11-vector的使用

C++ vector用法（详解！！函数，实现）

原创 2016年09月30日 01:13:40

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１，简述一下vector的基本操作，它的ｓｉｚｅ，capacity（），ｃｌｅａｒ，ｒｅｖｅｒｓｅ，ｒｅｓｅｒｖｅ，

　　push_back等！！！

２，说说，ｖｅｃｔｏｒ的存储特性，是顺序存储还是如同链表般，如果是顺序存储的话，那么是如何执行

　　ｅｒａｓｅ，ｉｎｓｅｒｔ等函数，？？？（假如后面的空间不够的话，我们需要合理的算法来重新找出一块

　　相应的空间吗？？？拷贝，回收吗？？？是不是特别麻烦），如果是链式存储的话，那么它又是如何做到快速

　　的访问的（通过下标来的）！！！

1 基本操作

(1)头文件#include<vector>.

(2)创建vector对象，vector<int> vec;

(3)尾部插入数字：vec.push_back(a);

(4)使用下标访问元素，cout<<vec[0]<<endl;记住下标是从0开始的。

(5)使用迭代器访问元素.

    

<span style="font-size:18px;">vector<int>::iterator it;
for(it=vec.begin();it!=vec.end();it++)
    cout<<*it<<endl;</span>

(6)插入元素：    vec.insert(vec.begin()+i,a);在第i个元素后面插入a;

(7)删除元素：    vec.erase(vec.begin()+2);删除第3个元素

　　　　　　　 vec.erase(vec.begin()+i,vec.end()+j);删除区间[i,j-1];区间从0开始

(8)向量大小:vec.size();

(9)清空:vec.clear()　　　//清空之后，vec.size()为０

一个简单的程序：

<span style="font-size:18px;">#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
        int i=0;
        vector<int> vec;
        for(i=0; i<10; i++)
        {
                vec.push_back(i);　　　//10个元素依次进入，结果为10
        }

        for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)
        {
        cout<<"初始化遍历："<<vec[i]<<endl;
        }
        //结果为：０，１，２，３，４，５，６，７，８，９
        vector<int>::iterator it;

        for(it = vec.begin(); it!=vec.end(); it++)
        {
        cout<<"迭代遍历："<<*it<<endl;
        }
　　//结果为：０，１，２，３，４，５，６，７，８，９
　　 vec.insert(vec.begin()+4,0);
　　//结果为:11
        for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)
        {
        cout<<"插入遍历："<<vec[i]<<endl;
        }
        //结果为：０，１，２，３，０，４，５，６，７，８，９
        vec.erase(vec.begin()+2);
        for(unsigned int i=0; i<vec.size(); i++)
        {
        cout<<"擦除遍历："<<vec[i]<<endl;
        }
　　//结果为：０，１，３，０，４，５，６，７，８，９
        vec.erase(vec.begin()+3,vec.begin()+5);

        for(vector<int>::iterator it = vec.begin(); it!=vec.end(); it++)
        {
        cout<<"迭代遍历："<<*it<<endl;
        }
        return 0;
}


</span>

2:

vector的元素不仅仅可以使int,double,string,还可以是结构体，但是要注意：结构体要定义为全局的，否则会出错。下面是一段简短的程序代码：

<span style="font-size:18px;">#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

typedef struct rect
{
    int id;
    int length;
    int width;

　　//对于向量元素是结构体的，可在结构体内部定义比较函数，下面按照id,length,width升序排序。
　　bool operator< (const rect &a)  const
    {
        if(id!=a.id)
            return id<a.id;
        else
        {
            if(length!=a.length)
                return length<a.length;
            else
                return width<a.width;
        }
    }
}Rect;

int main()
{
    vector<Rect> vec;
    Rect rect;
    rect.id=1;
    rect.length=2;
    rect.width=3;
    vec.push_back(rect);
    vector<Rect>::iterator it=vec.begin();
    cout<<(*it).id<<' '<<(*it).length<<' '<<(*it).width<<endl;

return 0;

}</span>

3  算法

(1) 使用reverse将元素翻转：需要头文件#include<algorithm>

     reverse(vec.begin(),vec.end());将元素翻转(在vector中，如果一个函数中需要两个迭代器，

     一般后一个都不包含.)

(2)使用sort排序：需要头文件#include<algorithm>，

sort(vec.begin(),vec.end());(默认是按升序排列,即从小到大).

