C++| |vector的学习

vector

• vector是表示可变大小数组的序列容器

• vector采用连续存储空间来存储元素。所以可以采用下标的方式vector的元素进行访问，和数组一样的高效。但是其又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自己处理

• 本质：对于vector使用动态分配数组来存储其元素。当新元素插入到数组中时，如果空间不够的话，就会开辟空间。

• 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，储存空间比实际要存储的空间更大。

• 与其他的动态序列容器相比（deques，lists and forward_lists）：vector在访问元素时很高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其他不在末尾的删除和插入操作，效率更低。

 

#vector如何使用

首先要学会对于vector在C++程序里面，如何来使用

//第一种使用方法：
//这种是只在使用vector的时候采用
std::vector;
​
//第二种使用方法：
//这是将命名空间std进行全部的展开
using namespace std;
​
//第三种使用方法：
//这是只将命名空间std里面的vector展开使用
using std::vector;

可以看出对于vector这个容器，在命名空间std中包含着，所以要使用vector必须使用std命名空间

 

#对于成员函数该如何使用

必须要包含头文件vector

 

#成员函数

---

1. vector的构造函数

//无参构造
vector ();
​
//构造并初始化n个val
vector (size_type n, const value_type& val = value_type());
​
//使用迭代器的范围构造
vector (Inputiterator first, Inputiterator last);
​
//拷贝构造
vector (const vector& x);

 

 

2. vector迭代器

//获取第一个数据位置的iterator
begin (); 
​
//获取最后一个数据的下一个位置的iterator
end ();
​
//获取最后一个数据位置的reverse_iterator
rbegin ();
​
//获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator
rend ();
​
//获取第一个数据位置的const_iterator
cbegin ();
​
//获取最后一个数据下一个未知的const_iterator
cend ();

 

 

3. vector容量

//获取数据个数
size ();
​
//获取数据容量
capacity ();
​
//判断是否为空
empty ();
​
//改变vector的size，如果大于原先的size，后面填充val
resize (size_type n, value_type val = val_type());
​
//改变vector的容量
reserve (size_type n);

• 对于capacity这个开辟容量在不同的编译器下每一次开辟的大小是不一样的。vs下是1.5倍增长的，g++是按照2倍增长的。vs是PJ版本的，g++是SGI版本的

• reserve是只负责开辟空间的，如果知道了需要用多少空间的话，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题

• resize在开辟空间的时候还会进行初始化，影响size

   

 

4. vector的增删改查

//尾插
void push_back (const value_type & val);
​
//尾删
void pop_back ();
​
//查找（这个是算法模块实现的，不是vector的成员接口）
Inputiterator find(Inputiterator first, Inputiterator last, const T& val);
​
//在position前面插入val
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
​
//删除position位置的数据
iterator erase(iterator position);
​
//交换两个vector的数据空间
void swap(vector& x);
​
//像数组一样访问
reference operator[] (size_type n);

 

 

迭代器失效

• 对于迭代器如何失效呢。其实就是iterator指针指向的位置的数据已经被释放了，或者该指针已经失效了

  • iterator指向的位置数据已经被释放了

  • 发生的例子：

  • #include <iostream>
    #include <vector>
    ​
    int main()
    {
        std::vector<int> v;
        v.push_back(1);
        v.push_back(2);
        v.push_back(3);
        std::vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
        //删除pos位置的数据，导致pos迭代器失效
        v.erase(pos);
        std::cout << *pos << '\n';
        
        //在pos位置插入数据导致迭代器失效
        //增容后，原先的空间已经被释放了
        v.insert(pos, 4);
        //出错访问一个，已经被释放的空间
        std::cout << *pos << '\n';
        return 0;
    }

  •  

    • 运行环境：g++，按二倍增容的

    • 对于一个vector初始化了四个数据，那么下一次要插入数据的时候，就会产生增容

    • 如果我们使用insert插入一个数据之后，再次使用insert刚才里面的参数，就会产生内存访问出错的情况，因为开辟空间的时候，旧的空间要进行释放，导致丢的iterator指向的是一个已经失效的位置

  • 如果删除一个位置的数据之后，再次使用以前的迭代器访问数据的时候，就会出现错误。

• 常见的迭代器失效的场景

int array[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
  std::vector<int> v(array, array + 4);
  for (auto e : v)
  {
    std::cout << e << '\n';
  }
​
  std::vector<int>::iterator it = v.begin();
  //导致迭代器失效
  //while (it != v.end())
  //{
  //    if (*it % 2 == 0)
  //        v.erase(it);
  //    else
  //        it++;
  //}
  
  //更新迭代器，不会失效
  while (it != v.end())
  {
    if (*it % 2 == 0)
    {
      it = v.erase(it);
    }
    else 
    {
      it++;
    }
  }
  for (auto e : v)
  {
    std::cout << e << '\n';
  }