c++ vector 用法

本文深入讲解C++标准库中的Vector容器,包括初始化方法、常用内置函数及应用实例,同时介绍了如何通过不同方式向Vector添加元素及从Vector读取元素。

1.1 vector 说明
vector是向量类型,可以容纳许多类型的数据,因此也被称为容器
(可以理解为动态数组,是封装好了的类)
进行vector操作前应添加头文件#include
1.2 vector初始化:
方式1.

//定义具有10个整型元素的向量(尖括号为元素类型名,它可以是任何合法的数据类型),不具有初值,其值不确定

vector<int>a(10);

方式2.

//定义具有10个整型元素的向量,且给出的每个元素初值为1

vector<int>a(10,1);

方式3.

//用向量b给向量a赋值,a的值完全等价于b的值

vector<int>a(b);

方式4.

//将向量b中从0-2(共三个)的元素赋值给a,a的类型为int型

vector<int>a(b.begin(),b.begin+3);

方式5.

//从数组中获得初值

int b[7]={1,2,3,4,5,6,7};
vector<int> a(b,b+7;

1.3 vector对象的常用内置函数使用(举例说明)

#include<vector>
vector<int> a,b;
//b为向量,将b的0-2个元素赋值给向量a
a.assign(b.begin(),b.begin()+3);
//a含有4个值为2的元素
a.assign(4,2);
//返回a的最后一个元素
a.back();
//返回a的第一个元素
a.front();
//返回a的第i元素,当且仅当a存在
a[i];
//清空a中的元素
a.clear();
//判断a是否为空,空则返回true,非空则返回false
a.empty();
//删除a向量的最后一个元素
a.pop_back();
//删除a中第一个(从第0个算起)到第二个元素,也就是说删除的元素从a.begin()+1算起(包括它)一直到a.begin()+3(不包括它)结束
a.erase(a.begin()+1,a.begin()+3);
//在a的最后一个向量后插入一个元素,其值为5
a.push_back(5);
//在a的第一个元素(从第0个算起)位置插入数值5,
a.insert(a.begin()+1,5);
//在a的第一个元素(从第0个算起)位置插入3个数,其值都为5
a.insert(a.begin()+1,3,5);
//b为数组,在a的第一个元素(从第0个元素算起)的位置插入b的第三个元素到第5个元素(不包括b+6)
a.insert(a.begin()+1,b+3,b+6);
//返回a中元素的个数
a.size();
//返回a在内存中总共可以容纳的元素个数
a.capacity();
//将a的现有元素个数调整至10个,多则删,少则补,其值随机
a.resize(10);
//将a的现有元素个数调整至10个,多则删,少则补,其值为2
a.resize(10,2);
//将a的容量扩充至100,
a.reserve(100);
//b为向量,将a中的元素和b中的元素整体交换
a.swap(b);
//b为向量,向量的比较操作还有 != >= > <= <
a==b;
  1. 顺序访问vector的几种方式,举例说明
    2.1. 对向量a添加元素的几种方式
    1.向向量a中添加元素
vector<int>a;
for(int i=0;i<10;++i){a.push_back(i);}

2.从数组中选择元素向向量中添加

int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int> b;
for(int i=0;i<=4;++i){b.push_back(a[i]);}

3.从现有向量中选择元素向向量中添加

int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b;
vector<int>c(a,a+4);
for(vector<int>::iterator it=c.begin();it<c.end();++it)
{
	b.push_back(*it);
}

4.从文件中读取元素向向量中添加

ifstream in("data.txt");
vector<int>a;
for(int i;in>>i){a.push_back(i);}

5.常见错误赋值方式

vector<int>a;
for(int i=0;i<10;++i){a[i]=i;}//下标只能用来获取已经存在的元素

2.2 从向量中读取元素
1.通过下标方式获取

int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b(a,a+4);
for(int i=0;i<=b.size()-1;++i){cout<<b[i]<<endl;}

2.通过迭代器方式读取

 int a[6]={1,2,3,4,5,6};
 vector<int>b(a,a+4);
 for(vector<int>::iterator it=b.begin();it!=b.end();it++){cout<<*it<<"  ";}

