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vector 詳細用法 C++-CSDN博客

 wuxinit_ 2023-11-07 發(fā)布于湖北

       使用STL的三個境界：能用，明理,，能擴展,。本文屬于第一個境界，如果結(jié)合了《STL源碼解析》,，則達到了第二個境界，如果項目中有需要，對STL進行了擴展則就達到了第三個境界,！如果希望深刻理解vector的這些個成員函數(shù)，最好的辦法是詳細了解其內(nèi)部實現(xiàn),，《STL源碼解析》是個好途徑,！當然，也可以直接看編譯器自帶的<vector>的源碼,。

       vector是C++標準模板庫中的部分內(nèi)容,，vector之所以被認為是一個容器，是因為它能夠像容器一樣存放各種類型的對象,，簡單地說,，vector是一個能夠存放任意類型的動態(tài)數(shù)組。
       為了使用vector,，必須包含頭文件<vector>,。另，vector屬于std命名空間,，因此需要通過命名限定,，可以有如下三種方式，后兩種方式更好,，因為未引入的無關(guān)的內(nèi)容,。（依稀記的《Effective C++》的某個條款這個提過！）
using namespace std;
using namespace std::vector;
std::vector<int> vec;


現(xiàn)在以 std::vector<int> vec為例,，描述相關(guān)函數(shù)的功能,！

第一部分：

  1. vec.begin()//指向迭代器中第一個元素。 
  2. vec.end()//指向迭代器中末端元素的下一個,，指向一個不存在元素,。		
  3. vec.push_back(elem)		//在尾部加入一個數(shù)據(jù)。
  4. vec.pop_back()			//刪除最后一個數(shù)據(jù),。
  5. vec.capacity()	//vector可用空間的大小,。
  6. vec.size()//返回容器中數(shù)據(jù)個數(shù)。
  7. vec.empty()	//判斷容器是否為空,。
  8. vec.front()		//傳回第一個數(shù)據(jù),。
  9. vec.back()	//傳回最后一個數(shù)據(jù)，不檢查這個數(shù)據(jù)是否存在,。
  10. vec.at(index)	//傳回索引idx所指的數(shù)據(jù),，如果idx越界,，拋出out_of_range。
  11. vec.clear()	//移除容器中所有數(shù)據(jù),。
  12. vec.erase(iterator)	//刪除pos位置的數(shù)據(jù),，傳回下一個數(shù)據(jù)的位置。
  13. vec.erase(begin,end)	//刪除[beg,end)區(qū)間的數(shù)據(jù),，傳回下一個數(shù)據(jù)的位置,。注意：begin和end為iterator
  14. vec.insert(position,elem)	//在pos位置插入一個elem拷貝，傳回新數(shù)據(jù)位置,。
  15. vec.insert(position,n,elem)	//在pos位置插入n個elem數(shù)據(jù),，無返回值。
  16. vec.insert(position,begin,end)	//在pos位置插入在[beg,end)區(qū)間的數(shù)據(jù),，無返回值,。

以下代碼驗證上述這些常用函數(shù)的功能： 
  1. #include<vector>
  2. #include<iostream>

  4. using namespace std;


  7. int main()
  8. {
  9.     vector<int> vec(3,0);
  10.     vector<int>::iterator iter;
  11.     vector<int>::iterator begin=vec.begin();
  12.     vector<int>::iterator end=vec.end();
  13.     cout<<"vec:";
  14.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  15.     {
  16.         static std::size_t i=0;
  17.         cout<<*iter<<",";
  18.         i++;
  19.     }
  20.     cout<<endl;
  21.     cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
  22.     cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  23. //
  24.     cout<<endl;
  25.     vec.push_back(1);
  26.     vec.push_back(2);

  28.     begin=vec.begin();
  29.     end=vec.end();
  30.     cout<<"push back 1 and 2 based on above;vec:";
  31.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  32.     {
  33.         static std::size_t j=0;
  34.         cout<<*iter<<",";
  35.         j++;
  36.     }
  37.     cout<<endl;
  38.     cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
  39.     cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  40. //
  41.     cout<<endl;
  42.     vec.pop_back();

