STL关于vector容器的一些笔记

vector是向量类型，可以容纳许多类型的数据，因此也被称为容器
(可以理解为动态数组，是封装好了的类）
进行vector操作前应添加头文件#include<vector>

1.vector说明

1.1创建vector对象vector <int> a;
vector的元素不仅仅可以使int,double,string,还可以是结构体，但是要注意：结构体要定义为全局的，否则会出错。

1.2 vector初始化：

//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）;

1.3 vector对象的常用内置函数使用（举例说明）

#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()+3);

//a含有4个值为2的元素
a.assign(4,2);

//返回a的最后一个元素
a.back();

//返回a的第一个元素
a.front();

//返回a的第i元素,当且仅当a存在
a[i];

//清空a中的元素
a.clear();

//判断a是否为空，空则返回true，非空则返回false
a.empty();

//删除a向量的最后一个元素
a.pop_back();

//删除a中第一个（从第0个算起）到第二个元素，也就是说删除的元素从a.begin()+1算起（包括它）一直到a.begin()+3（不包括它）结束
a.erase(a.begin()+1,a.begin()+3);

//在a的最后一个向量后插入一个元素，其值为5
a.push_back(5);

//在a的第一个元素（从第0个算起）位置插入数值5,
a.insert(a.begin()+1,5);

//在a的第一个元素（从第0个算起）位置插入3个数，其值都为5
a.insert(a.begin()+1,3,5);

//b为数组，在a的第一个元素（从第0个元素算起）的位置插入b的第三个元素到第5个元素（不包括b+6）
a.insert(a.begin()+1,b+3,b+6);

//返回a中元素的个数
a.size();

//返回a在内存中总共可以容纳的元素个数
a.capacity();

//将a的现有元素个数调整至10个，多则删，少则补，其值随机
a.resize(10);

//将a的现有元素个数调整至10个，多则删，少则补，其值为2
a.resize(10,2);

//将a的容量扩充至100，
a.reserve(100);

//b为向量，将a中的元素和b中的元素整体交换
a.swap(b);

//b为向量，向量的比较操作还有 != >= > <= <
a==b;

2.顺序访问vector的几种方式，举例说明

2.1. 对向量a添加元素的几种方式

向向量a中添加元素
vector<int>a;
for(int i=0;i<10;++i)
{
	a.push_back(i);
}

从数组中选择元素向向量中添加
int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int> b;
for(int i=0;i<=4;++i){b.push_back(a[i]);}

从现有向量中选择元素向向量中添加
int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b;
vector<int>c(a,a+4);
for(vector<int>::iterator it=c.begin();it<c.end();++it)
{
	b.push_back(*it);
}

从文件中读取元素向向量中添加
ifstream in("data.txt");
vector<int>a;
for(int i;in>>i)
{
	a.push_back(i);
}

常见错误赋值方式
vector<int>a;
for(int i=0;i<10;++i){a[i]=i;}//下标只能用来获取已经存在的元素

2.2 从向量中读取元素

通过下标方式获取
int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b(a,a+4);
for(int i=0;i<=b.size()-1;++i)
{
	cout<<b[i]<<endl;
}

通过迭代器方式读取
int a[6]={1,2,3,4,5,6};
vector<int>b(a,a+4);
for(vector<int>::iterator it=b.begin();it!=b.end();it++)
{
	cout<<*it<<"  ";
}

3.几个常用的算法

 #include<algorithm>
 //对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素进行从小到大排列
 sort(a.begin(),a.end());
 
 //对a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素倒置，但不排列，如a中元素为1,3,2,4,倒置后为4,2,3,1
 reverse(a.begin(),a.end());
 
  //把a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素复制到b中，从b.begin()+1的位置（包括它）开始复制，覆盖掉原有元素
 copy(a.begin(),a.end(),b.begin()+1);
 
 //在a中的从a.begin()（包括它）到a.end()（不包括它）的元素中查找10，若存在返回其在向量中的位置
 find(a.begin(),a.end(),10);

