STLVector与Deque操作详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43869409/article/details/129565724

STL Vector

vector的特点

在数组末尾增、删元素的时间是固定的
在数组中间增、删元素时间与该元素后面的元素个数有关

使用时添加头文件： #include <vector>

实例化vector

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{   
    //1. vector默认构造函数
    vector <int> vecIntegers;

    //2.设定了初始大小
    vector <int> vecWithTenElements (10);

    //3.设定初始大小和初始值
    vector <int> vecWithTenInitializedElements (10, 90);

    //4.将一个vector初始化为另一个vector（3中已经初始化的）的内容
    vector <int> vecArrayCopy (vecWithTenInitializedElements);

    //5.用其他vector的一部分来初始化
    vector <int> vecSomeElementsCopied (vecWithTenInitializedElements.cbegin()
                                        , vecWithTenInitializedElements.cbegin() + 5);
    system("pause");
    return 0;
}

第4种只能用存储 int 的 vector来实例化

尾部插入元素

/*
在vector末尾增加元素：
    push_back():vector类的公有方法成员
    下面还使用到size():返回vector中存储的元素数
*/
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    vector <int> vecIntegers;
    for (int i = 0;i < 4; ++i)
    {
        vecIntegers.push_back(i);
    }
    cout << "the vector's size: " << vecIntegers.size() << endl;
    //the vector's size: 4
    system("pause");
    return 0;
}

指定位置插入元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

/*
insert()：在指定位置插入元素
    1. integers.insert (integers.begin (), 25); // 在begin处插入25
    
    2. integers.insert (integers.end (), 2, 45);  // 在end插入两个值，都是45
    
    3. vector <int> another (2, 30);
       integers.insert (integers.begin () + 1, 
                        another.begin (), another.end ()); 
        //在begin+1处，插入另一个vector：another
*/

void DisplayVector (const vector<int>& vecInput);

int main()
{
    vector <int> integers(4, 90);
    cout << "original vector: ";
    DisplayVector(integers);//90 90 90 90 

    //1. 在指定位置插入元素
    integers.insert(integers.end() - 2, 44);
    DisplayVector(integers);//90 90 44 90 90

    //2. 插入多个重复的值
    integers.insert(integers.begin() + 2, 4, 2);
    DisplayVector(integers);//90 90 2 2 2 2 44 90 90

    //3. 插入另一个vector
    vector <int> another(2, 30);
    integers.insert(integers.begin() + 1, another.begin(), another.end());
    DisplayVector(integers);//90 30 30 90 2 2 2 2 44 90 90
    system("pause");
    return 0;
}

void DisplayVector (const vector<int>& vecInput)
{
    for (auto iElement = vecInput.cbegin()
            ; iElement != vecInput.cend()
            ; ++iElement)
    {
        cout << *iElement << ' ';
    }
    cout << endl;
}

insert() 的效率比较低：

因为会导致后面的元素后移
同时可能需要调用复制构造函数或赋值运算符
如果 vector 中保存的是其他对象，开销更大

数组方式访问vector元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
/*
使用数组语法访问vector元素：
    1. 使用下标运算符（[]）以数组语法方式访问；
    2. 使用成员函数at( )；
    3. 使用迭代器；
*/
int main()
{
    vector <int> integers;
    integers.push_back(50);
    integers.push_back(1);
    integers.push_back(987);
    integers.push_back(1001);

    //1. []方式访问
    for (size_t index = 0; index < integers.size(); ++index)
    {
        cout << "Element[" << index << "] = " << integers[index] << endl;
    }
    
    integers[2] = 123;
    cout << "After replacement: " << endl;
    cout << integers[2] << endl;
    //2. at()
    cout << "at():" << integers.at(2) << endl;