可以通过重写排序比较函数按照降序比较，如下：

定义排序比较函数：

bool Comp(const int &a,const int &b)
{
    return a>b;
}
调用时:sort(vec.begin(),vec.end(),Comp)，这样就降序排序。

vector ： C++ STL中的顺序容器，封装数组

1. vector容器的内存自增长 

与其他容器不同，其内存空间只会增长，不会减小。先来看看"C++ Primer"中怎么说：为了支持快速的随机访

问，vector容器的元素以连续方式存放，每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下，当vector添加一个元素时，

为了满足连续存放这个特性，都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间，这样性能难以接受。因此STL实现者在对

vector进行内存分配时，其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说，vector容器预留了一些额外的存储

区，用于存放新添加的元素，这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。

关于vector的内存空间，有两个函数需要注意：size()成员指当前拥有的元素个数；capacity()成员指当前(容器必须分

配新存储空间之前)可以存储的元素个数。reserve()成员可以用来控制容器的预留空间。vector另外一个特性在于它的

内存空间会自增长，每当vector容器不得不分配新的存储空间时，会以加倍当前容量的分配策略实现重新分配。例如，

当前capacity为50，当添加第51个元素时，预留空间不够用了，vector容器会重新分配大小为100的内存空间，作为新

连续存储的位置。

<span style="font-size:18px;">#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>

int main()
{
        vector<int> arry;
        //arry.reserve(10);
        cout << arry.capacity() <<endl;
        arry.push_back(1);
        cout<<arry.capacity() <<endl;
        arry.push_back(2);
        cout<<arry.capacity() <<endl;
        arry.push_back(3);
        cout<<arry.capacity() <<endl;

}
</span>

运行结果：

当我们将上面的那句注释去掉之后：

2. vector内存释放

由于vector的内存占用空间只增不减，比如你首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，留下一个有效元素，但是内存占

用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的，clear()可以清空所有元素。

但是即使clear()，vector所占用的内存空间依然如故，无法保证内存的回收。

如果需要空间动态缩小，可以考虑使用deque。如果非vector不可，可以用swap()来帮助你释放内存。具体方法如下：

<span style="font-size:18px;">vector<int> nums;
nums.push_back(1);
nums.push_back(1);
nums.push_back(2);
nums.push_back(2);
vector<int>().swap(nums); //或者nums.swap(vector<int> ())</span>

或者如下所示，使用一对大括号，意思一样的：

<span style="font-size:18px;">//加一对大括号是可以让tmp退出{}的时候自动析构
{
    std::vector<int> tmp =   nums;
    nums.swap(tmp);
}

</span>

 swap()是交换函数，使vector离开其自身的作用域，从而强制释放vector所占的内存空间，总而言之，释放vector内存最简单的方法是vector<int>.swap(nums)。当时如果nums是一个类的成员，不能把vector<int>.swap(nums)写进类的析构函数中，否则会导致double free or corruption (fasttop)的错误，原因可能是重复释放内存。标准解决方法如下：

<span style="font-size:18px;">template < class T >
void ClearVector( vector< T >& vt )
{
    vector< T > vtTemp;
    veTemp.swap( vt );
}</span>

3. 利用vector释放指针

如果vector中存放的是指针，那么当vector销毁时，这些指针指向的对象不会被销毁，那么内存就不会被释放。如下面这种情况，vector中的元素时由new操作动态申请出来的对象指针：

<span style="font-size:18px;">#include <vector>
using namespace std;

vector<void *> v;</span>

每次new之后调用v.push_back()该指针，在程序退出或者根据需要，用以下代码进行内存的释放：

<span style="font-size:18px;">for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++)
    if (NULL != *it)
    {
        delete *it;
        *it = NULL;
    }
v.clear();</span>

３，

vector是线性容器,它的元素严格的按照线性序列排序,和动态数组很相似,和数组一样,它的元素存储在一块连续的存储空间中,这也意味着我们不仅可以使用迭代器(iterator)访问元素,还可以使用指针的偏移方式访问,和常规数组不一样的是,vector能够自动存储元素,可以自动增长或缩小存储空间,

vector的优点:

1.       可以使用下标访问个别的元素

2.       迭代器可以按照不同的方式遍历容器

3.       可以在容器的末尾增加或删除元素

和数组相比,虽然容器在自动处理容量的大小时会消耗更多的内存,但是容器能提供和数组一样的性能,而且能很好的调整存储空间大小

和其他标准的顺序容器相比(deques or lists),能更有效访问容器内的元素和在末尾添加和删除元素,在其他位置添加和删除元素,vector则不及其他顺序容器,在迭代器和引用也不比lists支持的好

