【C++初阶】七、STL---vector介绍及使用

简介: 目录一、vector的介绍二、vector的使用2.1 Construct2.2 operator=2.3 Iterators2.4 Capacity2.5 Element access2.6 Modifiers

目录

一、vector的介绍

二、vector的使用

2.1 Construct

2.2 operator=

2.3 Iterators

2.4 Capacity

2.5 Element access

2.6 Modifiers


一、vector的介绍

       前面学习了 string类,所以 vector 的学习成本很低,因为接口都大致相同,功能也一致,而且少了很多冗余。本文只对重点作出讲解,有需要还得是查文档,重点还是 vector 的模拟实现

vector文档介绍

image.png

  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(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
  7. vector 本质就是顺序表
template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector; // generic template

      class Alloc = allocator 是空间配置器(内存池),暂时不用理会,它也给了缺省值

使用 vector 要包含 vector 的头文件

#include <vector>

二、vector的使用

2.1 Construct

image.png

常用的几个,空间配置器不用理会

构造函数声明 接口说明
vector()(重点) 无参构造
vector(size_type n, const value_type& val = value_type()) 构造并初始化n个val
vector (const vector& x)(重点) 拷贝构造
vector (InputIterator first, InputIterator last) 使用迭代器进行初始化构造

成员类型:

image.png

value_type 就是第一个模板参数 (T), size_type 与 size_t 的用法一致,无符号

构造某个类型的容器

vector<int>v1; //构造int类型的容器vector<double>v2; //构造double类型的容器

测试代码

voidTest_vector()
{
vector<int>v1;//无参构造vector<int>v2(10, 1);//构造并初始化10个1vector<int>v3(v2);//拷贝构造vector<int>v4(v2.begin(), v2.end());//使用迭代器区间进行初始化构造}

2.2 operator=

image.png

测试代码

voidTest_vector()
{
vector<int>v1(10, 1);//构造并初始化10个1vector<int>v2;v2=v1;//赋值重载}

析构函数不解释了,程序结束自动调用

Iterators

       vector 的迭代器也是指针,与string 一样,但不是所有的迭代器都是指针,范围 for 底层就是迭代器

image.png

常用接口:

iterator的使用 接口说明
begin()重点 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
 end()重点 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
rbegin() 获取最后一个数据位置的reverse_iterator
rend() 获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

示意图:

image.png

测试代码

voidTest_vector()
{
vector<int>v1(10, 1);//构造并初始化10个1vector<int>::iteratorit=v1.begin();
while (it!=v1.end())
    {
cout<<*it;
++it;
    }
cout<<endl;
for (autoe : v1)
    {
cout<<e;
    }
cout<<endl;
}

运行结果

image.png

2.4 Capacity

image.png

常用接口:

容量空间 接口说明
size 获取数据个数
capacity 获取容量大小
empty 判断是否为空
resize(重点) 改变vector的size
reserve(重点) 改变vector的capacity


通过reserse函数改变容器的最大容量,resize函数改变容器中的有效元素个数

reserve规则:

 1、当所给值大于容器当前的 capacity时,将capacity扩大到该值

 2、当所给值小于容器当前的 capacity时,什么也不做

esize规则:

 1、当所给值大于容器当前的 size时,将size扩大到该值,扩大的元素为第二个所给值,若未给出,则默认为0

 2、当所给值小于容器当前的 size时,将size缩小到该值

要注意一下 capacity 的扩容问题

VS下测试 vector 的默认扩容机制

// 测试vector的默认扩容机制voidTestVectorExpand()
{
size_tsz;
vector<int>v;
sz=v.capacity();
cout<<"making v grow:\n";
for (inti=0; i<100; ++i)
    {
v.push_back(i);
if (sz!=v.capacity())
        {
sz=v.capacity();
cout<<"capacity changed: "<<sz<<'\n';
        }
    }
}

运行结果,VS下使用的 vector 基本是按照1.5倍方式扩容

image.png

Linux下测试 vector 的默认扩容机制,Linux下使用的 vector 基本是按照2倍方式扩容

image.png

2.5 Element access

image.png

常用接口:

函数接口 接口说明
operator[](重点) 使 vector 像数组一样访问

2.6 Modifiersimage.png

常用接口:

函数接口 接口说明
push_back(重点) 尾插
pop_back(重点) 尾删
insert 在position之前插入val
erase 删除position位置的数据
swap 交换两个vector的数据空间

注意:还有一个 find 接口,查找(注意这个是算法模块实现,不是vector的成员接口)

       vector 并没有实现 << 、 >> 这两个操作符的重载,因为压根不需要,遍历使用 [] 和 迭代器就可以完成

vector可以代替string吗?

       不可以!因为有 ‘\0’,在操作上 +=、find、<<、>>的差异,vector是针对泛型(int、double等),所以 vector 无法替代 string

vector 的常用接口就这些了,比 string 简洁多了

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文章到这里就结束了,下一篇即将更新

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