  44.     begin=vec.begin();
  45.     end=vec.end();
  46.     cout<<"pop one element based on above;vec:";
  47.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  48.     {
  49.         static std::size_t k=0;
  50.         cout<<*iter<<",";
  51.         k++;
  52.     }
  53.     cout<<endl;
  54.     cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
  55.     cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  56. /
  57.     begin=vec.begin();
  58.     end=vec.end();
  59.     cout<<endl;
  60.     if(vec.empty())
  61.     {
  62.         cout<<"vec is empty"<<endl;
  63.     }
  64.     else
  65.     {
  66.         cout<<"vec is not empty"<<endl;
  67.     }
  68. /  
  69.     cout<<endl;
  70.     cout<<"based on the above:"<<endl;
  71.     cout<<"     vec.front():"<<vec.front()<<endl;
  72.     cout<<"     vec.back():"<<vec.back()<<endl;
  73.     begin=vec.begin();
  74.     end=vec.end();
  75.     cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
  76.     cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  77.     cout<<"vec:";
  78.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  79.     {
  80.         static std::size_t l=0;
  81.         cout<<*iter<<",";
  82.         l++;
  83.     }
  84.     cout<<endl;

  86.     cout<<endl;
  87.     cout<<"call at(),based on the above:"<<endl;
  88.     cout<<"     vec.at():"<<vec.at(3)<<endl;
  89.     begin=vec.begin();
  90.     end=vec.end();
  91.     cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
  92.     cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  93.     cout<<"vec:";
  94.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  95.     {
  96.         static std::size_t m=0;
  97.         cout<<*iter<<",";
  98.         m++;
  99.     }
  100.     cout<<endl;
  101. //
  102.     cout<<endl;
  103.     cout<<"call clear(),based on the above:"<<endl;
  104.     vec.clear();
  105.     begin=vec.begin();
  106.     end=vec.end();
  107.     cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
  108.     cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  109.     cout<<"vec:";
  110.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  111.     {
  112.         static std::size_t m=0;
  113.         cout<<*iter<<",";
  114.         m++;
  115.     }
  116.     cout<<endl;
  117. //
  118.     cout<<endl;
  119.     for(int i=1;i<8;i++)
  120.     {
  121.         vec.push_back(i);
  122.     }
  123.     cout<<"push_back 1,2,3,4,5,6,7 based on above;vec:";
  124.     begin=vec.begin();
  125.     end=vec.end();
  126.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  127.     {
  128.         static std::size_t m=0;
  129.         cout<<*iter<<",";
  130.         m++;
  131.     }

  133.     cout<<endl;
  134.     vec.erase(vec.begin()+2);
  135.     cout<<"call vec.erase(3),vec:";
  136.     begin=vec.begin();
  137.     end=vec.end();
  138.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  139.     {
  140.         static std::size_t m=0;
  141.         cout<<*iter<<",";
  142.         m++;
  143.     }
  144.     cout<<endl;
  145.     cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
  146.     cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  147. //
  148.     cout<<endl;
  149.     vec.erase(vec.begin()+1,vec.begin()+3);
  150.     cout<<"call vec.erase(1,3),vec:";
  151.     begin=vec.begin();
  152.     end=vec.end();
  153.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  154.     {
  155.         static std::size_t m=0;
  156.         cout<<*iter<<",";
  157.         m++;
  158.     }
  159.     cout<<endl;
  160.     cout<<"     size:"<<vec.size()<<endl;
  161.     cout<<"     capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  162.     return 1;<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">}</span>

輸出結(jié)果如下：


vector中v[i]與v.at(i)的區(qū)別：參見：http://www.cnblogs.com/zhuyf87/archive/2012/12/06/2805579.html

  1. void f(vector<int> &v)
  2. {
  3.   v[0];    // A
  4.   v.at[0];  // B
  5. }

      如果v非空，A行和B行沒有任何區(qū)別,。如果v為空,，B行會拋出std::out_of_range異常，A行的行為未定義,。
      c++標準不要求vector<T>::operator[]進行下標越界檢查,，原因是為了效率，總是強制下標越界檢查會增加程序的性能開銷,。設計vector是用來代替內(nèi)置數(shù)組的，所以效率問題也應該考慮,。不過使用operator[]就要自己承擔越界風險了,。如果需要下標越界檢查，請使用at,。

