C++中vector容器的注意事項總結
容量（capacity）和大?。╯ize）的區(qū)別
vector 容器的容量（用 capacity 表示），指的是在不分配更多內(nèi)存的情況下，容器可以保存的最多元素個數(shù)；而 vector 容器的大?。ㄓ?size 表示），指的是它實際所包含的元素個數(shù)。
對于一個 vector 對象來說，通過該模板類提供的 capacity() 成員函數(shù)，可以獲得當前容器的容量；通過 size() 成員函數(shù)，可以獲得容器當前的大小。例如：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
value.reserve(20);
cout << "value 容量是：" << value.capacity() << endl;
cout << "value 大小是：" << value.size() << endl;
return 0;
}
程序輸出結果為：
value 容量是：20
value 大小是：15
結合該程序的輸出結果，下圖可以更好的說明 vector 容器容量和大小之間的關系：
顯然，vector 容器的大小不能超出它的容量，在大小等于容量的基礎上，只要增加一個元素，就必須分配更多的內(nèi)存。注意，這里的“更多”并不是 1 個。換句話說，當 vector 容器的大小和容量相等時，如果再向其添加（或者插入）一個元素，vector 往往會申請多個存儲空間，而不僅僅只申請 1 個。
一旦 vector 容器的內(nèi)存被重新分配，則和 vector 容器中元素相關的所有引用、指針以及迭代器，都可能會失效，最穩(wěn)妥的方法就是重新生成。
容器擴容的本質
vector 容器擴容的過程需要經(jīng)歷以下 3 步：
- 完全棄用現(xiàn)有的內(nèi)存空間，重新申請更大的內(nèi)存空間（一般是原空間的1.5倍）；
- 將舊內(nèi)存空間中的數(shù)據(jù)，按原有順序移動到新的內(nèi)存空間中；
- 最后將舊的內(nèi)存空間釋放。
由此可見，vector 擴容是非常耗時的。為了降低再次分配內(nèi)存空間時的成本，每次擴容時 vector 都會申請比用戶需求量更多的內(nèi)存空間（這也就是 vector 容量的由來，即 capacity>=size），以便后期使用。
emplace_back()和push_back()的區(qū)別
vector中可以用來從容器末尾添加元素的函數(shù)有 2 個，分別是 push_back() 和 emplace_back() 函數(shù)。
push_back()函數(shù)的功能是在 vector 容器尾部添加一個元素，用法也非常簡單，比如：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> values{};
values.push_back(1);
values.push_back(2);
for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
cout << values[i] << " ";
}
return 0;
}
運行程序，輸出結果為：
1 2
emplace_back()函數(shù)是 C++ 11 新增加的，其功能和 push_back() 相同，都是在 vector 容器的尾部添加一個元素。
emplace_back() 成員函數(shù)的用法也很簡單，這里直接舉個例子：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> values{};
values.emplace_back(1);
values.emplace_back(2);
for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
cout << values[i] << " ";
}
return 0;
}
運行結果為：
1 2
emplace_back() 和 push_back() 的區(qū)別，就在于底層實現(xiàn)的機制不同。push_back() 向容器尾部添加元素時，首先會創(chuàng)建這個元素，然后再將這個元素拷貝或者移動到容器中（如果是拷貝的話，事后會自行銷毀先前創(chuàng)建的這個元素）；而 emplace_back() 在實現(xiàn)時，則是直接在容器尾部創(chuàng)建這個元素，省去了拷貝或移動元素的過程。（可以看作是零拷貝的實現(xiàn)）
為了讓大家清楚的了解它們之間的區(qū)別，我們創(chuàng)建一個包含類對象的 vector 容器，如下所示：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
class testDemo
{
public:
testDemo(int num):num(num){
std::cout << "調(diào)用構造函數(shù)" << endl;
}
testDemo(const testDemo& other) :num(other.num) {
std::cout << "調(diào)用拷貝構造函數(shù)" << endl;
}
testDemo(testDemo&& other) :num(other.num) {
