Standard Template Library Basis [1] Vector, iterator

最新推荐文章于 2023-02-18 16:16:19 发布

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本文详细介绍了C++标准模板库(STL)中的Vector容器，包括其创建方式、基本操作、迭代器使用、元素增删改查及特殊功能等。通过丰富的代码示例，帮助读者深入理解Vector的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

概况-摘自百度百科

STL是Standard Template Library的简称，中文名标准模板库，惠普实验室开发的一系列软件的统称。它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室工作时所开发出来的。从根本上说，STL是一些“容器”的集合，这些“容器”有list,vector,set,map等，STL也是算法和其他一些组件的集合。这里的“容器”和算法的集合指的是世界上很多聪明人很多年的杰作。STL的目的是标准化组件，这样就不用重新开发，可以使用现成的组件。STL现在是C++的一部分，因此不用安装额外的库文件。

在C++标准中，STL被组织为下面的17个头文件：<algorithm>、<deque>、<functional>、<iterator>、<array>、<vector>、<list>、<forward_list>、<map>、<unordered_map>、<memory>、<numeric>、<queue>、<set>、<unordered_set>、<stack>和<utility>。

It provides four components called algorithms, containers, functions, and iterators.（来源：wiki）

说明：本文代码删去了检验的语句，效果就是注释内容

容器-Vector

[1] Vector创建时候每个元素的默认值

    vector<int> a2(10); //默认为0
    vector<char> a4(10);//默认为'\0'
    vector<bool> a5(10);//默认为'false'

    //如果在主函数前面有：
    class Test1
    {
    public:
        Test1()
        {
            cout<<"Copy Constructor Is Called."<<endl;
        }
    };
    //那么
    vector<Test1> a6(10);//每一项创建调用拷贝构造函数
    vector<int> a7(10,-1);//默认为'-1'
    vector<int> a8(a7);
    vector<int> a8=a7; //复制a7到a8上
    int a11[4]={3,6,9,12};
    int *p1=a11;
    int *p2=a11+4;
    vector<int> a10(p1,p2); //从数组a11[]复制vector上

[2] 对iterator的使用：看做是一个虚拟指针

    vector<int>::iterator p3=a10.begin();
    vector<int>::iterator p4=a10.end();  // 记住vector<int>::iterator p3= 的句型
    cout<<*p3<<endl;
    *p3=100;    //更改指针所指向对象的数值
    for(;p3!=p4;p3++)
    {
        cout<<*p3<<" ";
    }                //枚举a10中的所有元素

//vector<int> a2()括号中既可以是地址，也可以来自另一个vector
    int a1[]={1,2,3,4,5,6,7,8};
    vector<int> a2(a1+2,a1+7);        //[1]可以直接用数组地址来喂给vector
    for(vector<int>::iterator p=a2.begin();p!=a2.end();p++)
    {
        cout<<*p<<" ";
    }			//用iterator来遍历

vector<int> a3(a1,a1+8);
    vector<int> a4(a3.begin()+2,a3.end()+7);  //[2]也可以来自另一个vector

[3] Vector.xx( ) [empty(), size(), assign(), at()] 以及iterator

    //a4.empty()表示a4为空
    if(a4.empty())
    {
        
    }
    
    //a4.size()用法
    cout<<a4.size()<<endl;
    
    //vector的比较：>,<,!=均可以使用。字典序的比较，长一点的那个大
    int b1[]={8};
    int b2[]={1,2,3,8,0,0,4,2};
    vector<int> a5(b1,b1+1);
    vector<int> a6(b2,b2+8);//这样子的话 a5>a6
    
    
    //赋值
    a5=a6;
    
    a5.assign(10,100);//10个100
    
    a5.assign(a6.begin()+2,a6.begin()+5);
    
    a5.swap(a4);
    
    
    //访问每一个元素
    cout<<a5[0]<<endl;
    cout<<a5.at(0)<<endl;
    cout<<a5.front()<<endl;
    cout<<a5.back()<<endl;
    
    //反向迭代子  +号表示从后向前走！
    vector<int>::reverse_iterator p1=a5.rbegin();
    vector<int>::reverse_iterator p2=a5.rend();
    for(;p1!=p2;p1++)
    {
        cout<<*p1<<" ";
    }

[3] Vector的反向迭代子与常量迭代子

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    int a[]={1,2,3,4,5,6};
    vector<int> a1(a,a+6);
    
    vector<int>::reverse_iterator p1=a1.rbegin();
    vector<int>::reverse_iterator p2=p1+2;
    