第二部分：

  1. assign函數(shù)原型及功能：
  2. void assign(const_iterator first,const_iterator last); //功能：將區(qū)間[first,last)的元素賦值到當前的vector中,，當前vector會清除掉容器中之前的內(nèi)容。
  3. void assign(size_type n,const T& x = T()); //功能：賦n個值為x的元素到當前vector中,，當前vector會清除掉容器中之前的內(nèi)容,。

以下函數(shù)驗證assign函數(shù)的功能：

  1. #include <vector>
  2. #include <iostream>
  3. using namespace std;
  4. int main( )
  5. {
  6.     vector<int> v1, v2, v3;
  7.     vector<int>::iterator iter;
  8.     for(int i=10; i<60; i+=10)
  9.     {
  10.         v1.push_back(i);
  11.     }
  12.     v2.push_back(1);
  13.     v2.push_back(2);

  15.     cout << "v1 = " ;
  16.     for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
  17.     {
  18.         cout << *iter << " ";
  19.     }
  20.     cout << endl;

  22.     cout << "v2 = ";
  23.     for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
  24.         cout << *iter << " ";
  25.     cout << endl;


  28.     v1.assign(v2.begin(), v2.end());
  29.     cout << "v2 = ";
  30.     for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
  31.         cout << *iter << " ";
  32.     cout << endl;
  33.     v3=v1;
  34.     v3.assign(4,3) ;
  35.     cout << "v3 = ";
  36.     for (iter = v3.begin(); iter != v3.end(); iter++)
  37.         cout << *iter << " ";
  38.     cout << endl;
  39.     return 0;
  40. }
運行結(jié)果如下：

第三部分：

  1. vec.rbegin()//傳回一個vector的最后一個數(shù)據(jù)的指針。
  2. vec.rend()// 傳回一個vector的第一個數(shù)據(jù)前一個位置的指針,。,？
驗證代碼如下： 
  1. #include <vector>
  2. #include <iostream>
  3. using namespace std;
  4. int main( )
  5. {
  6.     vector<int> v1, v2, v3;
  7.     vector<int>::iterator iter;
  8.     for(int i=10; i<60; i+=10)
  9.     {
  10.         v1.push_back(i);
  11.     }
  12.     v2.push_back(1);
  13.     v2.push_back(2);

  15.     cout << "v1 = " ;
  16.     for (iter = v1.begin(); iter != v1.end(); iter++)
  17.     {
  18.         cout << *iter << " ";
  19.     }
  20.     cout << endl;

  22.     cout << "v2 = ";
  23.     for (iter = v2.begin(); iter != v2.end(); iter++)
  24.         cout << *iter << " ";
  25.     cout << endl;
  26.     vector<int>::reverse_iterator r_iter;
  27.     cout << "v1 in reverse ";
  28.     for (r_iter = v1.rbegin(); r_iter != v1.rend(); r_iter++)
  29.         cout << *r_iter << " ";
  30.     cout << endl;
  31.     cout<<"v1.rbegin():"<<*v1.rbegin()<<endl;
  32.     cout<<"v1.rbegin():"<<(*(v1.rbegin()--))<<endl;
  33.     cout<<"v1.rend()--:"<<*(v1.rend()--)<<endl;

  35.     cout<<"v1.rend()++:"<<*(v1.rend()++)<<endl;

  37.     return 0;
  38. }
輸出結(jié)果為：



        此處有個疑問：對(*(v1.rbegin()++))、(*(v1.begin()++)),、(*(v1.rbegin()--)),、(*(v1.begin()--))均沒達到預期，需要看下其內(nèi)部究竟是怎么實現(xiàn)的,！

        另外,，注意：企圖直接打印迭代器,，編譯是通不過的！eg:cout<< v1.begin();

第四部分：

  1. vec.resize(num)//重新指定vector的長度,。
  2. vec.resize(num,value)//重新指定vector的長度,。并設定新增的元素的值
當需要以vec[size+1]=vec[j];的方式對超過vector的size賦值時，都需要先調(diào)用下resize()函數(shù),，如果直接對超出vector.size()的位置賦值,，編譯不能通過！
如上所示,，一種是僅僅設定size,，另一種即設定size也設定value;其實resize函數(shù)就是重新設定finish指針。如果在調(diào)用resize函數(shù)時,，發(fā)現(xiàn)vector沒有剩余的空間了,，則會以當前的size為基礎，申請開辟2倍的空間,。（開辟空間,，拷貝，釋放原有空間的過程）

