C++ STL容器之 vector

达芬琪lv

于 2025-01-20 20:20:04 发布

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分类专栏： C++ 文章标签： c++

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（一）介绍 vector

（1）简介

什么是vector？ vector是一种可以存储任意类型的动态数组，属于序列式容器，底层数据结构是数组，支持随机访问元素。vector 可以在运行时增加或减小其空间大小。
使用时注意： 在使用vector时要添加头文件 <vector> ； <vector> 位于命名空间 std 中使用时要添加 std:: 或在程序开头几行添加 using namespace std;。

（2）特性

动态内存： vector 能够根据需要自动调整其大小，以容纳新添加的元素。这意味着你不需要在编译时知道将要存储多少元素；其空间的增加不是另外添加一片空间，而是寻找一片更大的空间，将原有空间的数据拷贝过去并释放原有空间。
随机访问： 由于 vector 在底层使用数组来存储元素，因此它支持高效的随机访问。你可以使用下标运算符[]或at()方法在常数时间内访问任何元素。
连续内存： vector 中的元素在内存中是连续存储的，这使得它能够利用CPU的缓存机制，提高访问速度。同时，这也意味着你可以很容易地将 vector 的内容传递给需要连续内存块的函数或算法。
高效尾部操作： vector 的尾部添加或删除元素通常是非常高效的，因为这些操作只需要调整内部指针或分配新的内存块。然而，在 vector 的开头或中间插入或删除元素可能会比较费力，因为它们可能需要移动大量的元素。

（二）vector 常用操作

（1）构造函数

默认构造函数 创建一个空的 vecotr 容器

  std::vector<类型> v_1;				// 创建一个空的 vecotr 容器

填充构造函数

  std::vector<类型> v_1(3 , 6);	// 创建一个 vecotr 容器 容器中有 3 个 6

拷贝构造

  std::vector<类型> v_1(3 , 6);		// 创建一个 vecotr 容器 容器中有 3 个 6
  std::vector<类型> v_2(v_1);		// 将v_1 拷贝到v_2

（2）迭代器

iterator
- begin() ：返回指向容器第一个元素的迭代器。
- end() ：返回指向容器末尾之后位置的迭代器。
const_iterator
- cbegin() ：返回指向容器第一个元素的常量迭代器。
- cend() ：返回指向容器末尾之后位置的常量迭代器。
reverse_iterator
- rbegin() ：返回指向容器最后一个元素的逆向迭代器。
- rend() ：返回指向容器第一个元素之前位置的逆向迭代器。
const_reverse_iterator
- crbegin() ：返回指向容器最后一个元素的常量逆向迭代器。
- crend() ：返回指向容器第一个元素之前位置的常量逆向迭代器。

（3）元素访问

下标访问： 使用operator[]，不进行边界检查，可能引发未定义行为。
at() 访问： 使用at()方法，进行边界检查，如果越界会出现std::out_of_range异常。
迭代器访问： 使用迭代器（包括begin()和end()）遍历vector。

示例代码：

正向遍历

for (vector<stu>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
    stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
    cout << temp.name << temp.id << endl;
}

反向遍历

for (vector<stu>::reverse_iterator it = v.rbegin(); it != v.rend(); it++)
{
    stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
    cout << temp.name << temp.id << endl;
}

（4）容量与大小

size()： 返回vector中元素的数量。
empty()： 检查vector是否为空。
capacity()： 返回vector在不分配更多内存的情况下可以容纳的元素数量。
reserve()： 请求改变容器的容量至少为指定的新大小。
shrink_to_fit()： 请求减少容器的容量以匹配其大小，但不一定成功。

（5）修改

push_back()： 在vector的末尾添加一个元素。
pop_back()： 移除vector的最后一个元素。
insert()： 在指定位置插入一个或多个元素。
erase()： 移除指定位置的元素或范围内的元素。
clear()： 移除所有元素，使vector大小变为0。
assign()： 用指定数量的元素或另一个范围内的元素替换vector的内容。
示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

struct stu
{
    string name;
    int id;

    stu() {}
    stu(string name , int id)
        :name(name) , id(id)
    {}
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
    vector<stu> v;


    // 插入
        // 尾插
    v.push_back(stu("张三" , 1));
    v.push_back(stu("李四" , 2));

        // 获取指向第一个元素的迭代器
    vector<stu>::iterator it = v.begin();
        // 在 it 位置插入
    v.insert(it+2, stu("王五" , 3));

    // 遍历
        // 正向遍历
    for (vector<stu>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
        cout << temp.name << temp.id << endl;
    }
    cout << endl;


    // 删除
        // 尾删
    v.pop_back();
    for (vector<stu>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
        cout << temp.name << temp.id << endl;
    }

    cout << endl;

        // 任意位置删除
    it = v.begin();
    v.erase(it);
    for (vector<stu>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
        cout << temp.name << temp.id << endl;
    }
    cout << endl;

    v.clear();	// 清空
    for (vector<stu>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        stu temp = *it;   // 接收it迭代器指向的结构体数据
        cout << temp.name << temp.id << endl;
    }
    
    return 0;
}
/*
输出结果:
张三1
李四2
王五3

张三1
李四2

李四2

*/