STL-vector

本文详细介绍了C++标准模板库中的vector容器,包括其特点、使用场景及如何进行元素的操作等,并通过具体示例展示了vector的基本用法。

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STL学习之二 序列容器(vector)
一、C++标准模板库提供了三种序列容器:vector、list、deque。类模板vector和deque都以数组为基础,类模板list实现了链表的数据结构。
STL中最流行的是类模板vector,它是一种更健壮的数据类型,相当于动态数组,能动态得改变数组的大小。
Vector和C和C++的原始数组不同。为什么不同呢?因为vector能够彼此赋值,基于指针的C风格的数组不支持这种用法,为什么呢?因为这些数组的名称是常量指针,不能作为赋值的目标。就像C数组一样,vector的下标并不执行自动范围检查,但模板vector通过at成员函数可以对数组下标范围进行检查,待会在例子中将会看到。呵呵
vector、list、deque各有各的高效使用范围:
vector用于在容器的后端高效的的插入,在中间插入和删除元素的效率很低;
list用于经常在容器的中间位置和两个端点进行插入和删除;
deque经常用于对容器的两端进行高效的插入和删除;
1、 vector序列容器
类模板vector提供的数据结构,具有连续的内存位置,这样,就能够通过下标运算符[]高效而直接的访问vector中的任何一个元素,就像C和C++的原始数组一样。
当vector的内存耗尽的时候,它会分配一块更大的连续内存区域,将原来的元素复制到心得内存中并销毁旧的内存。
下面将介绍使用vector和迭代器,直接上demo
#include <iostream>  
using namespace std;  
#include <vector>  
template <typename T> void printVector(const vector<T> &integers2);  
  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
 const int SIZE=6;  
 int array[SIZE]={1,2,3,4,5,6};   //初始化数组  
 vector<int> integers;  
 //下面两行演示了size和capacity函数的用法  
 cout<<"n初始化数组大小是:"<<integers.size();  
 cout<<"\n初始化数组容量是:"<<integers.capacity();  
  
 //push_back将一个元素添加到vector末尾,这个函数可用于所有的序列容器  
 integers.push_back(2);  
 integers.push_back(3);  
 integers.push_back(4);  
    //此处结果按照道理应该是4,因为添加第一个元素时分配1个元素空间,添加第二个元素的时候,大小为2,  
 //添加第三个元素的时候大小为4,它是以1、2、4、8......这样分配的,但是这里运行结果却是3,求解  
 cout<<"\n数组大小是:"<<integers.size();  
 cout<<"\n数组容量是:"<<integers.capacity();  
  
 //演示用指针和指针运算符输出数组的内容  
 cout<<"\n用指针输出数组";  
 for (int *ptr=array;ptr!=array+SIZE;ptr++)  
 {  
  cout<<*ptr<<' ';  
 }  
 cout<<"\n用迭代去输出vector:";  
 //调用printVector函数,通过迭代器输出vector对象的内容  
 printVector(integers);  
 cout<<"\n翻转vector的元素:";  
   
 //const_reverse_iteratory用于逆向迭代vector  
 vector<int>::const_reverse_iterator reverseIterator;  
 vector<int>::const_reverse_iterator tempIterator=integers.rend();  
  
 for (reverseIterator=integers.rbegin();reverseIterator!=tempIterator;++reverseIterator)  
 {  
  cout<<*reverseIterator<<' ';  
 }  
 cout<<endl;  
 system("pause");  
 return 0;  
}  
  
template<typename T> void printVector(const vector<T> &integers2)  
{  
 typename vector<T>::const_iterator constIterator;  
 for (constIterator=integers2.begin();constIterator!=integers2.end();++constIterator)  
 {  
  cout<<*constIterator<<' ';  
 }  

}  


输出结果为:
初始化数组大小是:0
初始化数组容量是:0
数组大小是:3
数组容量是:3
用指针输出数组:1 2 3 4 5 6
用迭代器输出vector:2 3 4
翻转vector中的元素:4 3 2
注:迭代器的行为就像指向元素的指针一样,它重载了运算符*,返回指向这个元素的引用。
操作vector元素的函数
直接上demo
#include <iostream>  
using namespace std;  
#include <vector>  
#include <algorithm>  
#include <iterator>  
#include <stdexcept>  
  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
 const int SIZE=6;  
 int array[SIZE]={1,2,3,4,5,6};    
 vector<int>integers(array,array+SIZE);  
 ostream_iterator<int> output(cout," ");  
 cout<<"vector元素包括:";  
 //来自标准库的copy算法,将vector对象integers的全部内容输出到标准输出  
 copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
  
 cout<<"\n第一个元素是:"<<integers.front()<<"\n最后一个元素是:"<<integers.back();  
  
 integers[0]=7;  //设置第一个元素为7  
 integers.at(2)=10;//设置第二个位置的元素为10  
 //插入22作为第二个元素  
 integers.insert(integers.begin()+1,22);  
  
 cout<<"\n改变后vector元素的内容为:";  
 std::copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
  