    //将逆向迭代子变成正向迭代子
    vector<int>::iterator p3=p2.base()-1; //Change
    cout<<*p3<<endl;
    *p3=100;
    vector<int>::iterator p4=p3+1;
    *p4=999;
    for(int i=0;i<a1.size();i++)
    {
        cout<<a1[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    
    //常量迭代子： 只能读取，不能改变
    vector<int>::const_iterator p5=p3;
    cout<<*p5<<endl;//【不能】：*p5=200;
    
    //必需定义成常量迭代子的情况： vector自己本身就是常量
    const vector<int> a2={1,2,3,4,5,6};//这样子a2.begin()一定就是常量迭代子
    //【不能】：vector<int>::iterator p7=a2.begin();
    vector<int>::const_iterator p7=a2.begin();//一定要const
    cout<<*p7<<endl;
    return 0;
}

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //C++ 11的内容
    vector<int> a1={1,2,3,4,5,6};
    vector<int>::const_iterator p1=a1.cbegin();
    vector<int>::const_iterator p2=a1.cend();
    vector<int>::const_reverse_iterator p3=a1.crbegin();
    vector<int>::const_reverse_iterator p4=a1.crend();
    for(;p1!=p2;p1++)
    {
        cout<<*p1<<" ";
    }
    cout<<endl;
    for(;p3!=p4;p3++)
    {
        cout<<*p3<<" ";
    }
    return 0;
}

[4] Vector.xx( ) 元素的增减[前面、后面和中间] [push_back(), pop_back(), 和 insert()]

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //代码不含检验功能
    //vector的最后插入元素 a.push_back(); a.pop_back();
    vector<int> a1;
    a1.push_back(1);
    a1.push_back(10);
    a1.push_back(100);
    a1.push_back(1000);
    a1.push_back(10000);
    
    a1.pop_back();
    
    //在Vector中间的位置插入元素（iterator p1 的位置）
    int aa[]={1,2,3,4,5,6};
    a1.assign(aa,aa+6);
    vector<int>::iterator p1=a1.begin()+3;
    a1.insert(p1,100);//4之前插入一个100
    
    p1=a1.begin()+2;
    a1.insert(p1,6,1);//p1之前插入6个1
    
    a1.assign({1,2,3,4,5,6});
    vector<int> a2={10,20,30,40,50};
    p1=a1.begin()+2;
    vector<int>::iterator p2=a2.begin()+1;
    vector<int>::iterator p3=p2+3;
    a1.insert(p1,p2,p3);//将p2至p3插入至p1的位置
    
    a1.assign({1,2,3,4,5,6});
    a1.insert(p1,{9,8,7}); //C++ 11特有的 直接插
    return 0;
}

[5] 实际运用，数组的拼接

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //vector拼接
    vector<int> a1={1,2,3,4,5,6};
    vector<int> a2={7,8,9,10};
    vector<int> a3;
    a3=a1;
    a3.insert(a3.end(),a2.begin(),a2.end());
    for(int i=0;i<a3.size();i++)
    {
        cout<<a3[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    
    //数组拼接
    int a[]={1,2,3,4,5,6};
    int b[]={7,8,9,10};
    vector<int>a4;
    a4.assign(a,a+6);
    a4.insert(a4.end(),b,b+4);
    for(int i=0;i<a4.size();i++)
    {
        cout<<a4[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    
    //同一个数组里面的拼接（移位）
    vector<int> a5={1,2,3,4,5,6,7,8};
    vector<int> a6(a5.begin(),a5.begin()+5);
    vector<int> a7(a5.begin()+5,a5.end());
    a7.insert(a7.end(),a6.begin(),a6.end());
    for(int i=0;i<a7.size();i++)
    {
        cout<<a7[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

[6] Vector.xx( ) 元素的删除[1个或1串] [erase(p1), erase(p1,p2)]

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //指定位置的元素删除(1个)
    vector<int> a1={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    vector<int>::iterator p1=a1.begin()+2;
    a1.erase(p1);
    
    //指定位置的元素删除(1串)
    vector<int> a2={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    vector<int>::iterator p2=a2.begin()+2;
    vector<int>::iterator p3=a2.begin()+7;
    a2.erase(p2,p3);
    
    return 0;
}

[7] Vector.xx( ) 修改数组长度[边长、变短或者变没] [resize(6), clear()]

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //修改vector的长度, 变短后面去掉, 边长后面添0
    vector<int> a1={1,2,3,4,5,6,7,8};
    a1.resize(6);//{1,2,3,4,5,6}
    
    a1.assign({1,2,3,4,5,6,7,8});
    a1.resize(10);//{1,2,3,4,5,6,7,8,0,0}
    
    a1.assign({1,2,3,4,5,6,7,8});
    a1.resize(10,100);//{1,2,3,4,5,6,7,8,100,100}
    //注意与assign区分
    