std::cout << "調(diào)用移動構造函數(shù)" << endl;
}
private:
int num;
};
int main()
{
cout << "emplace_back:" << endl;
std::vector<testDemo> demo1;
demo1.emplace_back(2);
cout << "push_back:" << endl;
std::vector<testDemo> demo2;
demo2.push_back(2);
}
運行結果為：
emplace_back:
調(diào)用構造函數(shù)
push_back:
調(diào)用構造函數(shù)
調(diào)用移動構造函數(shù)
在此基礎上，讀者可嘗試將 testDemo 類中的移動構造函數(shù)注釋掉，再運行程序會發(fā)現(xiàn)，運行結果變?yōu)椋?/span>
emplace_back:
調(diào)用構造函數(shù)
push_back:
調(diào)用構造函數(shù)
調(diào)用拷貝構造函數(shù)
由此可以看出，push_back() 在底層實現(xiàn)時，會優(yōu)先選擇調(diào)用移動構造函數(shù)，如果沒有才會調(diào)用拷貝構造函數(shù)。
顯然完成同樣的操作，push_back() 的底層實現(xiàn)過程比 emplace_back() 更繁瑣，換句話說，emplace_back() 的執(zhí)行效率比 push_back() 高。因此，在實際使用時，建議大家優(yōu)先選用 emplace_back()。
emplace()和insert()的區(qū)別
insert() 函數(shù)的功能是在 vector 容器的指定位置插入一個或多個元素。
下面的例子，演示了如何使用 insert() 函數(shù)向 vector 容器中插入元素。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int> demo{1,2};
//第一種格式用法
demo.insert(demo.begin() + 1, 3);//{1,3,2}
//第二種格式用法
demo.insert(demo.end(), 2, 5);//{1,3,2,5,5}
//第三種格式用法
std::array<int,3>test{ 7,8,9 };
demo.insert(demo.end(), test.begin(), test.end());//{1,3,2,5,5,7,8,9}
//第四種格式用法
demo.insert(demo.end(), { 10,11 });//{1,3,2,5,5,7,8,9,10,11}
for (int i = 0; i < demo.size(); i++) {
cout << demo[i] << " ";
}
return 0;
}
運行結果為：
1 3 2 5 5 7 8 9 10 11
emplace()是 C++ 11 標準新增加的成員函數(shù)，用于在 vector 容器指定位置之前插入一個新的元素。emplace() 每次只能插入一個元素，而不是多個。
該函數(shù)的語法格式如下：
iterator emplace (const_iterator pos, args...);
其中，pos 為指定插入位置的迭代器；args… 表示與新插入元素的構造函數(shù)相對應的多個參數(shù)；該函數(shù)會返回表示新插入元素位置的迭代器。
舉個例子：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int> demo1{1,2};
//emplace() 每次只能插入一個 int 類型元素
demo1.emplace(demo1.begin(), 3);
for (int i = 0; i < demo1.size(); i++) {
cout << demo1[i] << " ";
}
return 0;
}
運行結果為：
3 1 2
既然 emplace() 和 insert() 都能完成向 vector 容器中插入新元素，那么誰的運行效率更高呢？答案是 emplace()。在說明原因之前，通過下面這段程序，就可以直觀看出兩者運行效率的差異：
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
class testDemo
{
public:
testDemo(int num) :num(num) {
std::cout << "調(diào)用構造函數(shù)" << endl;
}
testDemo(const testDemo& other) :num(other.num) {
std::cout << "調(diào)用拷貝構造函數(shù)" << endl;
}
testDemo(testDemo&& other) :num(other.num) {
std::cout << "調(diào)用移動構造函數(shù)" << endl;
}
testDemo& operator=(const testDemo& other);
private:
int num;
};
testDemo& testDemo::operator=(const testDemo& other) {
