c++--vector用法

1.vector的介绍及使用

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占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。

6. 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。

1.2 vector的使用

1.2.1 vector的定义

代码实现

int Testvector()
{
	vector<int>v1;//创建一个空对象
	vector<int>v2(10,1);//创建一个vector对象中有十个数据都是0
	vector<int>v3(v2);//拷贝构造


    cout << "v2: ";
    for (auto e : v2) // 遍历v2
    {
        cout << e << ' '; // 输出每个元素
    }
    cout << endl;

    cout << "v3: ";
    for (auto e : v3) // 遍历v3
    {
        cout << e << ' '; // 输出每个元素
    }
    cout << endl;
	return 0;
}

运行结果

1.2.2 vector iterator 的使用

iterator的使用  接口说明

begin + end（重点）  获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator

rbegin + rend  获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

代码实现

int Testvector2()
{
    // 使用push_back插入4个数据
    vector<int> v1;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(4);

    vector<int>::iterator it = v1.begin();
    cout << "使用正向迭代器遍历：" ;
    while (it != v1.end())
    {
        cout << *it << ' ';//
        ++it;
    }
    cout << endl;

    vector<int>::reverse_iterator it2 = v1.rbegin();
    cout << "使用反向迭代器遍历：";
    while (it2 != v1.rend())
    {
        cout << *it2 << ' ';
        ++it2;
    }
    cout << endl;


    return 0;
}

运行结果

1.2.3 vector 空间增长问题

  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。

代码实现

void TetsvectorExpland()
{
    size_t sz;
    vector<int> v;
    sz = v.capacity();
    for (int i = 0;i < 100;i++)
    {
        v.push_back(i);
        if (sz != v.capacity())
        {
            sz = v.capacity();
            cout << "容量改变:" << sz << endl;
        }
    }
}

运行结果

1.2.3 vector 增删查改

代码实现

void Testvector3()
{
    vector<int>v1;
    v1.push_back(1);
    v1.push_back(2);//尾插
    v1.push_back(3);
    v1.push_back(4);

    for (int i = 0;i < v1.size();i++)
    {
        cout << v1[i] << ' ';//使用方括号遍历
    }
    cout << endl;

    vector<int>::iterator it = find(v1.begin(),v1.end(),2);
    if (*it == 2)
        cout << "使用find找到了val的迭代器" << endl;
    v1.pop_back();
    v1.pop_back();//尾删
    for (int i = 0;i < v1.size();i++)
    {
        cout << v1[i] << ' ';//使用方括号遍历
    }
    cout << endl;

    vector<int>::iterator it1 = v1.begin();
    v1.insert(it1, 9);//使用insert在头部插入数据
    for (int i = 0;i < v1.size();i++)
    {
        cout << v1[i] << ' ';//使用方括号遍历
    }
    cout << endl;

    it1 = v1.begin();//insert和erase以后原来的迭代器会失效，需要重新获取
    v1.erase(it1 + 1);//删除第二个数据
    for (int i = 0;i < v1.size();i++)
    {
        cout << v1[i] << ' ';//使用方括号遍历
    }
    cout << endl;
}

运行结果

1.2.4 vector 迭代器失效问题。（重点）

  1.迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行 封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T* 。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器， 程序可能会崩溃)。

  2.对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有： 1. 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。

  3.erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效 了。

迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可。