    //使vector销毁，变成空
    a1.clear();
    cout<<a1.size();
    return 0;
}

[8] Vector.xx( ) 在类的元素中使用emplce()使用insert()更加高效[emplace(6)]

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
class MyValue
{
public:
    MyValue(int v)
    {
        val=v;
    }
    void ShowInfo() const
    {
        cout<<"val="<<val<<endl;
    }
private:
    int val;
};
int main()
{
    //emplace 植入
    //insert 插入
    vector<MyValue> a1;
    MyValue b1(10);
    MyValue b2(11);
    MyValue b3(12);
    MyValue b4(13);
    MyValue b5(14);
    a1.push_back(b1);
    a1.push_back(b2);
    a1.push_back(b3);
    a1.push_back(b4);
    a1.push_back(b5);
    vector<MyValue>::iterator p1=a1.begin()+1;
    /*MyValue c1(100);
      a1.insert(p1,c1);*/
    a1.emplace(p1,100);//emplace使用方法更加直接、效用更加高
    a1.emplace_back(90);
    for(int i=0;i<a1.size();i++)
    {
        a1[i].ShowInfo();
    }
    return 0;
}

[9] Vector.xx( ) 特例化的模板类: bool类型:反向[flip()]

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
    //特例化的模板类: bool类型vector 翻转
    vector<bool> a1(10,true);
    a1.flip();
    a1[0].flip();
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        cout<<a1[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    return 0;
}

[10] iterator = find(,,4) iterator = remove(,,4) 删除所有的某个元素

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>//【注意】这里需要导入algorithm函数
using namespace std;
int main()
{
    //查找某Vector中的第一个元素，定位到一个iterator
    //若找不到，iterator定位到vector的末尾
    vector<int> a1={1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4};
    vector<int>::iterator p1=find(a1.begin(),a1.end(),4);
    //a1.erase(p1);
    //p1=find(a1.begin(),a1.end(),5);
    
    //删除所有的某个元素[1]（使用iterator = find(,,4)）[效率不高]
    while(p1!=a1.end())
    {
        a1.erase(p1);
        p1=find(a1.begin(),a1.end(),4);
    }
    
    //删除所有的某个元素[2]
    vector<int> a3={1,3,3,2,3,4,3};
    p1=remove(a3.begin(),a3.end(),3);//【注意】删掉之后后面剩下来的元素的位置不动  例如：{1,2,4,2,3,4,3}
    a3.erase(p1,a3.end());//这样子是完全移除
    
    //以上代码可以合并[3]
    vector<int> a4={1,3,3,2,3,4,3};
    a4.erase(remove(a4.begin(),a4.end(),3),a4.end());
    for(int i=0;i<a4.size();i++)
    {
        cout<<a4[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
    
    return 0;
}

[11] 数组与vector协同运作

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstring> //【注意】strcpy的使用需要头文件
using namespace std;
int main()
{
    //scanf,printf与vector协作
    vector<int> a1(3);
    for(int i=0;i<a1.size();i++)
    {
        scanf("%d", &a1[i]);
    }
    for(int i=0;i<a1.size();i++)
    {
        printf("%d ", a1[i]);
    }
    printf("\n");
    
    //将字符串拷贝到一个数组里面去
    vector<char> a2(100);
    strcpy(&a2[0],"hello");
    printf("%s\n",&a2[0]);
    
    return 0;
}

[11]Vector.xx( ) 动态内存分配问题[.reserve(), .capacity()]

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    //关于内存的动态分配问题
    vector<int> a1(10,-1);
    a1.push_back(100);
    cout<<a1.capacity()<<endl;//内存比实际所需要的大一些
    a1.insert(a1.begin(),{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12});
    cout<<a1.capacity()<<endl;//插入的时候元素进行了搬家
    
    a1.reserve(100);
    cout<<a1.capacity()<<endl;//免得搬家了
    
    
    return 0;
}

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    //关于内存的动态分配问题
    vector<int> a1(10,-1);
    a1.push_back(100);
    cout<<a1.capacity()<<endl;//内存比实际所需要的大一些
    a1.shrink_to_fit();//建议使得内存与实际一样
    cout<<a1.capacity()<<endl;
    
    return 0;
}

[12]一个比较容易被忽略的错误：迭代子失效的问题

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    //迭代子失效的问题
    vector<int> a1={1,2,3,4,5,6,7,8};
    vector<int>::iterator p1=a1.begin()+1;
    vector<int>::iterator p2=a1.begin()+4;
    cout<<*p2<<endl;
    a1.erase(p1);
    cout<<*p2<<endl;//p2的行为未定义
    return 0;
}