前言
今天我们来学习vector,读完本文不仅可以掌握string类的用法，还可以很轻松的解决下面问题:
vector的介绍和使用
vector的介绍
1.vector是表示可变大小数组的序列容器
2.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.
3.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
4.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.
5.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。
6.与其它动态序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， 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lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。
vector的使用
vector的定义
1.无参构造:vector()
2.构造并初始化n个val:vector(size_type n,const value_type& val=value_type())
3.拷贝构造:vector(const vector& x);
4.使用迭代器进行初始化构造:vector(Inputlterator first,lnputlterator last);
vector<int> a1; //无参构造 vector<int> a2(5, 10); //有参构造 vector<int> a3(a2); //拷贝构造 vector<int> a4(a3.begin(), a3.end()); //使用迭代器
vector的iterator
begin+end:获取第一个数据位置的iterator/const_iterator，获取最后一个数据的下一个位置的iterator//const_iterator;
rbegin+rend:获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator;
vector的三种遍历方式
1.for+operator[]
2.迭代器
3.范围for
void test1() { vector<int> a1; a1.push_back(1); a1.push_back(2); a1.push_back(3); a1.push_back(4); //operator[]的方式遍历 for (size_t i = 0; i < a1.size(); i++) { cout << a1[i] << " "; } cout << endl; //范围for for (auto e : a1) { cout << e << " "; } cout << endl; //迭代器 for (auto it = a1.begin(); it != a1.end(); it++) { cout << *it << " "; } cout << endl; //反向迭代器 vector<int>::reverse_iterator it = a1.rbegin(); while (it != a1.rend()) { cout << *it << " "; it++; } }
vector的空间增长问题
1.size:获取数据个数
2.capacity:获取容量大小
3.empty:判断是否为空
4.resize:改变vector的size
5.reserve:改变vector放入capacity
- capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。这个问题经常会考察，不要固化的认为，顺序表增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
- reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
- resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。
capacity
void test2() { size_t sz; vector<int> foo; sz=foo.capacity(); cout << "making foo grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; i++) { foo.push_back(i); if (sz != foo.capacity()) { sz=foo.capacity(); cout << "capacity changed:" << sz << '\n'; } } }
reserve
void test2() { size_t sz; vector<int> foo; sz=foo.capacity(); cout << "making foo grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; i++) { foo.push_back(i); if (sz != foo.capacity()) { sz=foo.capacity(); cout << "capacity changed:" << sz << '\n'; } } size_t sz1; vector<int> ba; sz = ba.capacity(); ba.reserve(100); cout << "making bar grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; i++) { ba.push_back(i); if (sz != ba.capacity()) { sz = ba.capacity(); cout << "capacity changed:" << sz << '\n'; } } }
resize
void test3() { vector<int> my; for (int i = 1; i < 10; i++) { my.push_back(i); } my.resize(5); my.resize(8, 10); my.resize(9); cout << "my contains:"; for (int i = 0; i < my.size(); i++) { cout << ' ' << my[i]; } cout << endl; }
vector增删查改
1.push_back :尾插
2.pop_back :尾删
3.find:查找
4.insert:在position之前插入val
5.erase:删除postion位置的数据
6.swap:交换两个vector的数据空间
7.operator[]:像数组一样访问
//push_back/pop_back vector<int> a; a.push_back(1); a.push_back(2); a.push_back(3); a.push_back(4); vector<int>::iterator it = a.begin(); while (it != a.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; a.pop_back(); a.pop_back(); for (auto e : a) { cout << e << " "; } cout << endl;
//find/erase/insert void test5() { vector<int> a; for (int i = 1; i < 8; i++) { a.push_back(i); } auto pos = find(a.begin(), a.end(), 3); for (auto& e : a) { cout << e << " "; } cout << endl; a.insert(pos, 30); for (auto& e : a) { cout << e << " "; } cout << endl; auto pos1 = find(a.begin(), a.end(), 3); a.erase(pos1); for (auto& e : a) { cout << e << " "; } cout << endl; }
vector迭代器失效问题
迭代器的主要作用就是让算法能够不用关心底层数据结构，其底层实际就是一个指针，或者是对指针进行了封装，比如：vector的迭代器就是原生态指针T*。因此迭代器失效，实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而使用一块已经被释放的空间，造成的后果是程序崩溃(即如果继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃)对于vector可能会导致其迭代器失效的操作有:
1. 会引起其底层空间改变的操作，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等。
void test7() { vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6 }; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(3); auto it = v.begin(); v.push_back(4); v.push_back(5);// 迭代器失效，底层就是一个指针，尾插如数据是，因为扩容会导致空间会发生变化，指针指向的旧空间会被销毁，所以迭代器失效 while (it != v.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; // 将有效元素个数增加到100个，多出的位置使用8填充，操作期间底层会扩容 // v.resize(100, 8); // reserve的作用就是改变扩容大小但不改变有效元素个数，操作期间可能会引起底层容量改变 // v.reserve(100); // 插入元素期间，可能会引起扩容，而导致原空间被释放 // v.insert(v.begin(), 0); //v.assign(100, 8); }
2.erase
void Test8() { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(5); vector<int>::iterator it = v.begin(); while (it != v.end()) { if (*it % 2 == 0) v.erase(it);// 迭代器失效，因为删除会导致后面的数据往前挪动，此时迭代器会错过一个数据，编译器检测就会报错 ++it; } for (auto e : v) { cout << e << " "; } cout << endl; }
迭代器失效解决办法：在使用前，对迭代器重新赋值即可
void test9() { vector<int> a; a.push_back(1); a.push_back(2); a.push_back(3); a.push_back(4); a.push_back(5); vector<int>::iterator it = a.begin(); while (it != a.end()) { if (*it % 2 == 0) { it = a.erase(it); } else { ++it; } } for (auto e : a) { cout << e << " "; } cout << endl; }
