STL详解（一） 动态数组vector

一、Vectors介绍

 vector(向量): C++中的一种数据结构,确切的说是一个类.它相当于一个动态的数组,当程序员无法知道自己需要的数组的规模多大时,用其来解决问题可以达到最大节约空间的目的.

1.文件包含:      首先在程序开头处加上#include<vector>以包含所需要的类文件vector,    还有一定要加上using namespace std;

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.因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。

6.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。

二、 vector函数列表

1.构造函数

• vector():创建一个空vector
• vector(int nSize):创建一个vector,元素个数为nSize
• vector(int nSize,const t& t):创建一个vector，元素个数为nSize,且值均为t
• vector(const vector&):复制构造函数
• vector(begin,end):复制[begin,end)区间内另一个数组的元素到vector中

2.遍历函数

assign() 对Vector中的元素赋值 

at() 返回指定位置的元素

front() 返回第一个元素 

back() 返回最末一个元素 

begin() 返回第一个元素的迭代器 

end() 返回最末元素的迭代器(译注:实指向最末元素的下一个位置) 

rbegin() 返回Vector尾部的逆迭代器 

rend() 返回Vector起始的逆迭代器 

3.增加删除函数

pop_back() 移除最后一个元素 

erase() 删除指定元素 

clear() 清空所有元素 

push_back() 在Vector最后添加一个元素 

insert() 插入元素到Vector中 

4.大小函数

size() 返回Vector元素数量的大小 

empty() 判断Vector是否为空（返回true时为空） 

max_size() 返回Vector所能容纳元素的最大数量（上限） 

capacity() 返回vector所能容纳的元素数量(在不重新分配内存的情况下

5.其他函数

get_allocator() 返回vector的内存分配器 

reserve() 设置Vector最小的元素容纳数量 

resize() 改变Vector元素数量的大小 

swap() 交换两个Vector

6.运算符

C++ Vectors能够使用标准运算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >

 三、 函数详细说明 

3.1、 vector声明及初始化

vector<int> vec;        //声明一个int型向量vec
vector<int> vec(5);     //声明一个初始大小为5个成员的int向量vec
vector<int> vec(10, 1); //声明一个初始大小为10个成员且值都是1的向量vec
vector<int> vec(tmp);   //声明并用tmp向量初始化vec向量
vector<int> tmp(vec.begin(), vec.begin() + 3);  //用向量vec的第0个到第2个值初始化tmp
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};   
vector<int> vec(arr, arr + 5); //将arr数组的元素用于初始化vec向量
                               //说明：当然不包括arr[4]元素，末尾指针都是指结束元素的下一个元素，                            
                               //这个主要是为了和vec.end()指针统一。
vector<int> vec(&arr[1], &arr[4]); //将arr[1]~arr[4]范围内的元素作为vec的初始值

3.2　元素的访问与迭代器访问

• 下标访问： vec[1]; //像数组一样用下标访问，但下标访问不会检查是否越界。
• at方法访问： vec.at(1); //与下标访问的区别就是at会检查是否越界，是则抛出out of range异常
• 访问第一个元素： vec.front();
• 访问最后一个元素： vec.back();
• 开始指针：vec.begin();
• 末尾指针：vec.end(); //指向最后一个元素的下一个位置
• 指向常量的开始指针： vec.cbegin(); //意思就是不能通过这个指针来修改所指的内容，但还是可以通过其他方式修改的，而且指针也是可以移动的。
• 指向常量的末尾指针： vec.cend();

　3.2.1  at()函数 

　　语法: TYPE at( size_type loc );

　　at() 函数 返回当前Vector指定位置loc的元素的引用。

　　at() 函数 比 [　] 运算符更加安全, 因为它不会让你去访问到Vector内越界的元素。例如, 考虑下面的代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{  vector<int> v(5,1);
   for(int i=0; i<10;i++)
      cout<<"v"<<i<<" is "<<v[i]<<endl;
}

输出：

　　这段代码访问了vector末尾以后的元素,这将可能导致很危险的结果.以下的代码将更加安全: 
 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{  
   vector<int> v(5,1)