带你攻克STL —— 如何正确使用vector (重难点剖析及其模拟实现)

vector介绍

c++官方文档定义
简单来说，vector就是一个被封装了的类， 这个类实例化的对象可以存储各种类型的成员，通过类中的成员函数我们可以高效的操作我们的数据。

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. 与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， 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lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。

正确使用vecotr

初始化

常见的初始化方式有以下五种，

//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);

//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);

//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);

//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);

 //从数组中获得初值
int b[7]={
   1,2,3,4,5,6,7};
vector<int> a(b,b+7）;

iterator

vector的迭代器分为 begin end （从前往后遍历）以及 rbegin rend（从后往前遍历）；

使用方式：

vector<int>::iterator it = v.begin();
vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();

空间问题

首先列举一下vector中与空间有关系的接口

1. size 获取数据个数
2. capacity 获取容量大小
3. empty 判断是否为空
4. resize 改变vector的size
5. reserve 改变vector放入capacity

扩容机制

vector的空间是开辟在堆上的，vector对于空间的分配是随着用户使用而分配的，也就是说，你用多少，vector尽量给你分配多少，每当空间不够用的时候vector就会扩容。

#include <iostream>
#include <vector>
int main ()
{
   
 size_t sz;
 std::vector<int> foo;
 sz = foo.capacity();
 std::cout << "making foo grow:\n";
 for (int i=0; i<100; ++i) {
   
 foo.push_back(i);
 if (sz!=foo.capacity()) {
   
 sz = foo.capacity();
 std::cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
 }
 }

上述代码就很好的测试了vector的扩容机制，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。原因是因为stl的版本不同导致，因此各有优劣。

resize 和 reverse

resize和reverse一定程度上缓解了这种缺陷，这两个方法都会开辟空间，但是不同的是， reserve只负责开辟空间，resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
//开辟空间小了

vector 其他常用接口

#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