this->num = other.num;
return *this;
}
int main()
{
cout << "insert:" << endl;
std::vector<testDemo> demo2{};
demo2.insert(demo2.begin(), testDemo(1));
cout << "emplace:" << endl;
std::vector<testDemo> demo1{};
demo1.emplace(demo1.begin(), 1);
return 0;
}
運行結果為：
insert:
調(diào)用構造函數(shù)
調(diào)用移動構造函數(shù)
emplace:
調(diào)用構造函數(shù)
注意，當拷貝構造函數(shù)和移動構造函數(shù)同時存在時，insert() 會優(yōu)先調(diào)用移動構造函數(shù)。
可以看到，通過 insert() 函數(shù)向 vector 容器中插入 testDemo 類對象，需要調(diào)用類的構造函數(shù)和移動構造函數(shù)（或拷貝構造函數(shù)）；而通過 emplace() 函數(shù)實現(xiàn)同樣的功能，只需要調(diào)用構造函數(shù)即可。
簡單的理解，就是 emplace() 在插入元素時，是在容器的指定位置直接構造元素，而不是先單獨生成，再將其復制（或移動）到容器中。因此，在實際使用中，推薦大家優(yōu)先使用 emplace()。
附：如果vector是空的，并且沒有分配空間，切忌用下標進行訪問，會出錯?。?！
int main()
{
vector<int>v;
v[0]=1;
return 0;
}
成功編譯，但是運行的時候報錯Process finished with exit code 139 (interrupted by signal 11: SIGSEGV)。因此，當vector為空的時候，一定要用push_back（）添加值。
但是，如果在定義動態(tài)數(shù)組v之后，經(jīng)過了resize 或reserve之后，就可以通過下標訪問
vector<int>v;
// v.resize(5); //也可以
v.reserve(5);
v[0]=1;
resize的時候會給vector里面填充0，而reserve不會
vector<int> v1;
v1.reserve(5);
for(int i=0;i<v1.size();i++)
{
cout<<v1[i]<<" ";
}
cout<<endl;
vector<int> v2;
v2.resize(5);
for(int i=0;i<v2.size();i++)
{
cout<<v2[i]<<" ";
}
運行結果：
總結
到此這篇關于C++中vector容器注意事項的文章就介紹到這了,更多相關C++?vector容器注意內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
相關文章
C++11 賦予 auto 關鍵字新的含義，使用它來做自動類型推導。也就是說，使用了 auto 關鍵字以后，編譯器會在編譯期間自動推導出變量的類型，這樣我們就不用手動指明變量的數(shù)據(jù)類型了2022-08-08
大家好，本篇文章主要講的是C++中allocator類使用示例，感興趣的同學趕快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下2022-02-02
深入理解C++中的new和delete并實現(xiàn)對象池
這篇文章主要介紹了C++中的new和delete并實現(xiàn)對象池,本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2021-09-09
這篇文章主要介紹了C語言實現(xiàn)socket簡單通信的方法,是學習C語言網(wǎng)絡編程非常基礎而又實用的實例,需要的朋友可以參考下2014-09-09
這篇文章主要介紹了C++繼承中的訪問控制,是面向對象程序設計中非常重要的知識點,需要的朋友可以參考下2014-08-08
本文主要介紹C語言中的if else,這里詳細介紹了if else 語句并提供了簡單的示例代碼,希望能幫助編程入門的小伙伴學習2016-07-07
C語言的abs()函數(shù)和div()函數(shù)你了解嗎
這篇文章主要為大家詳細介紹了C語言的abs()函數(shù)和div()函數(shù)，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助2022-02-02
這篇文章主要為大家介紹了C++?線段樹原理與實現(xiàn)示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪2022-09-09
視頻的時鐘基于視頻幀的時間戳，由于視頻是通過一定的幀率渲染的，采用直接讀取當前時間戳的方式獲取時鐘會造成一定的誤差，精度不足，這篇文章主要介紹了c語言將音視頻時鐘同步封裝成通用模塊,需要的朋友可以參考下2022-09-09
本篇文章主要介紹了C++實現(xiàn)稀疏矩陣的壓縮存儲實例，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2017-06-06