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深入淺析STL vector用法

 更新時間:2015年10月19日 11:49:30   作者:phoebin  
這篇文章給大家介紹 stl vector用法,主要知識點在如何恰當?shù)氖褂盟鼈兊某蓡T函數(shù),涉及到條件函數(shù)和函數(shù)指針在迭代算法中的使用,對stl vector用法感興趣的朋友可以參考下本文

本文關于stl vector用法的介紹非常詳細,具體內容請看下文

介紹

這篇文章的目的是為了介紹std::vector,如何恰當?shù)厥褂盟鼈兊某蓡T函數(shù)等操作。本文中還討論了條件函數(shù)和函數(shù)指針在迭代算法中使用,如在remove_if()和for_each()中的使用。通過閱讀這篇文章讀者應該能夠有效地使用vector容器,而且應該不會再去使用C類型的動態(tài)數(shù)組了。

Vector總覽

vector是C++標準模板庫中的部分內容,它是一個多功能的,能夠操作多種數(shù)據(jù)結構和算法的模板類和函數(shù)庫。vector之所以被認為是一個容器,是因為它能夠像容器一樣存放各種類型的對象,簡單地說,vector是一個能夠存放任意類型的動態(tài)數(shù)組,能夠增加和壓縮數(shù)據(jù)。

為了可以使用vector,必須在你的頭文件中包含下面的代碼:

#include <vector>

vector屬于std命名域的,因此需要通過命名限定,如下完成你的代碼:

using std::vector;
vector<int> vInts;

或者連在一起,使用全名:

std::vector<int> vInts;

建議使用全局的命名域方式:

using namespace std;

在后面的操作中全局的命名域方式會造成一些問題。vector容器提供了很多接口,在下面的表中列出vector的成員函數(shù)和操作。

Vector成員函數(shù)

函數(shù)

表述

c.assign(beg,end)

c.assign(n,elem)

[beg; end)區(qū)間中的數(shù)據(jù)賦值給c。

nelem的拷貝賦值給c。

c.at(idx)

傳回索引idx所指的數(shù)據(jù),如果idx越界,拋出out_of_range

c.back()

傳回最后一個數(shù)據(jù),不檢查這個數(shù)據(jù)是否存在。

c.begin()

傳回迭代器重的可一個數(shù)據(jù)。

c.capacity()

返回容器中數(shù)據(jù)個數(shù)。

c.clear()

移除容器中所有數(shù)據(jù)。

c.empty()

判斷容器是否為空。

c.end()

指向迭代器中的最后一個數(shù)據(jù)地址。

c.erase(pos)

c.erase(beg,end)

刪除pos位置的數(shù)據(jù),傳回下一個數(shù)據(jù)的位置。

刪除[beg,end)區(qū)間的數(shù)據(jù),傳回下一個數(shù)據(jù)的位置

c.front()

傳回第一個數(shù)據(jù)。

get_allocator

使用構造函數(shù)返回一個拷貝。

c.insert(pos,elem)

c.insert(pos,n,elem)

c.insert(pos,beg,end)

pos位置插入一個elem拷貝,傳回新數(shù)據(jù)位置。

pos位置插入nelem數(shù)據(jù)。無返回值。

pos位置插入在[beg,end)區(qū)間的數(shù)據(jù)。無返回值。

c.max_size()

返回容器中最大數(shù)據(jù)的數(shù)量。

c.pop_back()

刪除最后一個數(shù)據(jù)。

c.push_back(elem)

在尾部加入一個數(shù)據(jù)。

c.rbegin()

傳回一個逆向隊列的第一個數(shù)據(jù)。

c.rend()

傳回一個逆向隊列的最后一個數(shù)據(jù)的下一個位置。

c.resize(num)

重新指定隊列的長度。

c.reserve()

保留適當?shù)娜萘俊?/span>

c.size()

返回容器中實際數(shù)據(jù)的個數(shù)。

c1.swap(c2)

swap(c1,c2)

c1c2元素互換。

同上操作。

vector<Elem> c

vector <Elem> c1(c2)

vector <Elem> c(n)

vector <Elem> c(n, elem)

vector <Elem> c(beg,end)

c.~ vector <Elem>()

創(chuàng)建一個空的vector。

復制一個vector。

創(chuàng)建一個vector,含有n個數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)均已缺省構造產生

創(chuàng)建一個含有nelem拷貝的vector。

創(chuàng)建一個以[beg;end)區(qū)間的vector。

銷毀所有數(shù)據(jù),釋放內存。

Vector操作

函數(shù)

描述

operator[]

返回容器中指定位置的一個引用。

創(chuàng)建一個vector

vector容器提供了多種創(chuàng)建方法,下面介紹幾種常用的。
創(chuàng)建一個Widget類型的空的vector對象:

vector<Widget> vWidgets;
//  ------
//  |
//  |- Since vector is a container, its member functions
//   operate on iterators and the container itself so
//   it can hold objects of any type.

