Vector (STL)
Vector 是C++标准程序库中的一个类,可视为会自动扩展容量的数组,以循序(Sequential)的方式维护变量集合。vector的特色有支持随机存取,在集合尾端增删元素很快,但是在集合中间增删元素比较费时。vector是C++标准程序库中的众多容器(container)之一。 vector以模板(泛型)方式实现,可以保存任意类型的变量,包括用户自定义的数据类型,例如:它可以是放置整数(int)类型的 vector、也可以是放置字符串(string)类型的 vector、或者放置用户自定类别(user-defined class)的vector。
设计
vector 定义于 头文件中。与其他STL组件一样,vector 属于std名称空间。
vector是C++标准程序库里最基本的容器,大多数状况下都很有效率。vector设计之初即是为了改善C语言原生数组的种种缺失与不便,而欲提供一种更有效、更安全的数组。vector的使用接口刻意模拟C语言原生数组,较明显的差异在于存储器管理,原生数组必须在宣告数组的时候明确指定数组长度(例如 int a[5]),但是 vector 不需要指定,而是会在运行期依据状况自我调整长度,动态增大容量。
vector的表现一如数据结构中的数组,允许随机存取(Random Access),以索引值(index)访问任一元素只要花费常数时间 O(1),在集合尾端增加或删除元素也是花费常数时间O(1),若在vector集合中间增加或删除元素时间复杂度是线性时间O(n),较为费时。虽然C++标准并没有规定实现方式,但大多数 vector 内部均使用动态数组方式实现。
成员函数概观
vector 类别是以容器(Container) 模式为基准设计的,也就是说,基本上它有 begin(),end(),size(),max_size(),empty() 以及 swap() 这几个方法。
访问元素的方法
- vec[i] - 访问索引值为 i 的元素引用。 (索引值从零起算,故第一个元素是vec[0]。)
- vec.at(i) - 访问索引值为 i 的元素的引用,以 at() 访问会做数组边界检查,如果访问越界将会抛出一个例外,这是与operator[]的唯一差异。
- vec.front() - 回传 vector 第一个元素的引用。
- vec.back() - 回传 vector 最尾元素的引用。
新增或移除元素的方法
- vec.push_back() - 新增元素至 vector 的尾端,必要时会进行存储器配置。
- vec.pop_back() - 删除 vector 最尾端的元素。
- vec.insert() - 插入一个或多个元素至 vector 内的任意位置。
- vec.erase() - 删除 vector 中一个或多个元素。
- vec.clear() - 清空所有元素。
获取长度/容量
- vec.size() - 获取 vector 目前持有的元素个数。
- vec.empty() - 如果 vector 内部为空,则传回 true 值。
- vec.capacity() - 获取 vector 目前可容纳的最大元素个数。这个方法与存储器的配置有关,它通常只会增加,不会因为元素被删减而随之减少。
重新配置/重置长度 - vec.reserve() - 如有必要,可改变 vector 的容量大小(配置更多的存储器)。在众多的 STL 实做,容量只能增加,不可以减少。
- vec.resize() - 改变 vector 目前持有的元素个数。
迭代 (Iterator) - vec.begin() - 回传一个Iterator,它指向 vector 第一个元素。
- vec.end() - 回传一个Iterator,它指向 vector 最尾端元素的下一个位置(请注意:它不是最末元素)。
- vec.rbegin() - 回传一个反向Iterator,它指向 vector 最尾端元素的。
- vec.rend() - 回传一个Iterator,它指向 vector 的第一个元素。
C++ STL Vector详解
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