C++STL 1.vector-优快云博客

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1.vector

1.1介绍

vector是一个可变长度的数组（也被称为动态数组），它允许用户随时增加或移除元素。

注意：在局部区域中（例如局部函数内部）创建vector数组，实际上是在堆空间中进行的。

然而，在局部区域创建数组是在栈空间中进行的，而栈空间相对较小。如果创建一个非常大的数组，可能会导致栈溢出。

因此，在局部区域中不应该创建过大的数组，但是可以创建大长度的vector。

头文件:

#include <vector>

定义一维数组：

vector<类型> a; //定义了一个名为a的一维数组,数组存储“类型”类型数据

指定长度和初始值的初始化:

vector<int> v(n);// 定义一个长度为n的数组，初始值默认为0，下标范围[0, n - 1]
vector<int> v(n, 1);// v[0] 到 v[n - 1]所有的元素初始值均为1
//指定数组长度之后（指定长度后的数组就相当于正常的数组了）

初始化

vector<int> a{1, 2, 3, 4, 5};//数组a中有五个元素，数组长度就为5

Copy初始化

vector<int> a(n + 1, 0);
vector<int> b(a); 
vector<int> c = a;

二维初始化

vector<int> v[5];//定义可变长二维数组
//注意：行不可变（只有5行）, 而列可变,可以在指定行添加元素

在C++中，你可以创建一个名为v的二维数组，它由5个vector<int>类型的元素组成。这个数组的每一行都可以根据需要动态地调整其长度，因为没有预先设定每个vector<int>的大小。因此，v实际上是一个具有固定行数但可变列数的二维结构。对于这样的数据结构，你可以执行各种操作，例如添加、删除或修改其中的元素。
v[1].push_back(2);
v[2].push_back(3);

行列均可变

//初始化二维均可变长数组
vector<vector<int>> v;//定义一个行和列均可变的二维数组

应用：可以在v数组里面装多个数组

vector<int> t1{1, 2, 3, 4};
vector<int> t2{2, 3, 4, 5};
v.push_back(t1);
v.push_back(t2);
v.push_back({3, 4, 5, 6}) // {3, 4, 5, 6}可以作为vector的初始化,相当于一个无名vector

始化一个大小为n+1行和m+1列的矩阵，其中每个元素的初始值均为0。

vector<vector<int>> a(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));

C++17或C++20支持的形式（不常用），与上面相同的初始化。

vector a(n + 1, vector(m + 1, 0));

1.2函数

在掌握了初始化可变数组的定义方法之后，接下来的任务便是学习如何进行数据的添加、删除和修改操作。

c指定为数组名称.

代码	含义
c.front()	返回第一个数据
c.back()	返回数组中的最后一个数据
c.pop_back()	删除最后一个数据
c.size()	返回c的大小
c.push_back(element)	在尾部加一个数
c.clear()	清除c中的所有数
c.resize(n, v)	改变数组大小为`n`,`n`个空间数值赋为`v`，如果没有默认赋值为`0`
c.insert(it, x)	向任意迭代器`it`插入一个元素`x`
c.insert(c.begin() + 2,-1)	将`-1`插入`c[2]`的位置
c.erase(first,last)	删除`[first,last)`的所有元素
c.begin()	返回首元素的迭代器（通俗来说就是地址）
c.end()	返回最后一个元素后一个位置的迭代器（地址）
c.empty()	判断是否为空，为空返回真，反之返回假

注意：

end()函数返回的是最后一个元素之后的位置地址，而不是最后一个元素的地址，这是所有STL容器的共同特性。在使用vi.resize(n, v)方法时，如果之前已经为vi设置了大小为pre。当pre大于n时，即数组的大小减小了，数组将保留前n个元素，这n个元素的值保持不变，而不是全部变为v。当pre小于n时，即数组的大小增大了，数组将在末尾添加n - pre个值为v的新元素。换句话说，这个初始值v仅对新添加的元素有效。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
void out(vector<int> &a) { for (auto &x: a) cout << x << " "; cout << "\n"; }
int main() {
	vector<int> a(5, 1);
	out(a); // 1 1 1 1 1
	a.resize(10, 2);
	out(a); // 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2
	a.resize(3, 3);
	out(a); // 1 1 1
	return 0;
}

排序

使用sort排序要： sort(c.begin(), c.end());

对所有元素进行排序，如果要对指定区间进行排序，可以对sort()里面的参数进行加减改动。

vector<int> a(n + 1);
sort(a.begin() + 1, a.end()); // 对[1, n]区间进行从小到大排序

1.3 访问

共三种方法：

下标法 ：和普通数组一样

注意：一维数组的下标是从 0 到 v.size()-1 ，访问之外的数会出现越界错误

迭代器法 ：类似指针一样的访问，首先需要声明迭代器变量，和声明指针变量一样，可以根据代码进行理解（附有注释）。

vector<int> vi; //定义一个vi数组
vector<int>::iterator it = vi.begin();//声明一个迭代器指向vi的初始位置

使用auto ：非常简便，但是会访问数组的所有元素（特别注意0位置元素也会访问到）

1.3.1 下标访问

直接和普通数组一样进行访问即可。

//添加元素
for(int i = 0; i < 5; i++)
	vi.push_back(i);
	
//下标访问 
for(int i = 0; i < 5; i++)
	cout << vi[i] << " ";
cout << "\n";

1.3.2 迭代器访问

像指针那样，迭代器扮演了指针的角色。

vector<int> vi{1, 2, 3, 4, 5};
//迭代器访问
vector<int>::iterator it;   
// 相当于声明了一个迭代器类型的变量it
// 通俗来说就是声明了一个指针变量

方式一：

vector<int>::iterator it = vi.begin(); 
for(int i = 0; i < 5; i++)
	cout << *(it + i) << " ";
cout << "\n";

方式二

vector<int>::iterator it;
for(it = vi.begin(); it != vi.end();it ++)
	cout << *it << " ";
//vi.end()指向尾元素地址的下一个地址

// 或者
auto it = vi.begin();
while (it != vi.end()) {
    cout << *it << "\n";
    it++;
}

1.3.3 智能指针

仅能完成数组的完整遍历，若需对特定内容进行遍历，则必须采用其他方式。auto 具备自动确定并捕获数据类型的能力。

// 1. 输入
vector<int> a(n);
for (auto &x: a) {
    cin >> x; // 可以进行输入，注意加引用
}
// 2. 输出
vector<int> v;
v.push_back(12);
v.push_back(241);
for(auto val : v) {
	cout << val << " "; // 12 241
}