    //3.迭代器
    vector <int>::iterator iElementLocator = integers.begin();
    // auto iElementLocator = integers.begin(); // C++11
    while (iElementLocator != integers.end())
    {
        size_t integersOffset = distance(integers.begin(), iElementLocator);
        cout << "Element at position ";
        cout << integersOffset  << " is: " << *iElementLocator << endl;
        ++iElementLocator;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

使用 [] 访问 vector 元素时，注意不能超过容器的边界

更安全的方法是 at()，如果越界会引发异常

删除vector元素

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
/*
删除元素：pop_back()
        由于是从尾部删除元素，所以删除的时间与元素个数无关
*/
template <typename T>

void DisplayVector (const vector<T>& vecInput)
{   
    // C++11: auto iElement = vecInput.cbegin();
    // 要加上typename关键字：https://juejin.cn/post/6844903941348524046
    for (typename vector<T>::const_iterator iElement = vecInput.cbegin()
        ; iElement != vecInput.cend()
        ; ++iElement)
    {
        cout << *iElement << ' ';
    }
    cout << endl;
}

int main()
{   
    vector <int> vecIntegers;
    vecIntegers.push_back(50);
    vecIntegers.push_back(1);
    vecIntegers.push_back(987);
    vecIntegers.push_back(1001);

    cout << "vecIntegers contains " << vecIntegers.size() << " elements: ";
    DisplayVector(vecIntegers);
    // vecIntegers contains 4 elements: 50 1 987 1001
    
    //删除尾元素
    vecIntegers.pop_back();

    cout << "After deleteing" << endl;
    cout << "vecIntegers contains " << vecIntegers.size() << " elements: ";
    DisplayVector(vecIntegers);
    // After deleteing
    // vecIntegers contains 3 elements: 50 1 987

    system("pause");
    return 0;
}

关于vector的大小和容量

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    vector <int> vecIntegers(5);
    cout << "vector's size : " << vecIntegers.size() << endl; // 5
    cout << "vector's capacity : " << vecIntegers.capacity() << endl; // 5
    
    vecIntegers.push_back(66);
    cout << "After add element 66:" << endl;
    cout << "vector's size : " << vecIntegers.size() << endl; // 6
    cout << "vector's capacity : " << vecIntegers.capacity() << endl; // 10

    vecIntegers.push_back(777);
    cout << "After add element 777:" << endl;
    cout << "vector's size : " << vecIntegers.size() << endl; // 7
    cout << "vector's capacity : " << vecIntegers.capacity() << endl; // 10
    system("pause");
    return 0;
}

可以通过成员函数 reverse() 避免因频繁对vector分配内存导致的效率问题

关于重新分配 vector 内部缓冲区时提前增加容量方面，取决于具体的STL实现

STL deque

与vector类似，但支持在开头和末尾插入和删除元素

同时注意添加头文件

#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;

int main()
{
    deque <int> deIntegers;

    deIntegers.push_back(3);
    deIntegers.push_back(4);
    deIntegers.push_back(5);

    deIntegers.push_front(0);
    deIntegers.push_front(1);
    deIntegers.push_front(2);

    cout << " The contents of the deque after inserting elements ";
    cout << "at the top and bottom are:" << endl;

    for (size_t nCount = 0
        ; nCount < deIntegers.size()
        ; ++nCount)
    {
        cout << "Element[" << nCount << "] = ";
        cout << deIntegers[nCount] << endl;
    } // 2 1 0 3 4 5
    cout << endl;

    deIntegers.pop_front();
    deIntegers.pop_back();

    //通过迭代器再显示删除后的结果
    cout << "The contents of the deque after erasing an element ";
    cout << "from the top and bottom are:" << endl;
    for(deque<int>::iterator iElement = deIntegers.begin()
        ; iElement != deIntegers.end()
        ; iElement++)
    {
        size_t offset = distance(deIntegers.begin(), iElement);
        cout << "Element [" << offset << "] = " << *iElement << endl;
    } // 1 0 3 4
    system("pause");
    return 0;
}