C++中vector的常用接口詳析說(shuō)明
1、vector介紹
- vector是表示可變大小數(shù)組的序列容器。
- 就像數(shù)組一樣，vector也采用的連續(xù)存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)元素。也就是意味著可以采用下標(biāo)對(duì)vector的元素進(jìn)行訪問(wèn)，和數(shù)組一樣高效。但是又不像數(shù)組，它的大小是可以動(dòng)態(tài)改變的，而且它的大小會(huì)被容器自動(dòng)處理。
- 本質(zhì)講，vector使用動(dòng)態(tài)分配數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)它的元素。當(dāng)新元素插入時(shí)候，這個(gè)數(shù)組需要被重新分配大小。為了增加存儲(chǔ)空間。其做法是，分配一個(gè)新的數(shù)組，然后將全部元素移到這個(gè)數(shù)組。就時(shí)間而言，這是一個(gè)相對(duì)代價(jià)高的任務(wù)，因?yàn)槊慨?dāng)一個(gè)新的元素加入到容器的時(shí)候，vector并不會(huì)每次都重新分配大小。
- vector分配空間策略：vector會(huì)分配一些額外的空間以適應(yīng)可能的增長(zhǎng)，因?yàn)榇鎯?chǔ)空間比實(shí)際需要的存儲(chǔ)空間更大。不同的庫(kù)采用不同的策略權(quán)衡空間的使用和重新分配。但是無(wú)論如何，重新分配都應(yīng)該是對(duì)數(shù)增長(zhǎng)的間隔大小，以至于在末尾插入一個(gè)元素的時(shí)候是在常數(shù)時(shí)間的復(fù)雜度完成的。
- 因此，vector占用了更多的存儲(chǔ)空間，為了獲得管理存儲(chǔ)空間的能力，并且以一種有效的方式動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。
- 與其它動(dòng)態(tài)序列容器相比（deques, lists and forward_lists）， vector在訪問(wèn)元素的時(shí)候更加高效，在末尾添加和刪除元素相對(duì)高效。對(duì)于其它不在末尾的刪除和插入操作，效率更低。比起lists和forward_lists統(tǒng)一的迭代器和引用更好。
2、vector的使用
2.1、vector的定義
| （constructor）構(gòu)造函數(shù)聲明 | 接口說(shuō)明 |
| 1、vector() 重點(diǎn) | 無(wú)參構(gòu)造 |
| 2、vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） | 構(gòu)造并初始化n個(gè)val |
| 3、vector (const vector& x); （重點(diǎn)） | 拷貝構(gòu)造 |
| 4、vector (InputIterator first, InputIterator last); | 使用迭代器進(jìn)行初始化構(gòu)造 |
示例：
1、vector() 無(wú)參構(gòu)造
int main()
{
vector<int> v1;//存儲(chǔ)int類型數(shù)據(jù)
v1.push_back(1);
vector<double> v2;
v2.push_back(1.1);//存儲(chǔ)double類型數(shù)據(jù)
vector<string> v3;
v3.push_back("hello world");//存儲(chǔ)string類型數(shù)據(jù)
}2、vector（size_type n, const value_type& val = value_type()）構(gòu)造并初始化n個(gè)val
vector<int> v1(10, 5);//用10個(gè)5來(lái)初始化v1
3、vector (const vector& x); 拷貝構(gòu)造
vector<int> v1(10, 5);//用10個(gè)5來(lái)初始化v1 vector<int> v2(v1);//用v1去拷貝構(gòu)造v2
4、vector (InputIterator first, InputIterator last); 使用迭代器進(jìn)行初始化構(gòu)造
vector<int> v1(10, 5);//用10個(gè)5來(lái)初始化v1 vector<int> v3(v1.begin(), v1.end());//使用迭代器拷貝構(gòu)造v2的數(shù)據(jù)
還可以通過(guò)迭代器初始化來(lái)獲得string的字符串
string s = "hello world"; vector<char> v(s.begin(), s.end());
2.2、vector的遍歷
| 接口名稱 | 使用說(shuō)明 |
| 1、operator[ ] | 下標(biāo) + [ ] |
| 2、迭代器 | begin + end 或 rbrgin + rend |
| 3、范圍for | 底層還是借用迭代器實(shí)現(xiàn) |
operator[ ]
operator[ ]就是對(duì)[ ]的重載，是我們可以像C語(yǔ)言那樣使用下標(biāo) + [ ]去訪問(wèn)元素。
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
{
v[i] += 1;
cout << v[i] << " "; // 2 3 4 5
}
}迭代器
vector的迭代器和string的迭代器近乎一致，規(guī)則也都類似。
| iterator的使用 | 接口說(shuō)明 |
| 1、begin + end | begin獲取第一個(gè)數(shù)據(jù)位置的iterator/const_iterator， end獲取最后一個(gè)數(shù)據(jù)的下一個(gè)位置的iterator/const_iterator |