容器的大小和容器的容量是有区别的,大小是指元素的个数,容量是分配的内存大小,容量一般等于或大于容器的大小,vector::size()返回容器的大小,vector::capacity()返回容量值,容量多于容器大小的部分用于以防容器的增加使用,每次重新分配内存都会很影响程序的性能,所以一般分配的容量大于容器的大小,若要自己指定分配的容量的大小,则可以使用vector::reserve(),但是规定的值要大于size()值,

1.构造和复制构造函数

explicit vector ( const Allocator& = Allocator() );

explicit vector ( size_type n, const T& value= T(), const Allocator& = Allocator() );

template <class InputIterator>

vector ( InputIterator first, InputIterator last, const Allocator& = Allocator() );

vector ( const vector<T,Allocator>& x );

explicit:是防止隐式转换, Allocator是一种内存分配模式,一般是使用默认的

vector<int> A;  //创建一个空的的容器

vector<int> B(10,100); //创建一个个元素,每个元素值为

vector<int> C(B.begin(),B.end()); //使用迭代器,可以取部分元素创建一个新的容器

vector<int> D(C); //复制构造函数,创建一个完全一样的容器

2.析构函数

 ~vector()

销毁容器对象并回收了所有分配的内存

3.重载了=符号

vector<int> E;

E = B; //使用=符号

B = vector<int>(); //将B置为空容器

4. vector::begin()  返回第一个元素的迭代器

  函数原型：

  iterator begin ();  //返回一个可变迭代器

const_iterator begin () const; //返回一个常量的迭代器，不可变

5.vector::end()  返回的是越界后的第一个位置，也就是最后一个元素的下一个位置

  iterator end ();

const_iterator end () const;

6.vector::rbegin() 反序的第一个元素，也就是正序最后一个元素

  reverse_iterator rbegin();

const_reverse_iterator rbegin() const;

7.vector::rend() 反序的最后一个元素下一个位置，也相当于正序的第一个元素前一个位置

  reverse_iterator rend();

const_reverse_iterator rend() const;

和vector::end()原理一样

8.vector::size() 返回容器中元素个数

  size_type size() const;

  注意与vector::capacity()的区别

9.vector::max_size()

  size_type max_size () const;

  返回容器的最大可以存储的元素个数，这是个极限，当容器扩展到这个最大值时就不能再自动增大

10. vector::resize()

  void resize ( size_type sz, T c = T() );

  重新分配容器的元素个数，这个还可以改容器的容量，如果重新分配的元素个数比原来的小，将截断序列，后面的部分丢弃，如果大于原来的个数，后面的值是c的值，默认为0

11. vector::capacity()

   size_type capacity () const;

   返回vector的实际存储空间的大小，这个一般大于或等于vector元素个数，注意与size()函数的区别

12. vector::empty()

   bool empty () const;

   当元素个数为0时返回true，否则为false，根据的是元素个数而不是容器的存储空间的大小

13. vector::reserve()

   void reserve ( size_type n );

重新分配空间的大小，不过这个n值要比原来的capacity()返回的值大，不然存储空间保持不变，n值要比原来的实际存储空间大才能重新分配空间，但是最大值不可以大于max_size的值，否则会抛出异常

14. vector::operator[]  //重载了[]符号

   reference  operator[] ( size_type n );

const_reference  operator[] ( size_type n ) const;

实现了下标访问元素

15. vector::at()

   const_reference at ( size_type n ) const;

   reference at ( size_type n );

   在函数的操作方面和下标访问元素一样，不同的是当这个函数越界时会抛出一个异常out_of_range

16. vector::front()

   reference front ( );

const_reference front ( ) const;

返回第一个元素的值，与begin()函数有区别，begin()函数返回的是第一个元素的迭代器

17. vector::back()

   reference back ( );

const_reference back ( ) const;

同样，返回最后一个元素的值，注意与end()函数的区别

18. vector::assign()

   template <class InputIterator> void assign ( InputIterator first, InputIterator last );

void assign ( size_type n, const T& u );

将丢弃原来的元素然后重新分配元素，第一个函数是使用迭代器，第二个函数是使用n个元素，每个元素的值为u。

19. vector::push_back()

   void push_back ( const T& x );

   在容器的最后一个位置插入元素x,如果size值大于capacity值，则将重新分配空间

20. vector::pop_back()

   void pop_back ( );

   删除最后一个元素

21. vector::insert()

   iterator insert ( iterator position, const T& x );

   void insert ( iterator position, size_type n, const T& x );

template <class InputIterator>

void insert ( iterator position, InputIterator first, InputIterator last );

