vector容器

1、vector

（1）定义

vector是C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。

vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。

（2）底层实现

在内存中分派一块连续的内存空间进行存储。支持不指定vector大小的存储。

STL内部实现时，首先分配一个非常大的内存空间预备进行存储，即capacity()函数返回的大小，当超过分配的空间时再整体重新分配一块内存存储，这给人以vector可以不指定vector即一个连续内存的大小的感觉（实际上是对于大数据存储是自动重新分配了）。通常默认的内存分配能完成大部分情况下的存储。

 

很多时候我们不必要知道vector里面有多少数据，vector里面的数据是动态分配的，使用push_back()的一系列分配空间常常决定于文件或一些数据源。如果你想知道vector存放了多少数据，你可以使用empty()。获取vector的大小，可以使用size()。

例如，如果你想获取一个vectorv的大小，但不知道它是否为空，或者已经包含了数据，如果为空想设置为-1，你可以使用下面的代码实现：

int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

（3）使用 

为了可以使用vector，必须在你的头文件中包含下面的代码：

#include <vector>

vector属于std命名域的，因此需要通过命名限定，如下完成你的代码：

using std::vector;
vector<int> vInts;

或者连在一起，使用全名：

std::vector<int> vInts;

建议使用全局的命名域方式：

using namespace std;

（4）特点

优点：（1）随机存取，即[]操作和vector.at()；

          （2）动态操作,push_back()与pop_back()；

          （3）自动调整内存，节省空间。

‍缺点：（1）实现插入与删除操作效率低；

          （2）只能在尾部插入与删除，在头部插入与删除消耗时间规模与容器大小成正比；

          （3）当动态添加的数据超过默认内存大小时，要进行整体的重新分配，拷贝与释放。

（5）vector VS 数组

数组：

分配的是静态空间，一般分配了就不可以改变，就像我们熟知的定义了一个数组，那么数组的长度就不可以改变了。

不可以进行越界访问，但是编译器不检查越界，这一点在我们编程的时候要尤为注意（常见错误！）。一般申请的数组长度不能满足我们的要求了，我们要重新申请大一点数组，然后把原数组中数据复制过来。

vector：

分配的是动态空间，即：我们发现在声明vector容器的时候也可以不指定容器的大小，vector是随着元素的加入，空间自动扩展的。

但是，我们必须要负责任的肯定vector分配的空间是连续的，也就是支持数组中的下标随机访问，实际上vector的实现机制是：预留一部分空间，而且预留空间的大小是按一定比率增长的，如果空间不够用的话，要保证连续，就必须重新new一片空间，然后将原有元素移动到新空间，同时预留新的空间（并且新分配的空间比原来分配的空间），最后将原来的那部分空间释放掉。这样预留空间的好处就是不用每次向vector中加元素都重新分配空间。

2、vector成员函数

（1）构造函数、析构函数

/*创建与销毁*/
vector<Elem> c
//创建一个空的vector。
vector <Elem> c1(c2)
//复制一个vector。
vector <Elem> c(n)
//创建一个vector，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。
vector <Elem> c(n, elem)
//创建一个含有n个elem拷贝的vector。
vector <Elem> c(beg,end)
//创建一个以[beg;end)区间的vector。
c.~ vector <Elem>()
//销毁所有数据，释放内存。

示例：

vector<Widget> vWidgets(500);
//创建一个包含500个Widget类型数据的vector：
vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));
//创建一个包含500个Widget类型数据的vector，并且都初始化为0：
vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);
//创建一个Widget的拷贝

（2）赋值操作

/*赋值操作*/
c.assign(beg,end)
//将[beg; end)区间中的数据赋值给c
c.assign(n,elem)
//将n个elem的拷贝赋值给c

示例：

vector<int> v1,v2;
v1.push_back(10);
v1.push_back(20);
v2.push_back(30);
v2.assign(v1.begin(),v1.end());

vector<int> v;
v.assign(5,10);//往v里放5个10

（3）插入操作

/*插入操作*/
c.insert(pos,elem)
//在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置/返回插入的值的迭代器。
c.insert(pos,n,elem)
//在pos位置插入n个elem数据。无返回值。
c.insert(pos,beg,end)
//在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。

c.push_back(elem)
//在尾部加入一个数据。
//vector添加数据的缺省方法是push_back()

示例：

vector<int> v;
v.insert(v.begin(),10);
v.insert(v.begin(),2,20);
v.insert(v.begin(),v1.begin(),v1.begin()+2);

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
if(!vec.empty()){
    cout << “the first number is:” << v.front() << endl;
    cout << “the last number is:” << v.back() << endl;
}

（4）删除操作

/*删除操作*/
c.clear()
//移除容器中所有数据

c.erase(pos)
//删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置
c.erase(beg,end)
//删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置

c.pop_back()
//删除最后一个数据。

remove(num);
//删除链表中匹配num的元素。
remove_if(comp);
//删除条件满足的元素,参数为自定义的回调函数。

unique();
//删除相邻的元素

示例：

vector<int>::iterator it;
for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
    cout << *it << "	";
}
v.clear();
for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
    cout << *it << "	";
}
cout << endl;

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.erase(v.begin());

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.erase(v.begin(),v.end());

（5）定位操作

/*定位操作*/
使用两种方法来访问vector。
1、vector::at()
2、vector::operator[]
operator[]主要是为了与C语言进行兼容。它可以像C语言数组一样操作。但at()是我们的首选，因为at()进行了边界检查，如果访问超过了vector的范围，将抛出一个例外。
由于operator[]容易造成一些错误，所有我们很少用它。
c.at(idx)
//传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range

c.back()
//传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在
c.begin()
//传回迭代器重的可一个数据
c.end()
//指向迭代器中的最后一个数据地址
c.front()
//传回第一个数据

c.rbegin()
//传回一个逆向队列的第一个数据。
c.rend()
//传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。
c.max_size()
//返回容器中最大数据的数量

reverse();
//反转链表

示例：

vector<int> v;
v.reserve(10);
 
for(int i=0; i<7; i++)
    v.push_back(i);
 
try
{
 int iVal1 = v[7];  // not bounds checked - will not throw
 int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range
}
catch(const exception& e)
{
 cout << e.what();
}
/*
我们使用reserve()分配了10个int型的空间，但并不没有初始化。 
*/

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
vector<int>::iterator it;
for(it = v.begin();it!=v.end();it++){
    cout << *it << "	";
}
cout << endl;

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
vector<int>::reverse_iterator it;
for(it = v.rbegin();it!=v.rend();it++){
    cout << *it << "	";
}
cout << endl;

（6）数据大小

/*大小*/
c.capacity()
//返回容器中数据个数

c.empty()
//判断容器是否为空

c.resize(num)
//重新指定队列的长度。

c.reserve()
//保留适当的容量。
c.size()
//返回容器中实际数据的个数。

示例：

vector<int> v;
v.push_back(1);
cout << v.capacity() << endl;  // 1
v.push_back(2);
cout << v.capacity() << endl;  // 2
v.push_back(3);
cout << v.capacity() << endl; // 4

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
if(!v.empty()){
    cout << "v is not empty!" << endl;        
}

（7）交换操作

/*交换操作*/
c1.swap(c2)
//将c1和c2元素互换。
swap(c1,c2)
//同上操作。

示例：

vector<int> v1,v2,v3;
v1.push_back(10);
v2.swap(v1);
swap(v3,v1);

（8）排序

c.sort()       
//将链表排序，默认升序
c.sort(comp)       
//自定义回调函数实现自定义排序