| 2、rbegin + rend | rbegin獲取最后一個(gè)數(shù)據(jù)位置的reverse_iterator， rend獲取第一個(gè)數(shù)據(jù)前一個(gè)位置的reverse_iterator |
正向迭代器：
void test2()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
//2、迭代器
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
*it -= 2;
cout << *it << " "; // -1 0 1 2
it++;
}
}反向迭代器：
void test()
{
vector<int> v(10, 5);
vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
while (rit != v.rend())
{
cout << *rit << " ";
rit++;
}
}范圍for
范圍for的底層就是替換了迭代器，先前string類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)過(guò)。
?3、范圍for
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
//3、范圍for
for (auto e : v)
{
cout << e << " "; //1 2 3 4
}
}2.3、vector的空間增長(zhǎng)問(wèn)題
| 容量空間 | 接口說(shuō)明 |
| 1、size | 獲取數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) |
| 2、capacity | 獲取容量大小 |
| 3、max_size | 判斷是否為空 |
| 4、resize | 改變vector中的size |
| 5、reserve | 改變vector的capacity |
size和capacity
vector的size是用來(lái)獲取有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，而capacity就是獲取容量大?。?/p>
void test()
{
vector<int> v(7, 5);
cout << v.size() << endl;//7
cout << v.capacity() << endl;//5
}max_size
max_size的作用是返回vector容器可以容納的最大元素?cái)?shù)，用類型的最大值除以sizeof(類型）即max_size。
void test()
{
vector<int> v1;
cout << v1.max_size() << endl;//1073741823
vector<char> v2;
cout << v2.max_size() << endl;//2147483647
}reserve
reserve的作用是請(qǐng)求更改容量capacity。
如果 n 大于當(dāng)前容量，則該函數(shù)會(huì)導(dǎo)致容器重新分配其存儲(chǔ)，將其容量增加到 n（或更大）。在所有其他情況下，函數(shù)調(diào)用不會(huì)導(dǎo)致重新分配，且容量不會(huì)受影響。
void test()
{
vector<int> v(10, 5);
cout << v.capacity() << endl;//10
//如果n > 當(dāng)前容量大小，更新容量至n
v.reserve(100);
cout << v.capacity() << endl;//100
//如果n < 當(dāng)前容量大小，不做出任何改動(dòng)
v.reserve(20);
cout << v.capacity() << endl;//100
}補(bǔ)充：
void test()
{
size_t sz;
std::vector<int> foo;
sz = foo.capacity();
std::cout << "making foo grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
foo.push_back(i);
if (sz != foo.capacity())
{
sz = foo.capacity();
std::cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}測(cè)試結(jié)果如下：
capacity的代碼在vs和g++下分別運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)，vs下capacity是按1.5倍增長(zhǎng)的，g++是按2倍增長(zhǎng)的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
為什么一定要按照1.5倍或2倍增長(zhǎng)呢？
答案：合適，單次增容越多，插入N個(gè)值，增容次數(shù)越少，效率就越高，但是浪費(fèi)空間就越多。單次增容越少，就會(huì)導(dǎo)致頻繁增容，效率低下。1.5倍或2倍是最平衡的做法。
resize
resize在空間的同時(shí)也進(jìn)行了初始化。
如果 n 小于當(dāng)前容器大 小，則內(nèi)容將減少到其前 n 個(gè)元素，刪除超出（并銷毀）的元素。如果 n 大于當(dāng)前容器大小 ，則通過(guò)在末尾插入所需數(shù)量的元素以達(dá)到 n 的大小來(lái)擴(kuò)展內(nèi)容。如果指定了 val，則新元素將初始化為 val 的副本，否則，它們將進(jìn)行值初始化。
void test()
{
vector<int> v(10, 5);
cout << v.size() << endl;//10
cout << v.capacity() << endl;//10
//如果n的大小 > size和capacity，更新到n。超出的部分用1初始化