創(chuàng)建一個包含500個Widget類型數(shù)據(jù)的vector:

vector<Widget> vWidgets(500);
 
創(chuàng)建一個包含500個Widget類型數(shù)據(jù)的vector,并且都初始化為0:

vector<Widget> vWidgets(500, Widget(0));

創(chuàng)建一個Widget的拷貝:

vector<Widget> vWidgetsFromAnother(vWidgets);

向vector添加一個數(shù)據(jù)

vector添加數(shù)據(jù)的缺省方法是push_back()。push_back()函數(shù)表示將數(shù)據(jù)添加到vector的尾部,并按需要來分配內存。例如:向vector<Widget>中添加10個數(shù)據(jù),需要如下編寫代碼:

for(int i= 0;i<10; i++)
 vWidgets.push_back(Widget(i));

獲取vector中制定位置的數(shù)據(jù)

很多時候我們不必要知道vector里面有多少數(shù)據(jù),vector里面的數(shù)據(jù)是動態(tài)分配的,使用push_back()的一系列分配空間常常決定于文件或一些數(shù)據(jù)源。如果你想知道vector存放了多少數(shù)據(jù),你可以使用empty()。獲取vector的大小,可以使用size()。例如,如果你想獲取一個vector v的大小,但不知道它是否為空,或者已經包含了數(shù)據(jù),如果為空想設置為-1,你可以使用下面的代碼實現(xiàn):
int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

訪問vector中的數(shù)據(jù)

使用兩種方法來訪問vector。

1、   vector::at()
2、   vector::operator[]

operator[]主要是為了與C語言進行兼容。它可以像C語言數(shù)組一樣操作。但at()是我們的首選,因為at()進行了邊界檢查,如果訪問超過了vector的范圍,將拋出一個例外。由于operator[]容易造成一些錯誤,所有我們很少用它,下面進行驗證一下:

分析下面的代碼:

vector<int> v;
v.reserve(10);
for(int i=0; i<7; i++)
 v.push_back(i);
try
{
 int iVal1 = v[7]; // not bounds checked - will not throw
 int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range
}
catch(const exception& e)
{
 cout << e.what();
}

 我們使用reserve()分配了10個int型的空間,但并不沒有初始化。

你可以在這個代碼中嘗試不同條件,觀察它的結果,但是無論何時使用at(),都是正確的。

刪除vector中的數(shù)據(jù)

vector能夠非常容易地添加數(shù)據(jù),也能很方便地取出數(shù)據(jù),同樣vector提供了erase(),pop_back(),clear()來刪除數(shù)據(jù),當你刪除數(shù)據(jù)的時候,你應該知道要刪除尾部的數(shù)據(jù),或者是刪除所有數(shù)據(jù),還是個別的數(shù)據(jù)。在考慮刪除等操作之前讓我們靜下來考慮一下在STL中的一些應用。

Remove_if()算法

現(xiàn)在我們考慮操作里面的數(shù)據(jù)。如果要使用remove_if(),我們需要在頭文件中包含如下代碼::
#include <algorithm>

         Remove_if()有三個參數(shù):

1、   iterator _First:指向第一個數(shù)據(jù)的迭代指針。
2、   iterator _Last:指向最后一個數(shù)據(jù)的迭代指針。
3、   predicate _Pred:一個可以對迭代操作的條件函數(shù)。

條件函數(shù)

條件函數(shù)是一個按照用戶定義的條件返回是或否的結果,是最基本的函數(shù)指針,或者是一個函數(shù)對象。這個函數(shù)對象需要支持所有的函數(shù)調用操作,重載operator()()操作。remove_if()是通過unary_function繼承下來的,允許傳遞數(shù)據(jù)作為條件。

例如,假如你想從一個vector<CString>中刪除匹配的數(shù)據(jù),如果字串中包含了一個值,從這個值開始,從這個值結束。首先你應該建立一個數(shù)據(jù)結構來包含這些數(shù)據(jù),類似代碼如下:

#include <functional>
enum findmodes
{
 FM_INVALID = 0,
 FM_IS,
 FM_STARTSWITH,
 FM_ENDSWITH,
 FM_CONTAINS
};
typedef struct tagFindStr
{
 UINT iMode;
 CString szMatchStr;
} FindStr;
typedef FindStr* LPFINDSTR;

 然后處理條件判斷:

class FindMatchingString
 : public std::unary_function<CString, bool>
{
public:
 FindMatchingString(const LPFINDSTR lpFS) : m_lpFS(lpFS) {}
 bool operator()(CString& szStringToCompare) const
 {
  bool retVal = false;
  switch(m_lpFS->iMode)
  {
  case FM_IS:
  {
   retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD->szMatchStr);
   break;
  }
  case FM_STARTSWITH:
  {
   retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
    == m_lpFDD->szWindowTitle);
   break;
  }
  case FM_ENDSWITH:
  {
   retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())
    == m_lpFDD->szMatchStr);
   break;
  }
  case FM_CONTAINS:
  {
   retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD->szMatchStr) != -1);
   break;
  }
  }
  return retVal;
 }
private:
 LPFINDSTR m_lpFS;
};

 通過這個操作你可以從vector中有效地刪除數(shù)據(jù):

// remove all strings containing the value of
// szRemove from vector<CString> vs.
FindStr fs;
fs.iMode = FM_CONTAINS;
fs.szMatchStr = szRemove;
vs.erase(std::remove_if(vs.begin(), vs.end(), FindMatchingString(&fs)), vs.end());

Remove_if()能做什么?

你可能會疑惑,對于上面那個例子在調用remove_if()的時候還要使用erase()呢?這是因為大家并不熟悉STL中的算法。Remove(),remove_if()等所有的移出操作都是建立在一個迭代范圍上的,那么不能操作容器中的數(shù)據(jù)。所以在使用remove_if(),實際上操作的時容器里數(shù)據(jù)的上面的。思考上面的例子:

1、   szRemove = “o”.
2、   vs見下面圖表中的顯示。

觀察這個結果,我們可以看到remove_if()實際上是根據(jù)條件對迭代地址進行了修改,在數(shù)據(jù)的后面存在一些殘余的數(shù)據(jù),那些需要刪除的數(shù)據(jù)。剩下的數(shù)據(jù)的位置可能不是原來的數(shù)據(jù),但他們是不知道的。

調用erase()來刪除那些殘余的數(shù)據(jù)。注意上面例子中通過erase()刪除remove_if()的結果和vs.enc()范圍的數(shù)據(jù)。

壓縮一個臃腫的vector

很多時候大量的刪除數(shù)據(jù),或者通過使用reserve(),結果vector的空間遠遠大于實際需要的。所有需要壓縮vector到它實際的大小。resize()能夠增加vector的大小。Clear()僅僅能夠改變緩存的大小,所有的這些對于vector釋放內存等九非常重要了。如何來解決這些問題呢,讓我們來操作一下。

我們可以通過一個vector創(chuàng)建另一個vector。讓我們看看這將發(fā)生什么。假定我們已經有一個vector v,它的內存大小為1000,當我們調用size()的時候,它的大小僅為7。我們浪費了大量的內存。讓我們在它的基礎上創(chuàng)建一個vector。

std::vector<CString> vNew(v);
cout << vNew.capacity();

vNew.capacity()返回的是7。這說明新創(chuàng)建的只是根據(jù)實際大小來分配的空間?,F(xiàn)在我們不想釋放v,因為我們要在其它地方用到它,我們可以使用swap()將v和vNew互相交換一下?

 vNew.swap(v);
 cout << vNew.capacity();
 cout << v.capacity();

有趣的是:vNew.capacity()是1000,而v.capacity()是7。

現(xiàn)在是達到我的目的了,但是并不是很好的解決方法,我們可以像下面這么寫:

    std::vector<CString>(v).swap(v);

你可以看到我們做了什么?我們創(chuàng)建了一個臨時變量代替那個命名的,然后使用swap(),這樣我們就去掉了不必要的空間,得到實際大小的v。

結論

我希望這個文檔可以給那些使用STL vector容器的開發(fā)者很有價值的參考。我也希望通過閱讀這篇文章你可以放心地使用vector來代替C語言中的數(shù)據(jù)了。

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