   插入新的元素，

第一个函数，在迭代器指定的位置前插入值为x的元素

第二个函数，在迭代器指定的位置前插入n个值为x的元素

第三个函数，在迭代器指定的位置前插入另外一个容器的一段序列迭代器first到last

若插入新的元素后总得元素个数大于capacity，则重新分配空间

22. vector::erase()

   iterator erase ( iterator position );

iterator erase ( iterator first, iterator last );

删除元素或一段序列

23. vector::swap()

   void swap ( vector<T,Allocator>& vec );

   交换这两个容器的内容，这涉及到存储空间的重新分配

24. vector::clear()

   void clear ( );

   将容器里的内容清空，size值为0，但是存储空间没有改变

<span style="font-size:18px;">#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

        //构造函数,复制构造函数(元素类型要一致),
    vector<int> A;  //创建一个空的的容器
    vector<int> B(10,100); //创建一个10个元素,每个元素值为100
    vector<int> C(B.begin(),B.end()); //使用迭代器,可以取部分元素创建一个新的容器
    vector<int> D(C); //复制构造函数,创建一个完全一样的容器

          //重载=
    vector<int> E;
    E = B;

    //vector::begin()，返回的是迭代器

    vector<int> F(10); //创建一个有10个元素的容器
           for (int i = 0; i < 10; i++)
          {
        F[i] = i;
          }

    /*
    vector<int> F; //创建一个空容器
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        F.push_back(i);
    }
        */

    vector<int>::iterator BeginIter = F.begin();
    cout << *BeginIter << endl; //输出0

    //vector::end() 返回迭代器
    vector<int>::iterator EndIter = F.end();
    EndIter--; //向后移一个位置
    cout << *EndIter << endl; //输出9

    //vector::rbegin() 返回倒序的第一个元素，相当于最后一个元素
    vector<int>::reverse_iterator ReverBeIter = F.rbegin();
    cout << *ReverBeIter << endl; //输出9

    //vector::rend() 反序的最后一个元素下一个位置，也相当于正序的第一个元素前一个位置
    vector<int>::reverse_iterator ReverEnIter = F.rend();
    ReverEnIter--;
    cout << *ReverEnIter << endl; //输出0

    //vector::size() 返回元素的个数
    cout << F.size() << endl; //输出10

    //vector::max_size()
    cout << F.max_size() << endl; //输出1073741823，这个是极限元素个数

    //vector::resize()
    cout << F.size() << endl; //输出10
    F.resize(5);
    for(int k = 0; k < F.size(); k++)
        cout << F[k] << "  "; //输出 0 1 2 3 4
         cout << endl;

    //vector::capacity()
    cout << F.size() << endl; //5
    cout << F.capacity() << endl; //10

    //vector::empty()
         B.resize(0);
    cout << B.size() << endl; //0
    cout << B.capacity() << endl; //10
    cout << B.empty() << endl; //true

    //vector::reserve() //重新分配存储空间大小
           cout << C.capacity() << endl; //10
    C.reserve(4);
    cout << C.capacity() << endl; //10
    C.reserve(14);
    cout << C.capacity() << endl; //14

    //vector::operator []
    cout << F[0] << endl; //第一个元素是0

    //vector::at()
    try
    {
      cout << "F.size = " << F.size() << endl; //5
           cout << F.at(6) << endl; //抛出异常
    }
    catch(out_of_range)
    {
       cout << "at()访问越界" << endl;
    }

    //vector::front() 返回第一个元素的值
           cout << F.front() << endl; //0

    //vector::back()
    cout << F.back() << endl; //4

    //vector::assign()
    cout << A.size() << endl; //0
    vector<int>::iterator First = C.begin();
    vector<int>::iterator End = C.end()-2;
    A.assign(First,End);
    cout << A.size() << endl; //8
    cout << A.capacity() << endl; //8

    A.assign(5,3); //将丢弃原来的所有元素然后重新赋值
    cout << A.size() << endl; //5
    cout << A.capacity() << endl; //8

    //vector::push_back()
    cout << *(F.end()-1) << endl; //4
    F.push_back(100);
    cout << *(F.end()-1) << endl; //100

    //vector::pop_back()
    cout << *(F.end()-1) << endl; //100
    F.pop_back();
    cout << *(F.end()-1) << endl; //4

    //vector::swap()
    F.swap(D); //交换这两个容器的内容
    for(int f = 0; f < F.size(); f++)
        cout << F[f] << " ";
    cout << endl;
    for (int d = 0; d < D.size(); d++)
        cout << D[d] << " ";
         cout << endl;
    //vector::clear()
    F.clear();
    cout << F.size() << endl;     //0
    cout << F.capacity() << endl; //10

    return 0;
}


</span>