深入淺析STL vector用法
本文關(guān)于stl vector用法的介紹非常詳細(xì),具體內(nèi)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(dāng)?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(yīng)該能夠有效地使用vector容器,而且應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)模板庫中的部分內(nèi)容,它是一個多功能的,能夠操作多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的模板類和函數(shù)庫。vector之所以被認(rèn)為是一個容器,是因?yàn)樗軌蛳袢萜饕粯哟娣鸥鞣N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) |
將[beg; end)區(qū)間中的數(shù)據(jù)賦值給c。 將n個elem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(gòu)造函數(shù)返回一個拷貝。 |
c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end) |
在pos位置插入一個elem拷貝,傳回新數(shù)據(jù)位置。 在pos位置插入n個elem數(shù)據(jù)。無返回值。 在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(duì)列的第一個數(shù)據(jù)。 |
c.rend() |
傳回一個逆向隊(duì)列的最后一個數(shù)據(jù)的下一個位置。 |
c.resize(num) |
重新指定隊(duì)列的長度。 |
c.reserve() |
保留適當(dāng)?shù)娜萘俊?/span> |
c.size() |
返回容器中實(shí)際數(shù)據(jù)的個數(shù)。 |
c1.swap(c2) swap(c1,c2) |
將c1和c2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(fù)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(gòu)造產(chǎn)生。 創(chuàng)建一個含有n個elem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(nèi)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(nèi)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(jīng)包含了數(shù)據(jù),如果為空想設(shè)置為-1,你可以使用下面的代碼實(shí)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(jìn)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?yàn)閍t()進(jìn)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(jìn)行驗(yàn)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(jié)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(dāng)你刪除數(shù)據(jù)的時候,你應(yīng)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(yīng)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(jié)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(diào)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(jié)束。首先你應(yīng)該建立一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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?xiàng)l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(diào)用remove_if()的時候還要使用erase()呢?這是因?yàn)榇蠹也⒉皇煜TL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(shí)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(jié)果,我們可以看到remove_if()實(shí)際上是根據(jù)條件對迭代地址進(jìn)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(diào)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(jié)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(jié)果vector的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需要的。所有需要壓縮vector到它實(shí)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(nèi)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(jīng)有一個vector v,它的內(nèi)存大小為1000,當(dāng)我們調(diào)用size()的時候,它的大小僅為7。我們浪費(fèi)了大量的內(nèi)存。讓我們在它的基礎(chǔ)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(shí)際大小來分配的空間?,F(xiàn)在我們不想釋放v,因?yàn)槲覀円谄渌胤接玫剿覀兛梢允褂胹wap()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(dá)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(shí)際大小的v。
結(jié)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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