C++ primer 读书笔记 9.3 顺序容器操作

向顺序容器添加元素

• push
  • push_back
  • push_front
• insert
• implace

向vector、string或deque插入元素有可能使所有指向容器的迭代器、引用和指针失效。因为添加元素时可能引起整个对象空间的重新分配（旧的空间不足以容纳插入新元素后的对象）。重新分配一个对象的存储空间需要分配新的内存，并将元素从旧的空间移动到新的空间中。

作者说：

使用添加、删除等容器操作时，首先考虑容器分配元素空间的策略

push_back

向容器尾部添加元素

除array和forward_list外，每个顺序容器都支持。（不需要强记，考虑容器分配元素空间的策略）

container.push_back(word);

作者说：

当我们用一个对象来初始化容器，或将一个对象插入到容器中时，实际上放入的是对象值的一个拷贝，而不是对象本身。也不是对象的引用，两者之间没有任何关联。

push_front

将元素插入到容器头部

仅list、forward_list和deque支持（不需要强记，考虑容器分配元素空间的策略）

for(size_t ix = 0; ix != 4; ++ix )
{
    ilist.push_front(ix);
}

每个元素都插入到容器的头部，最终形成逆序。
这一特性我们可以加以利用，比如重写一下Leetcode整数反序？

insert

在任意位置插入0个或多个元素

vector、deque、list和string都支持
forward_list有特殊版本的insert

insert有多个重载函数

• insert(itr, t) 在itr所指位置之前插入t
• insert(itr, n, t) 在itr所指位置之前插入n个t
• insert(itr, itr1, itr2) 在itr所指位置之前插入[itr1,itr2)范围内的元素
• insert(itr, il) 在itr所指位置之前插入一个{}列表

共同特点：

1. 第一个参数都是迭代器，用来指定插入位置
2. 都将元素插入到给定迭代器所指位置之前
3. 返回一个迭代器，指向新添加的第一个元素

insert函数也具备push_back和push_front的功能

list.insert(list.begin(), 1);
list.insert(list.end(), 1);

在首元素之前插入，即是push_front
在尾后元素之前插入，即是push_back

利用insert函数的返回值

list<string> lst;
auto iter = lst.begin();
while( cin >> word )
{
    iter = lst.insert( iter, word );
}

等价于一直在调用push_front

emplace

新标准引入

push和insert插入的都是现成的对象
emplace则是创建一个对象插入到容器中
因此，它的参数与容器元素类型的构造函数的参数一致

struct Sales_data{
    Sales_data(const string &s, unsigned n, double p);
};

list<Sales_data> c;
c.emplace("934", 25, 1.2);

使用emplace只需要记住这一区别就可以了，其他可以作类比

push_front----emplace_front
push_back----implace_back
insert-----implace

访问元素

• back
• front
• 下标
• at

返回值是对应位置元素的引用

想要得到容器首尾位置的元素，可以

auto val1 = *c.begin();
auto last = c.end();
auto val2 = *(--last);

更为简单的方法是使用front和back

auto val1 = c.front();
auto val2 = c.back();

注意使用之前需要判断容器是否为空

at和下标相比，如果出现下标越界的情况，at会抛出一个out_of_range异常

删除元素

• pop
  • pop_back
  • pop_front
• erase
• clear

可以和插入的操作对比来理解

• erase(itr)
• erase(itr1, itr2)

erase的返回值也是一个迭代器，指向最后一个被删除元素之后

一个典型的例子，删除List中的所有奇数元素

list<int> lst = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
auto it = lst.begin();
while( it != lst.end() )
{
    if( *it % 2 )
    {
        it = lst.erase(it);
    }
    else
    {
        ++it;
    }
}

forward_list操作

前面提到，首先考虑容器分配元素空间的策略。forward_list正是因为分配策略的不同，需要特殊的操作来支持

ele1-->ele2-->ele3-->ele4  
ele1-->ele2--------->ele4

每个元素除了保存元素值之外，还要保存后一个元素的地址。
因此删除ele3，需要修改ele2的后继，而我们又没有办法通过ele3拿到ele2。

forward_list中添加或删除元素的操作是通过改变给定元素之后的元素来完成的。

insert_after(p,t)
insert_after(p,n,t)
insert_after(p,b,e)
insert_after(p, il)
erase_after(p)
erase_after(b,e)
implace_after(p,args)

同样的道理，尾后迭代器对forward_list来说也是没有意义的，因此增加了首前迭代器

before_begin()

改变容器大小

c.resize(n, t)

如果缩小容器，则容器后部的元素会被删除
如果放大容器，则使用t来初始化新添加的元素

t是可选的

迭代器失效

前面也提到了，添加、删除元素可能导致迭代器失效

建议在改变容器的操作后面，都重新定位迭代器

vector<int> vi = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
auto itr = vi.begin();

while( itr != vi.end() )
{
    if( *itr % 2 )
    {
        itr = vi.insert( itr, *itr );
        itr += 2;
    }
    else
    {
        itr = vi.erase( itr );
    }
}

这里使用了insert和erase的返回值来重新定位迭代器

而且循环条件中，使用了vi.end()，而不是提前获取

auto end = vi.end();
wihle( begin != end ){}

增删操作后，end同样会发生改变，因此应当即时获取

1. 使用返回值重新定位迭代器
2. 即时获取end，不要缓存end值