前言
本篇博客主要内容:STL库中vector的介绍以及vector用法的讲解。
在string部分,我们讲了很大篇幅的内容,一部分原因是因为初次接触STL,当你理解一个时,就会发现其他的内容都是相通的;另一原因就是,string所提供的接口确实太多。
本篇将要介绍和讲解的vector,算是string学习的奖励内容,它的本质是我们所实现的动态顺序表。动态顺序表的内容可以参考我之前写的初阶数据结构:初阶数据结构-顺序表和链表(C语言)
在C++中,一般不用数组,而使用vector。
🌈关于vector
vector是表示可变大小数组的序列容器。
就像数组一样,vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问,和数组一样高效。但是又不像数组,它的大小是可以动态改变的,而且它的大小会被容器自动处理。
本质讲,vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候,这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是,分配一个新的数组,然后将全部元素移到这个数组。就时间而言,这是一个相对代价高的任务,因为每当一个新的元素加入到容器的时候,vector并不会每次都重新分配大小。
vector分配空间策略:vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长,因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何,重新分配都应该是对数增长的间隔大小,以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
因此,vector占用了更多的存储空间,为了获得管理存储空间的能力,并且以一种有效的方式动态增长。
与其它动态序列容器相比(deque, list and forward_list), vector在访问元素的时候更加高效,在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作,效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。
🔥默认成员函数![在这里插入图片描述](https://ucc.alicdn.com/images/user-upload-01/direct/2032f2c440544200a1ca636688707f61.png?x-oss-process=image/resize,w_1400/format,webp)
学vector,首先需要知道它都有什么构造,以及有什么样的赋值运算符重载。
==构造函数(constructor)==
构造一个vector对象,可以使用以下四种方式对构造的对象初始化。
default (1)
explicit vector (const allocator_type& alloc = allocator_type());
这是std::vector
的默认构造函数。其创建了一个不含任何元素的空vector
对象。可选参数alloc
是一个分配器对象,用于指定内存分配模型(往后会展开,这里不用过于考究,大多数时候使用默认值即可)。
其中explicit
关键字阻止了隐式类型转换。
fill (2)
explicit vector (size_type n, const value_type& val = value_type(),
const allocator_type& alloc = allocator_type());
构造一个含有n个val值的vector容器。
alloc一般使用缺省值。
explicit防止参数进行隐式类型转换。
range (3)
template <class InputIterator>
vector (InputIterator first, InputIterator last,
const allocator_type& alloc = allocator_type());
按迭代器区间[first,last)
内容顺序构造vector对象。
alloc参数一般使用缺省值。
copy (4)
vector (const vector& x);
构造一个和x对象的拷贝。
允许隐式类型转换。
代码案例:
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
// 默认构造
vector<int> v1;
// 填充构造
vector<int> v2(10, 4);
for (int i = 0; i < v2.size(); i++) {
cout << v2[i] << " ";
v2[i] = i;
}
cout << endl;
// 迭代器区间构造
vector<int> v3(v2.begin(), v2.begin() + 5);
for (int i = 0; i < v3.size(); i++)cout << v3[i] << " ";
cout << endl;
// 拷贝构造
vector<int> v4(v3);
for (int i = 0; i < v4.size(); i++)cout << v4[i] << " ";
cout << endl;
// 隐式类型转换
vector<double> v5({
1.2,1.4,1.5,5.5 });
for (int i = 0; i < v5.size(); i++)cout << v5[i] << " ";
cout << endl;
return 0;
}
==析构函数(destructor)==
在vector对象声明周期结束时自动调用,释放内存空间。
==赋值运算符重载(operator=)==
vector& operator= (const vector& x);
这里的operator=赋值重载的和string类似,是一个深拷贝。
同样支持隐式类型转换。
🔥迭代器接口
和string迭代器的使用方式类似。可以通过迭代器接口获取vector对象的迭代器。
可以将迭代器想象成一个指针,指向容器中的元素。
上图中,vec是一个vector对象。
==begin和end==
iterator begin();
const_iterator begin() const;
iterator end();
const_iterator end() const;
两个接口函数用于获取正向迭代器。
begin用于获取指向首元素正向迭代器,end用于获取指向尾元素下一位正向迭代器。
代码案例:
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> vec({
1,2,3,4,5,6,7 });
vector<int>::iterator it = vec.begin();
while (it != vec.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}
==rbegin和rend==
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
两个接口函数用于获取反向迭代器。
begin用于获取指向尾元素反向迭代器,end用于获取指向首元素上一位反向迭代器。
代码案例:
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> vec({
1,2,3,4,5,6,7 });
vector<int>::reverse_iterator rit = vec.rbegin();
while (rit != vec.rend()) {
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
return 0;
}
==cbegin,cend,crbegin和crend==
这四个是C++11的新增语法,为了支持const类型的vector对象而重载进来的。和非const类型的迭代器接口的本质区别是,通过它们获取的迭代器只能读取元素内容,不能改动。
string中也提到过,这里不多赘述。