拓展

1.二维向量
与数组相同, 向量也可以增加维数, 例如声明一个m*n大小的二维向量方式可以像如下形式:

 vector< vector<int> > b(10, vector<int>(5));        
 //创建一个10*5的int型二维向量

在这里, 实际上创建的是一个向量中元素为向量的向量。同样可以根据一维向量的相关特性对二维向量进行操作。

 #include<iostream>
 #include<vector>
 using namespace std ;
  
 int main()
 {
         vector< vector<int> > b(10, vector<int>(5, 0)) ;
  
         //对部分数据进行输入
         cin>>b[1][1] ;
         cin>>b[2][2] ;
         cin>>b[3][3];
 
         //全部输出
         int m, n ;
         for(m=0; m<b.size(); m++)           //b.size()获取行向量的大小
         {
             for(n=0; n<b[m].size(); n++)  //获取向量中具体每个向量的大小
                 cout<<b[m][n]<<" " ;
             cout<<"\n" ;
         }
         return 0;
    }

同样, 按照这样的思路我们还可以创建更多维的向量, 不过维数太多会让向量变得难以灵活控制, 三维以上的向量还需酌情使用。

拓展的拓展

1. vector容器的内存自增长
   与其他容器不同，其内存空间只会增长，不会减小。先来看看"C++ Primer"中怎么说：为了支持快速的随机访问，vector容器的元素以连续方式存放，每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下，当vector添加一个元素时，为了满足连续存放这个特性，都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间，这样性能难以接受。因此STL实现者在对vector进行内存分配时，其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说，vector容器预留了一些额外的存储区，用于存放新添加的元素，这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。关于vector的内存空间，有两个函数需要注意：size()成员指当前拥有的元素个数；capacity()成员指当前(容器必须分
   配新存储空间之前)可以存储的元素个数。reserve()成员可以用来控制容器的预留空间。vector另外一个特性在于它的内存空间会自增长，每当vector容器不得不分配新的存储空间时，会以加倍当前容量的分配策略实现重新分配。例如，当前capacity为50，当添加第51个元素时，预留空间不够用了，vector容器会重新分配大小为100的内存空间，作为新连续存储的位置。

2. vector内存释放
   由于vector的内存占用空间只增不减，比如你首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，留下一个有效元素，但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的，clear()可以清空所有元素。但是即使clear()，vector所占用的内存空间依然如故，无法保证内存的回收。如果需要空间动态缩小，可以考虑使用deque。如果非vector不可，可以用swap()来帮助你释放内存。

3. vector是线性容器,
   它的元素严格的按照线性序列排序,和动态数组很相似,和数组一样,它的元素存储在一块连续的存储空间中,这也意味着我们不仅可以使用迭代器(iterator)访问元素,还可以使用指针的偏移方式访问,和常规数组不一样的是,vector能够自动存储元素,可以自动增长或缩小存储空间,

vector的优点:

1.   可以使用下标访问个别的元素
   

2.   迭代器可以按照不同的方式遍历容器
   

3.   可以在容器的末尾增加或删除元素
   

和数组相比,虽然容器在自动处理容量的大小时会消耗更多的内存,但是容器能提供和数组一样的性能,而且能很好的调整存储空间大小和其他标准的顺序容器相比(deques or lists),能更有效访问容器内的元素和在末尾添加和删除元素,在其他位置添加和删除元素,vector则不及其他顺序容器,在迭代器和引用也不比lists支持的好容器的大小和容器的容量是有区别的,大小是指元素的个数,容量是分配的内存大小,容量一般等于或大于容器的大小,vector::size()返回容器的大小,vector::capacity()返回容量值,容量多于容器大小的部分用于以防容器的增加使用,每次重新分配内存都会很影响程序的性能,所以一般分配的容量大于容器的大小,若要自己指定分配的容量的大小,则可以使用vector::reserve(),但是规定的值要大于size()值,