>::const_reverse_iterator crit = v.rbegin();while (crit != v.rend()){//(*crit)++;不可修改cout << *crit << " ";crit++;}return 0;
}
输出结果：
4 3 2 1

assign()函数

使用assign()函数可以为调用对象分配指定内容，如果调用对象中原来有内容，将会替换为指定内容，并改变size为指定内容大小

//使用一个对象的迭代器区间为调用对象分配内容
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{//vector<int> v(5, 1);vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (auto num : v){cout << num << " ";}cout << endl;vector<int> v1(10, 2);//v.assign(v1.begin(), v1.end());v.assign(v1.begin(), v1.end());for (auto num : v){cout << num << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 2 3 4
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
//指定n个内容为调用对象分配
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{//vector<int> v(5, 1);vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (auto num : v){cout << num << " ";}cout << endl;//vector<int> v1;//v1.push_back(5);//v1.push_back(6);//v1.push_back(7);//v1.push_back(8);//v.assign(v1.begin(), v1.end());v.assign(10, 5);for (auto num : v){cout << num << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 2 3 4
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

push_back()函数

尾插一个数据

pop_back()函数

删除最后一个数据

insert()函数

指定位置插入指定内容

使用迭代器插入数据时尽量考虑迭代器失效问题，可能指定位置是野指针

//在指定的的迭代器位置后插入内容val
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;v.insert(v.begin() + 3, 5);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 2 3 4
1 2 3 5 4//在指定的迭代器位置后开始插入n个val
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;v.insert(v.begin() + 3, 5, 10);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 2 3 4
1 2 3 10 10 10 10 10 4//在指定的迭代器位置后开始插入一个其他对象对应的迭代器区间中的内容
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;vector<double> v1;v1.push_back(5.2);v1.push_back(6.3);v1.push_back(7.4);v1.push_back(8.5);//根据调用对象的类型决定强制转换的类型v.insert(v.begin() + 3, v1.begin(), v1.end());//将double强制转换成int类型存入int类型的vector对象for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;v1.insert(v1.begin() + 3, v.begin(), v.end());//将int强制转换成double类型存入double类型的vector对象for (size_t i = 0; i < v1.size(); i++){cout << v1[i] << " ";}return 0;
}
输出结果：
1 2 3 4
1 2 3 5 6 7 8 4
5.2 6.3 7.4 1 2 3 5 6 7 8 4 8.5

使用迭代器删除数据时注意迭代器失效问题，在VS和g++下结果不同，可能指定位置导致结果未定义

//删除指定位置的一个数据
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 2 3 4vector<int>::iterator it = v.begin() + 1;v.erase(it);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 3 4//不可以再删除迭代器一开始指向的位置，存在迭代器失效问题//v.erase(it);//如果还需要删除下标为1的位置需要再将迭代器更新it = v.begin() + 1;v.erase(it);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";//1 4}return 0;
}//删除迭代器区间中的内容
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 2 3 4v.erase(v.begin() + 2, v.end());for (size_t i = 0; i < v.size(); i++){cout << v[i] << " ";}cout << endl;//1 2return 0;
}

swap()函数

使用swap()函数可以交换调用对象和指定对象中的数据

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>    v1(5, 1);cout << "交换前：\n";cout << "v的size：" << v.size() << endl;//4cout << "v的capacity：" << v.capacity() << endl;//4for (auto num : v){cout << num << " ";}cout << endl;//1 2 3 4cout << "v1的size：" << v1.size() << endl;//5cout << "v1的capacity：" << v1.capacity() << endl;//5for (auto num : v1){cout << num << " ";}//1 1 1 1 1v.swap(v1);cout << "\n交换后：\n";cout << "v的size：" << v.size() << endl;//5cout << "v的capacity：" << v.capacity() << endl;for (auto num : v){cout << num << " ";}//11111cout << endl;cout << "v1的size：" << v1.size() << endl;//4cout << "v1的capacity：" << v1.capacity() << endl;//4for (auto num : v1){cout << num << " ";}//1234return 0;
}

find()函数

使用find()函数可以在指定迭代器区间查找指定内容

find()函数不是vector库中的函数，使用时包含头文件<algorithm>

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 3);cout << *it << endl;//3return 0;
}

 

http://www.lryc.cn/news/2418725.html

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