vector容器

于 2025-03-20 20:26:41 发布
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文章标签： c++ 开发语言
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一. vector容器基本概念

  • 功能：
    • vector数据结构和数组非常相似，也称单端数组。
  • vector与普通数据区别：
    • 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展。
  • 动态扩展：
    • 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝到新空间，释放原空间。
    • vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器。

二. vector构造函数 

  • 功能描述：
    • 创建vector
  • 函数原型：
vector<T> v;  //采用模板类实现，默认构造参数
vector(v.begin(), v.end());    //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身
vector(n, elem);  //构造函数将n个elem拷贝给本身
vector(const vector &vec);    //拷贝构造函数
  • 示例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector容器构造
void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test01(){
    vector<int>v1;  // 默认构造,无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //通过区间方式进行构造
    vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v2);
    //通过n个elem的方式进行构造
    vector<int>v3(10,100);
    printVector(v3);
    //拷贝构造
    vector<int>v4(v3);
    printVector(v4);
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}

//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
//100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

三. vector赋值操作

  • 功能描述：
    • 给vector容器进行赋值
  • 函数原型：
vector& operator=(const vector &vec);  //重载等号操作符
assign(beg, end);    //将[beg, end]区间中的数据拷贝赋值给本身
assign(n, elem);  //将n个elem拷贝赋值给本身
  • 示例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 赋值
void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test01(){
    vector<int>v1;  
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    //1 赋值 operator
    vector<int>v2;
    v2 = v1;
    printVector(v2);
    //2 assign
    vector<int>v3;
    v3.assign(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v3);
    //3 n个elem的方式进行赋值
    vector<int>v4;
    v4.assign(10,100);
    printVector(v4);
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

四. vector容量和大小

  • 功能描述：
    • 对vector容器的容量和大小进行操作。
  • 函数原型：
empty();    // 判断容器是否为空
capacity();    // 容器的容量
size();     // 返回容器中元素的个数
resize(int num);  // 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置，如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除
reszie(int num, elem); // 重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置，如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
  • 示例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器的容量和大小
 // 注：容量永远大于等于大小
void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
void test01(){
    vector<int>v1;  
    for (int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    if(v1.empty()){
        cout << "v1为空！" << endl;
    }else{
        cout << "v1不为空！" << endl;
        cout << "v1的容量为：" << v1.capacity() << endl;
        cout << "v1的大小为：" << v1.size() << endl;
    }
    // 重新指定大小
    v1.resize(15,100); //如果重新指定的比之前长了，默认用0填充新的位置,也可利用重载版本，指定默认填充值。
    printVector(v1);
    v1.resize(5);  // 如果重新指定的比原来短了，超出的部分会删除掉
    printVector(v1);
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// v1不为空
// v1的容量为：13
// v1的大小为：10
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 100 100 100 100
// 0 1 2 3 4

五. vector插入和删除

  • 功能描述：
    • 对vector容器进行插入，删除操作
  • 函数原型：
push_back(ele);    //尾部插入元素ele
pop_back();         //删除最后一个元素
insert(const_iterator pos, els);       //迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos, int count, els);    //迭代器指向位置pos插入count个元素ele
erase(const_inerator pos);      //删除迭代器指向的元素
erase(const_iterator start, const_iterator end);    //删除迭代器从start到end之前的元素
clear();         //删除容器中所有的元素
  • 示例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器的插入和删除

void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

void test01(){
    vector<int>v1;  
    //尾插
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    v1.push_back(40);
    v1.push_back(50);
    printVector(v1);
    // 尾删
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    // 插入 第一个参数是迭代器
    v1.insert(v1.begin(),100); 
    printVector(v1);
    v1.insert(v1.begin(),2,1000);
    printVector(v1);
    //删除  第一个参数是迭代器
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);
    v1.erase(v1.begin(),v1.end());
    printVector(v1);
    //清空
    v1.clear();

}

int main(){
    test01();
    return 0;
}
// 10 20 30 40 50 
// 10 20 30 40
// 100 10 20 30 40
// 1000 1000 100 10 20 30 40
// 1000 100 10 20 30 40

 六. vector数据存取

  • 功能描述：
    • 对vector中的数据存取操作
  • 函数原型：
at(int idx);    //返回索引idx所指的数据
operator[[];     //返回索引idx所指的数据
front();          //返回容器中第一个数据元素
back();         //返回容器中最后一个数据元素
  • 示例：
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器的数据存取

void test01(){
    vector<int>v1;  
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    // 利用[]的方式访问数据中的元素
    for(int i = 0; i < v1.size(); i++){
        cout << v1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    // 利用at方式访问元素
    for(int i = 0; i < v1.size(); i++){
        cout << v1.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;
    // 获取第一个元素的位置
    cout << "第一个元素为："  << v1.front() << endl;
    //获取最后一个元素
    cout << "最后一个元素为：" << v1.back() << endl;
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 0
// 9

七. vector互换容器

  • 功能描述：
    • 实现两个容器内元素进行互换
  • 函数原型：
swap(vec);   //将vec与本身的元素互换
  • 示例：

 

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器的互换

void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
//基本使用
void test01(){
    vector<int>v1;  
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    cout << "交换前: " << endl;
    printVector(v1);
    vector<int>v2;
    for(int i = 10; i > 0; i--){
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);
    cout << "交换后: " << endl;
    v2.swap(v1);
    printVector(v1);    
    printVector(v2);    
}
// 实际用途 巧用swap可以收缩内存空间
void test02(){
    vector<int>v;
    for(int i = 0; i < 100000; i ++){
        v.push_back(i);
    }
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
    v.resize(3); //重新指定大小
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
    //巧用swap收缩内存
    vector<int>(v).swap(v);   #include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器的互换

void printVector(vector<int>&v){
    for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
//基本使用
void test01(){
    vector<int>v1;  
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        v1.push_back(i);
    }
    cout << "交换前: " << endl;
    printVector(v1);
    vector<int>v2;
    for(int i = 10; i > 0; i--){
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);
    cout << "交换后: " << endl;
    v2.swap(v1);
    printVector(v1);    
    printVector(v2);    
}
// 实际用途 巧用swap可以收缩内存空间
void test02(){
    vector<int>v;
    for(int i = 0; i < 100000; i ++){
        v.push_back(i);
    }
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
    v.resize(3); //重新指定大小
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
    //巧用swap收缩内存
    vector<int>(v).swap(v); //vector<int>(v) 匿名对象
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
}



int main(){
    test01();

    return 0;
}
// 交换前：
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 
// 交换后：
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

// v的容量为: 138255
// v的大小为: 100000
// v的容量为: 138255
// v的大小为: 3
// v的容量为: 3
// v的大小为: 3
    cout << "v的容量为: " << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为: " << v.size() << endl;
}

int main(){
    test01();
    test02();
    return 0;
}
// 交换前：
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 
// 交换后：
// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

// v的容量为: 138255
// v的大小为: 100000
// v的容量为: 138255
// v的大小为: 3
// v的容量为: 3
// v的大小为: 3

八. vector预留空间

  • 功能描述：
    • 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
  • 函数原型：
reserve(int len);   //容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问
  • 示例：

 

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <functional>
// vector 容器预留空间
void test01(){
    vector<int>v;
    // 利用reserve预留空间
    v.reserve(100000);
    int num = 0; // 统计开辟次数
    int *p = NULL;
    for(int i = 0; i < 100000; i ++){
        v.push_back(i);
        if(p != &v[0]){
            p = &v[0];
            num++;
        }
    }
    cout << "num = " << num << endl;
}

int main(){
    test01();
    return 0;
}
// num = 30
// num = 1

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