 //访问越界的元素  
 try  
 {  
  integers.at(100)=777;  
 }  
 catch(out_of_range &outOfRange)  
 {  
  cout<<"\n\nException: "<<outOfRange.what();  
  
 }  
  
 //清除第一个元素  
 integers.erase(integers.begin());  
 cout<<"\n清除第一个元素后为:";  
 copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
  
 //清除保留的元素  
 integers.erase(integers.begin(),integers.end());  
 cout<<"\n清除所有的元素后,vector的元素 "<<(integers.empty()?"is":"is not")<<"empty";  
  
 //从数组中插入元素  
 integers.insert(integers.begin(),array,array+SIZE);  
 cout<<"\n\n清除前的内容:";  
 copy(integers.begin(),integers.end(),output);  
  
 integers.clear();  
 cout<<"\n清楚后,vector "<<(integers.empty()?"is":"is not")<<"empty"<<endl;  
 system("pause");  
 return 0;  
}  


 
输出结果为:
Vector元素包括:1 2 3 4 5 6
第一个元素是:1
最后一个元素是:6
改变后vector元素的内容为:7 22 2 10 4 5 6
 
Exception:invalid vector<T> subscript
清除第一个元素后为:22 2 10 4 5 6
清除所有的元素后,vector的元素isempty
 
清除前的内容:1 2 3 4 5 6
清楚后,vector isempty
注:front函数和begin函数的区别:front函数返回vector中第一个元素的引用,而begin函数返回一个随机访问迭代器,指向vector中的第一个元素;
   back函数和end函数的区别:back函数返回vector中最后一个元素的引用,而end函数返回一个随机访问迭代器,指向vector的末尾;

### C++ STL Vector 使用指南 #### 向量简介 `std::vector` 是一种动态数组,能够自动调整大小来容纳新元素。相比固定尺寸的 `std::array`,它提供了更灵活的数据存储方式[^4]。 #### 创建与初始化 可以创建不同类型的向量并对其进行初始化: ```cpp // 定义一个整数型向量 std::vector<int> intVector; // 初始化含有三个元素{1, 2, 3}的向量 std::vector<int> initVector = {1, 2, 3}; // 使用n个相同值elem初始化向量 size_t n = 5; int elem = 7; std::vector<int> sameValueVec(n, elem); ``` #### 添加和移除元素 支持多种方法用于增加或减少向量内的项目数量: - **push_back()**: 在向量末尾追加单个项目。 ```cpp int newItem = 9; intVector.push_back(newItem); // 追加到末尾 ``` - **pop_back()**: 移除最后一个元素而不返回其值。 ```cpp if (!intVector.empty()) { intVector.pop_back(); } ``` - **insert()**: 插入多个元素至指定位置。 ```cpp auto pos = intVector.begin() + 2; // 指定插入的位置 intVector.insert(pos, 4); // 单一数值插入 intVector.insert(pos, 3, 6); // 多个重复数值插入 ``` - **erase()**: 删除特定范围内的元素或者通过迭代器删除单一元素[^2]。 ```cpp // 清除第一个元素 if(!intVector.empty()){ intVector.erase(intVector.begin()); } // 或者清除某个具体位置上的元素 size_t indexToRemove = 3; if(indexToRemove < intVector.size()){ intVector.erase(intVector.begin() + indexToRemove); } ``` #### 访问元素 提供安全的方式访问内部储存的内容: - **下标运算符[]** - **at()** 方法(带边界检查) ```cpp if (!initVector.empty()) { std::cout << "First element is " << initVector[0]; try{ std::cout << "\nor first with at(): " << initVector.at(0); } catch(const std::out_of_range& e){ std::cerr << "Error accessing out of range."; } } ``` #### 赋值操作 允许整体替换现有内容或将两个对象之间的数据互相交换[^5]: ```cpp // 整体复制另一个向量的内容 sameValueVec.assign(initVector.begin(), initVector.end()); // 数据交换 sameValueVec.swap(initVector); // 等价于上面的操作也可以这样写 sameValueVec = initVector; ```
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