本文详细介绍了C++中的vector容器，包括基本概念、构造函数、赋值操作、容量与大小、插入与删除、数据存取、容器互换、预留空间以及如何存放内置和自定义数据类型。重点讨论了push_back操作的原理，涉及动态扩展和迭代器失效的问题。
目录
10、vector的push_back原理：在容器末尾插入新元素
1、vector基本概念
vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组
vector与普通数组的区别：不同之处在于数组是静态空间的，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，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间
常用的几个迭代器：
v.begin() 指向的是容器的第一个元素
v.end() 指向的是容器最后一个元素的下一个
v.rbegin() 指向容器的倒数第一个元素
v.rend() 指向的是容器第一个元素的前一个元素
insert() 接口向容器中插入数据
vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器（可以跳跃式的访问）
2、vector构造函数
vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
vector(v.begin(),v.end()); //将v[v.begin(),v.end())区间中的元素拷贝给本身(前闭后开）
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
3、vector赋值操作
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
4、vector 容量和大小
empty() //判断容量是否为空
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
resize(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
5、插入和删除操作
push_back(ele); //尾部插入元素 ele
pop_back() //删除最后一个元素
insert(const_iterator pos,ele);//迭代器指向位置pos插入元素ele
insert(const_iterator pos , int const，ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
erase(const_iterator 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之间的元素
clear(); //删除容器中所有元素
6、vector数据存取
at(int idx); //返回索引idx所指引的数据
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
7、vector 互换容器
swap(vec); // 将vec与本身的元素互换
实用：巧用swap可以缩减内存空间
8、预留空间
功能：减少vector在动态扩展容量时的扩展次数
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
//一开始内存给容器分配足够的空间，即容器的容量总是大于或等于容器大小，当再插入一些数据时，若容量小于了容器大小，则扩展内存空间
示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
//vector赋值
void printVector(vector<int> &v)
{
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it <<" ";
}
cout << endl;
}
//赋值操作
void test04() {
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
}
printVector(v1);
//等号赋值
vector<int> v2;
v2 = v1;
printVector(v2);
//assign赋值
vector<int> v3;
v3.assign(v1.begin(), v1.end());
printVector(v3);
vector<int> v4;
v4.assign(10, 1);//打印10个1
printVector(v4);
}
//容量和大小
void test05() {
vector<int> v5;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v5.push_back(i);
}
printVector(v5);
//测试内存扩展情况
/*v5.push_back(2);
v5.push_back(5);
v5.push_back(7);*/
//empty()
if (v5.empty()) {
cout << "该容器是空的" << endl;
}
else {
cout << "该容器不为空" << endl;
//capacity
cout << "该容器容量为:"<<v5.capacity() << endl;
//size()
cout << "该容器容量为:" << v5.size() << endl;
}
//resize
//vv.resize(15);
//printVector(v5);
//v5.resize(15,2);
//printVector(v5);
}
//插入和删除
void test06() {
vector<int> v6;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v6.push_back(i);
}
//删除最后一个元素
v6.pop_back();
//插入
v6.insert(v6.begin(), 8);
v6.insert(v6.begin(), 2,8);
//删除
v6.erase(v6.begin());
//v.erase(v.begin(),v.end());
v6.clear();
printVector(v6);
}
//数据存取
void test07() {
vector<int> v7;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v7.push_back(i);
}
printVector(v7);
cout << "第5个元素为：" << v7.at(5)<<endl;
cout << "第一个元素为：" << v7.front() << endl;
cout << "最后一个元素为：" << v7.back() << endl;
}
//互换容器
void test08()
{
vector<int>v8;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v8.push_back(i);
}
vector<int>v81;
for (int i = 9; i >= 0; i--) {
v81.push_back(i);
}
cout << "互换前v8容器的数据为：";
printVector(v8);
cout << "互换前v81容器的数据为：";
printVector(v81);
v8.swap(v81);
//swap(v8,v81);
cout << "互换后v8容器的数据为：";
printVector(v8);
cout << "互换后v81容器的数据为：";
printVector(v81);
}
//swap实用功能
void test081() {
vector<int>v82;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
v82.push_back(i);
}
cout << "该容器容量为:" << v82.capacity() << endl;
cout << "该容器容量为:" << v82.size() << endl;
v82.resize(10);
cout << "该容器容量为:" << v82.capacity() << endl;
cout << "该容器容量为:" << v82.size() << endl;