v.resize(100, 1);
cout << v.size() << endl;//100
cout << v.capacity() << endl;//100
//如果n的大小 < size，更新size到n，容量capacity不變
v.resize(50);
cout << v.size() << endl;//50
cout << v.capacity() << endl;//100
//如果n的大小 > size，且 < capacity，更新size到n，容量capacity不變
v.resize(70);
cout << v.size() << endl;//50
cout << v.capacity() << endl;//100
}2.4、vector的增刪查改
| vector增刪查改 | 接口說(shuō)明 |
| 1、push_back | 尾插 |
| 2、pop_back | 尾刪 |
| 3、insert | 在下標(biāo)為pos的前面插入val |
| 4、erase | 刪除下標(biāo)為pos的值 |
| 1、find | 查找。（注意這個(gè)是算法模塊實(shí)現(xiàn)，不是vector的成員接口） |
| 2、sort | 排序。（注意這里也不是vector的函數(shù)接口，只是用于排序） |
push_back和pop_back
這倆接口和string類以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沒(méi)啥區(qū)別，這里簡(jiǎn)單給出測(cè)試用例：
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(10);
v.pop_back();
v.pop_back();
}insert和erase
insert就是在下標(biāo)為pos的前面插入val，erase就是刪除下標(biāo)為pos的值
void test9()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(10);
//insert
v.insert(v.begin(), 0); //在下標(biāo)為0的位置插入0
v.insert(v.begin(), 2, -1);//在下標(biāo)為0的位置往后插入兩個(gè)-1
for (auto e : v)
cout << e << " "; //-1 -1 0 1 10
cout << endl;
v.insert(v.begin() + 3, 2);//在下標(biāo)為3的位置插入2
for (auto e : v)
cout << e << " "; //-1 -1 0 2 1 10
cout << endl;
//erase
v.erase(v.begin()); //頭刪
for (auto e : v)
cout << e << " "; //-1 0 2 1 10
cout << endl;
v.erase(v.begin() + 3); //刪除下標(biāo)為3的值
for (auto e : v)
cout << e << " "; //-1 0 2 10
cout << endl;
//刪除在該迭代器區(qū)間內(nèi)的元素（左閉右開）
v.erase(v.begin(), v.begin() + 3);//刪除下標(biāo)[0, 3)左閉右開的值
for (auto e : v)
cout << e << " ";//10
}find
這里的find并不是vector的成員函數(shù)，這個(gè)是算法模塊實(shí)現(xiàn)。其本質(zhì)就是在一段左閉右開的迭代器區(qū)間去尋找一個(gè)值。找到了就返回它的迭代器，找不到就返回它的開區(qū)間那個(gè)迭代器。
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
//vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);//調(diào)用find在左閉右開的區(qū)間內(nèi)尋找val
if (pos != v.end())
{
cout << "找到了" << endl;
v.erase(pos);//找到后，把該值刪掉
}
else
{
cout << "沒(méi)有找到" << endl;
}
for (auto e : v)
cout << e << " "; //1 2 4
}sort
sort函數(shù)也不是vector的成員函數(shù)，這里只是為了對(duì)vector創(chuàng)建的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。
void test()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(-23);
v.push_back(30);
v.push_back(9);
v.push_back(0);
v.push_back(-90);
//默認(rèn)sort是升序
sort(v.begin(), v.end());
for (auto e : v)
cout << e << " "; //-90 -23 0 1 9 30
cout << endl;
//要排降序，就要用到仿函數(shù),具體是啥后續(xù)詳談
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for (auto e : v)
cout << e << " "; //30 9 1 0 -23 -90
}總結(jié)
到此這篇關(guān)于C++中vector常用接口說(shuō)明的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ vector常用接口內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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