第五部分： 

  1. vec.swap(vec1)//
  2. swap(vec,vec1)//


  1. #include<vector>
  2. #include<iostream>

  4. using namespace std;

  6. int main()
  7. {
  8.     vector<int> vec(3,0);
  9.     vector<int>::iterator iter;
  10.     vector<int>::iterator begin=vec.begin();
  11.     vector<int>::iterator end=vec.end();
  12.     cout<<"vec:";
  13.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  14.     {
  15.         static std::size_t i=0;
  16.         cout<<*iter<<",";
  17.         i++;
  18.     }
  19.     cout<<endl;
  20.     vec.push_back(7);
  21.     cout<<"size:"<<vec.size()<<endl;
  22.     cout<<"capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  23.     vector<int>(vec).swap(vec);
  24.     cout<<"vector<int>(vec)-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  25.     cout<<"vector<int>(vec)-swap-size:"<<vec.size()<<endl;


  28.     {
  29.         vector<int> temp(vec);
  30.         temp.swap(vec);
  31.         cout<<"temp-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  32.         cout<<"temp-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
  33.     }


  36.     vector<int>().swap(vec);
  37.     cout<<"vector<int>()-swap-capacity:"<<vec.capacity()<<endl;
  38.     cout<<"vector<int>()-swap-size:"<<vec.size()<<endl;
  39.      return 1;
  40. }
輸出結(jié)果為： 


  1. #include<vector>
  2. #include<iostream>
  3. #include<algorithm>
  4. using namespace std;


  7. int main()
  8. {
  9.     vector<int> vec(3,0);
  10.     vector<int>::iterator iter;
  11.     vector<int>::iterator begin=vec.begin();
  12.     vector<int>::iterator end=vec.end();
  13.     cout<<"vec:";
  14.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  15.     {
  16.         static std::size_t i=0;
  17.         cout<<*iter<<",";
  18.         i++;
  19.     }
  20.     cout<<endl;
  21.     vec.push_back(7);
  22.     cout<<"vec size:"<<vec.size()<<endl;
  23.     cout<<"vec capacity:"<<vec.capacity()<<endl;

  25.     vector<int> vec1(3,1);
  26.     vec1.push_back(6);
  27.     cout<<"vec1 size:"<<vec1.size()<<endl;
  28.     cout<<"vec1 capacity:"<<vec1.capacity()<<endl;

  30.     swap(vec,vec1);
  31.     begin=vec.begin();
  32.     end=vec.end();
  33.     cout<<"after swap vec:";
  34.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  35.     {
  36.         cout<<*iter<<",";
  37.     }
  38.     cout<<"vec size after swap():"<<vec.size()<<endl;
  39.     cout<<"vec capacity after swap():"<<vec.capacity()<<endl;

  41.     begin=vec1.begin();
  42.     end=vec1.end();
  43.     cout<<"after swap vec1:";
  44.     for(iter=begin; iter!=end; iter++)
  45.     {
  46.         cout<<*iter<<",";
  47.     }
  48.     cout<<"vec1 size after swap():"<<vec1.size()<<endl;
  49.     cout<<"vec1 capacity after swap():"<<vec1.capacity()<<endl;
  50.     return 0;
  51. }
輸出結(jié)果為：

該結(jié)果表明<algorithm>中的函數(shù)swap(),，只是交換兩個vector中的內(nèi)容,，其原本的size和capacity均不做改變！

vec.reserve()//設定capacity的值,，如果小于原本的capacity的值則保持為原本的capacity的值,。

以下為顯而易見的操作：
operator[]：//此函數(shù)返回的是容器中指定位置的一個引用。
operattor*：//指針的取址操作

若干種創(chuàng)建方式（vector的構(gòu)造函數(shù)）
vector<type> vec
vector<type> vec(vec1)
vector<type> vec=vec1
vector<type> vec(n)
vector<type> vec(n,elem)
vector<type> vec(begin,end)
vector<type> vec{a,b,c,……}
vector<type> vec={a,b,c,……}

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