//vector<int>(v82)此时v82为匿名对象，由系统回收
//一开始匿名对象指向的内存空间为10，和容器v82交换后，v82容器的容量就为10了；
vector<int>(v82).swap(v82);
cout << "该容器容量为:" << v82.capacity() << endl;
cout << "该容器容量为:" << v82.size() << endl;
}
//预留空间
void test09() {
//假如给容器插入10000个数据，查看其空间扩展次数
vector<int>v9;
int num = 0;
int *p = NULL;
//如果一开始就预留了空间
//v9.reserve(10000);
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
v9.push_back(i);
if (p != &v9[0]) {//指针地址
p = &v9[0];
num++;
}
}
cout << "内存开辟次数："<<num << endl;
}
//vector排序
void test10() {
//创建一个vector容器，数组
vector<int> v10;
//向容器中插入数据
v10.push_back(1);
v10.push_back(8);
v10.push_back(4);
v10.push_back(10);
sort(v10.begin(), v10.end());//从小到大
printVector(v10);
reverse(v10.begin(), v10.end());//从大到小
printVector(v10);
}
//构造函数
void test11() {
vector<int> v11;
v11.push_back(1);
v11.push_back(8);
v11.push_back(4);
v11.push_back(10);
printVector(v11);
//将v[v.begin(),v.end())区间中的元素拷贝给本身(前闭后开）
vector<int> v12(v11.begin(), v11.end());
printVector(v12);
//构造函数将n个elem拷贝给本身
vector<int> v13(5, 3);
printVector(v13);
//拷贝构造函数
vector<int> v14(v11);
printVector(v14);
}
int main() {
//test04();
//test05();
//test06();
//test07();
//test08();
//test081();
//test09();
//test10();
test11();
system("pause");
return 0;
}9
9.1 vector存放内置数据类型
容器：vector、for_each
迭代器：vector<int>::iterator
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
void print(int val) {
cout << val << endl;
}
void test01() {
//创建一个vector容器，数组
vector<int> v;
//向容器中插入数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//通过迭代器访问
//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素
//vector<int>::iterator itBegin = v.begin();//起始迭代器，指向容器中第一个元素
//vector<int>::iterator itEnd = v.end();//结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置
//while (itBegin != itEnd) {
// cout << *itBegin << endl;
// itBegin++;
//}
//第二种遍历方法
//for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
// cout << *it << endl;
//}
//第三种遍历方法，STL遍历算法
for_each(v.begin(), v.end(), print);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}9.2 vector存放自定义数据类型
class Person {
public:
string name;
int age;
Person(string sn, int sa) {
name = sn;
age = sa;
}
};
void test02() {
//创建一个vector容器，数组
vector<Person> p;
Person p1("aa", 10);
Person p2("bb", 20);
Person p3("cc", 30);
Person p4("dd", 40);
//向容器中插入数据
p.push_back(p1);
p.push_back(p2);
p.push_back(p3);
p.push_back(p4);
for (vector<Person>::iterator ip = p.begin(); ip != p.end();ip++) {
cout << "姓名：" << (*ip).name << " 年龄：" << (*ip).age << endl;//通过解引用之后.的方式访问
//cout << "姓名：" << ip->name << " 年龄：" << ip->age << endl;//通过指针箭头的方式访问属性
}
}9.3 容器嵌套容器
void test03() {
//创建一个vector容器，数组
vector< vector<int> > v;
//定义小容器
vector<int> v1;
vector<int> v2;
vector<int> v3;
vector<int> v4;
//向小容器中插入数据
for (int i = 0; i < 4; i++) {
v1.push_back(i + 1);
v2.push_back(i + 3);
v3.push_back(i + 5);
v4.push_back(i + 7);
}
//向容器中插入小容器
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);
//遍历容器
//第一个for循环遍历4个小容器
//第二个for循环遍历小容器中的元素
for (vector< vector<int> >::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
cout << *vit << " ";
}
cout<< endl;
}
}10、vector的push_back原理：在容器末尾插入新元素
vector的push_back底层怎么实现的：
template <class T, class Alloc = alloc>
class vector {
...
protected:
iterator start;
iterator finish;
iterator end_of_storage;
...
};template <class T, class Alloc = alloc>
void vector::push_back(const T& x)
{
if (finish != end_of_storage)
{
construct(finish, x);
++finish;
}
else
{
insert_aux(finish, x);
}
}vector采用的数据结构是：线性连续空间。它以两个迭代器start和finish分别指向配得来的连续空间中目前已被使用的范围，并以迭代器end_of_storage指向整块连续空间（含备用空间）的尾端。
push_back增加新元素时,如果超过当时的容量，则容量会扩充至两倍；如果两倍容量仍不足，就扩充至足够大的容量。扩张过程：重新配置、元素搬移（将原内容拷贝过来，才开始在原内容之后构造新元素）、释放原空间。对vector的任何操作，一旦引起空间重现配置，指向原vector的所有迭代器都失效。
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