STL - vector容器

1Vector容器简介

vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器。

vector可以随机存取元素（支持索引值直接存取， 用[]操作符或at()方法，这个等下会详讲）。

vector尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部插入元素或移除元素比较费时

2vector对象的默认构造

vector采用模板类实现，vector对象的默认构造形式

vector<T> vecT;



vector<int> vecInt; //一个存放int的vector容器。

vector<float> vecFloat; //一个存放float的vector容器。

vector<string> vecString; //一个存放string的vector容器。

... //尖括号内还可以设置指针类型或自定义类型。

Class CA{};

vector<CA*> vecpCA; //用于存放CA对象的指针的vector容器。

vector<CA> vecCA; //用于存放CA对象的vector容器。由于容器元素的存放是按值复制的方式进行的，所以此时CA必须提供CA的拷贝构造函数，以保证CA对象间拷贝正常。

3vector对象的带参数构造

理论知识

vector(beg,end); //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。注意该区间是左闭右开的区间。

vector(n,elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。

vector(const vector &vec); //拷贝构造函数

4vector的赋值

理论知识

vector.assign(beg,end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。注意该区间是左闭右开的区间。

vector.assign(n,elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

vector& operator=(const vector &vec); //重载等号操作符

vector.swap(vec); // 将vec与本身的元素互换。

5vector的大小

理论知识

vector.size(); //返回容器中元素的个数

vector.empty(); //判断容器是否为空

vector.resize(num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

vector.resize(num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

6vector末尾的添加移除操作

vector<int> vecInt;

vecInt.push_back(1); //在容器尾部加入一个元素

vecInt.push_back(3); //移除容器中最后一个元素

vecInt.push_back(5);

vecInt.push_back(7);

vecInt.push_back(9);

vecInt.pop_back();

vecInt.pop_back();

7vector的数据存取

理论知识

vec.at(idx); //返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range异常。

vec[idx]; //返回索引idx所指的数据，越界时，运行直接报错

8迭代器基本原理

迭代器是一个“可遍历STL容器内全部或部分元素”的对象。

迭代器指出容器中的一个特定位置。

迭代器就如同一个指针。

迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且可以定义了容器中对象的范围。

这里大概介绍一下迭代器的类别。

输入迭代器：也有叫法称之为“只读迭代器”，它从容器中读取元素，只能一次读入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输入迭代器不能两遍遍历一个序列。

输出迭代器：也有叫法称之为“只写迭代器”，它往容器中写入元素，只能一次写入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输出迭代器不能两遍遍历一个序列。

正向迭代器：组合输入迭代器和输出迭代器的功能，还可以多次解析一个迭代器指定的位置，可以对一个值进行多次读/写。

双向迭代器：组合正向迭代器的功能，还可以通过--操作符向后移动位置。

随机访问迭代器：组合双向迭代器的功能，还可以向前向后跳过任意个位置，可以直接访问容器中任何位置的元素。

10vector与迭代器的配合使用

vector<int> vecInt; //假设包含1,3,5,7,9元素

vector<int>::iterator it; //声明容器vector<int>的迭代器。

it = vecInt.begin(); // *it == 1

++it; //或者it++; *it == 3 ，前++的效率比后++的效率高，前++返回引用，后++返回值。

it += 2; //*it == 7

it = it+1; //*it == 9

++it; // it == vecInt.end(); 此时不能再执行*it,会出错!





正向遍历：

for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it)

{

int iItem = *it;

cout << iItem; //或直接使用 cout << *it;

}

这样子便打印出1 3 5 7 9



逆向遍历：

for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit) //注意，小括号内仍是++rit

{

int iItem = *rit;

cout << iItem; //或直接使用cout << *rit;

}

此时将打印出9,7,5,3,1

注意，这里迭代器的声明采用vector<int>::reverse_iterator，而非vector<int>::iterator。





迭代器还有其它两种声明方法：

vector<int>::const_iterator 与 vector<int>::const_reverse_iterator



以上两种分别是vector<int>::iterator 与vector<int>::reverse_iterator 的只读形式，使用这两种迭代器时，不会修改到容器中的值。

备注：不过容器中的insert和erase方法仅接受这四种类型中的iterator，其它三种不支持。《Effective STL》建议我们尽量使用iterator取代const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator。




11vector的插入

理论知识

vector.insert(pos,elem); //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。

vector.insert(pos,n,elem); //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。

vector.insert(pos,beg,end); //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值



12vector的删除

理论知识

vector.clear(); //移除容器的所有数据

vec.erase(beg,end); //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。

vec.erase(pos); //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。



demo

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void vectorSample()
{
	vector<int> v1;

	cout << "length of v1: " << v1.size() << endl;
	// length of v1: 0
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(5);
	cout << "length of v1: " << v1.size() << endl;
	// length of v1: 3

	cout << "front element: " << v1.front() << endl;
	// front element: 1

	// 修改头部元素
	// 函数返回值当左值，应该返回一个引用
	v1.front() = 11;
	v1.back() = 55;

	while (v1.size() > 0) {
		cout << "back element: " << v1.back() << endl; // 获取尾部元素
		v1.pop_back(); // 删除尾部元素
	}
	cout << endl;
}

void vectorInit()
{
	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(3);
	v1.push_back(5);
	v1.push_back(7);

	vector<int> v2 = v1; // 拷贝构造函数初始化方法

	vector<int> v3(v1.begin(), v1.begin() + 2);
	cout << "length of v3: " << v3.size() << endl;
	// length of v3: 2

}

void printV(vector<int> &v)
{
	for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
		cout << v[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
}

void vectorErgodic()
{
	/*
	vector<int> v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1[i] = i + 1; // 这里直接崩溃
	}
	*/

	vector<int> v1(10); // 提前把内存准备好，并初始化为0
	printV(v1);
	cout << endl;
	// 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1[i] = i + 1;
	}
	/*
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << v1[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
	*/

	printV(v1);
	cout << endl;
	// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

	v1.push_back(100);
	v1.push_back(200);
	printV(v1);
	cout << endl;
	// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 100 200
}

void vectorIterator()
{
	vector<int> v1(10);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1[i] = i + 1;
	}

	// 正向迭代器
	for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
		cout << *it << ' ';
	}
	// 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
	cout << endl;

	// 反向迭代器
	for (vector<int>::reverse_iterator rit = v1.rbegin(); rit != v1.rend(); rit++) {
		cout << *rit << ' ';
	}
	// 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
	cout << endl;
}

void vectorDelete()
{
	vector<int> v1(10);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v1[i] = i + 1;
	}

	// 区间删除
	v1.erase(v1.begin(), v1.begin() + 3);
	printV(v1);
	// 4 5 6 7 8 9 10

	// 根据元素的位置删除
	v1.erase(v1.begin()); // 在头部删除一个元素
	printV(v1);
	// 5 6 7 8 9 10

	v1[1] = 2;
	v1[3] = 2;
	printV(v1);
	// 5 2 7 2 9 10

	for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end();) {
		if (*it == 2) {
			it = v1.erase(it); // 当删除迭代器指向元素删除，erase删除函数会让it自动向后移动
		}
		else {
			it++;
		}
	}
	printV(v1);
	// 5 7 9 10

	v1.insert(v1.begin(), 100);
	v1.insert(v1.end(), 200);
	printV(v1);
	// 100 5 7 9 10 200
}

int main()
{
	vectorSample();
	vectorInit();
	vectorErgodic();
	vectorIterator();
	vectorDelete();

	return 0;
}