3.几个常用的算法

 #include<algorithm>
 //对a中的从a.begin()(包括它)到a.end()(不包括它)的元素进行从小到大排列
 sort(a.begin(),a.end());
 //对a中的从a.begin()(包括它)到a.end()(不包括它)的元素倒置,但不排列,如a中元素为1,3,2,4,倒置后为4,2,3,1
 reverse(a.begin(),a.end());
  //把a中的从a.begin()(包括它)到a.end()(不包括它)的元素复制到b中,从b.begin()+1的位置(包括它)开始复制,覆盖掉原有元素
 copy(a.begin(),a.end(),b.begin()+1);
 //在a中的从a.begin()(包括它)到a.end()(不包括它)的元素中查找10,若存在返回其在向量中的位置
  find(a.begin(),a.end(),10);
### 基本概念 `std::vector` 是 C++ 标准库中的一个序列容器,用于存储和管理一组相同类型的元素。它类似于动态数组,可以根据需要自动调整大小,使得开发者无需手动管理内存。`std::vector` 支持随机访问,元素在内存中是连续存储的,因此访问效率高,并且提供了多种操作函数来简化数组的管理。 ### 初始化和声明 在使用 `std::vector` 之前,需要包含头文件 `<vector>`。以下是一些常见的初始化方式: ```cpp #include <vector> std::vector<int> v1; // 创建一个空的 vector std::vector<int> v2(5); // 创建一个初始大小为 5 的 vector,元素初始化为 0 std::vector<int> v3(5, 10); // 创建一个初始大小为 5 的 vector,每个元素初始化为 10 std::vector<int> v4 = {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用初始化列表创建 vector ``` ### 常见操作 #### 添加元素 可以使用 `push_back()` 方法在 `vector` 的末尾添加元素。例如: ```cpp std::vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); ``` #### 访问元素 可以通过索引访问 `vector` 中的元素,也可以使用 `at()` 方法进行安全访问: ```cpp std::vector<int> v = {1, 2, 3}; int first = v[0]; // 直接访问第一个元素 int second = v.at(1); // 使用 at() 方法访问第二个元素 ``` #### 删除元素 可以使用 `pop_back()` 方法删除 `vector` 末尾的元素: ```cpp v.pop_back(); // 删除最后一个元素 ``` #### 获取大小和容量 `size()` 方法返回当前 `vector` 中的元素数量,而 `capacity()` 方法返回 `vector` 当前能够容纳的元素数量: ```cpp std::cout << "Size: " << v.size() << std::endl; std::cout << "Capacity: " << v.capacity() << std::endl; ``` #### 遍历元素 可以使用迭代器或者范围 `for` 循环遍历 `vector` 中的元素: ```cpp for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) { std::cout << *it << " "; } for (const auto& elem : v) { std::cout << elem << " "; } ``` ### 性能特点 `std::vector` 提供了高效的随机访问,时间复杂度为 O(1)。然而,在 `vector` 的中间插入或删除元素的时间复杂度为 O(n),因为这可能需要移动大量元素。为了提高性能,`std::vector` 通常会预留额外的空间来减少重新分配内存的次数。可以使用 `reserve()` 方法预分配内存: ```cpp v.reserve(100); // 预留 100 个元素的空间 ``` ### 二维向量 `std::vector` 也可以嵌套使用,创建二维向量: ```cpp std::vector<std::vector<int>> matrix(3, std::vector<int>(3)); // 创建一个 3x3 的二维向量 ``` ### 示例代码 以下是一个完整的示例代码,展示了如何使用 `std::vector` 的一些基本操作: ```cpp #include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(3); std::cout << "Size: " << v.size() << std::endl; std::cout << "Capacity: " << v.capacity() << std::endl; for (const auto& elem : v) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; v.pop_back(); std::cout << "After pop_back: "; for (const auto& elem : v) { std::cout << elem << " "; } std::cout << std::endl; return 0; } ``` ### 相关问题 1. 如何在 C++ 中使用 `std::vector` 进行排序? 2. `std::vector` 和普通数组有什么区别? 3. 如何在 `std::vector` 中插入元素? 4. `std::vector` 的 `resize()` 和 `reserve()` 方法有什么区别? 5. 如何在 C++ 中使用 `std::vector` 存储自定义类型?
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