C++ std::vector的6種初始化

1.vector<int> list1; 默認(rèn)初始化，最常用

此時(shí)，vector為空， size為0，表明容器中沒(méi)有元素，而且 capacity 也返回 0，意味著還沒(méi)有分配內(nèi)存空間。 這種初始化方式適用于元素個(gè)數(shù)未知，需要在程序中動(dòng)態(tài)添加的情況。

2.vector<int> list2(list); 或者 vector<int> ilist2 = ilist; //拷貝初始化 ,"="

兩種方式等價(jià) , list2 初始化為list 的拷貝， list必須與list2 類(lèi)型相同， 也就是同為int的vector類(lèi)型， ilist2將具有和ilist相同的容量和元素

3.vector<int> list = {1,2,3.0,4,5,6,7};

vector<int> list {1,2,3.0,4,5,6,7};//列表中元素的拷貝 ilist 初始化為列表中元素的拷貝，列表中元素必須與ilist的元素類(lèi)型相容， 本例中必須是與整數(shù)類(lèi)型相容的類(lèi)型，整形會(huì)直接拷貝，其他類(lèi)型會(huì)進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換。

4.vector<int> list3(list.begin()+2, list.end()-1); //比較常用

將points數(shù)組轉(zhuǎn)換成vector； 挺好用的； list3初始化為兩個(gè)迭代器指定范圍中元素的拷貝，范圍中的元素類(lèi)型必須與list3 的元素類(lèi)型相容， 在本例中ilist3被初始化為{3,4,5,6}。

注意：由于只要求范圍中的元素類(lèi)型與待初始化的容器的元素類(lèi)型相容，因此迭代器來(lái)自不同的容器是可能的，

例如，用一個(gè)double的list的范圍來(lái)初始化ilist3是可行的。另外由于構(gòu)造函數(shù)只是讀取范圍中的元素進(jìn)行拷貝，因此使用普通迭代器還是const迭代器來(lái)指出范圍并沒(méi)有區(qū)別。

這種初始化方法特別適合于獲取一個(gè)序列的子序列。

5.vector<int> ilist4(7); ilist4中將包含7個(gè)元素

默認(rèn)值初始化，ilist4中將包含7個(gè)元素，每個(gè)元素進(jìn)行缺省的值初始化， 對(duì)于int，也就是被賦值為0，因此ilist4被初始化為包含7個(gè)0。

當(dāng)程序運(yùn)行初期元素大致數(shù)量可預(yù)知，而元素的值需要?jiǎng)討B(tài)獲取的時(shí)候， 可采用這種初始化方式。  

6.vector<int> ilist5(7,3);

指定值初始化，ilist5被初始化為包含7個(gè)值為3的int; 這個(gè)也比較常用。

std::vector使用總結(jié)

Vector

Vector描述的是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組（dynamic array），并提供了相關(guān)操作和接口。

在使用Vector之前，需要引入頭文件#include<vector>，在此頭文件中，類(lèi)型vector是一個(gè)定義于namespace std內(nèi)的template：

template<
    class T,
    class Allocator = std::allocator<T>
> class vector;

其中T可以是任意類(lèi)型，Allocator用來(lái)定義內(nèi)存模型，默認(rèn)是C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的allocator

Vector的能力

Vector將元素復(fù)制到dynamic array內(nèi)部，是一種動(dòng)態(tài)的順序表結(jié)構(gòu)。Vector支持隨機(jī)訪問(wèn)，可以以常量時(shí)間訪問(wèn)元素，Vector支持隨機(jī)訪問(wèn)迭代器，以及STL提供的任何算法（排序、查找等）。

但對(duì)于插入、刪除和移動(dòng)等操作，Vector效率較低（類(lèi)似于數(shù)組的特性）。

大小（size）和容量（capacity）

vector區(qū)別于一般數(shù)組的特性之一就是能夠動(dòng)態(tài)的“擴(kuò)容”，在容量能夠容納所有元素的前提下，提供基于pointer、reference、iterator的訪問(wèn)，以及元素的操作等，因此，大小和容量的概念至關(guān)重要?！　?/p>

Vector的大小（size）是指當(dāng)前元素所占用空間，而容量（capacity）則是指vector分配內(nèi)存預(yù)留大小，當(dāng)size超過(guò)capacity時(shí)，vector會(huì)自動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)容，重新分配內(nèi)存。

舉個(gè)例子——

vector<int> v;
	for (int i=0; i < 20; i++) {
		v.push_back(i);
		cout<<"i = "<<i
			<< " size = " << v.size()
			<< " capacity = " << v.capacity() << endl;
	}

可以看出，vector的大小是隨著插入元素不斷增加的，也就是說(shuō)，size()的作用其實(shí)和sizeof的作用類(lèi)似，但是由于vector都是reference語(yǔ)義的操作，sizeof一個(gè)vector對(duì)象，無(wú)法得到實(shí)際大小，所以vector提供了size成員函數(shù)。而capacity()則反映了vector的動(dòng)態(tài)擴(kuò)容機(jī)制。

vector容量的概念之所以重要，有兩個(gè)原因——　　

1.一旦內(nèi)存重新分配，vector相關(guān)元素的所有reference、pointer、iterator都會(huì)失效。這里的失效是指，原來(lái)的值需要更新到重新分配后的內(nèi)存地址。

2.內(nèi)存的重新分配需要一定時(shí)間。

reserve函數(shù)

通過(guò)reserve函數(shù)可以顯式的指定預(yù)留空間的大小，而避免vector反復(fù)的進(jìn)行內(nèi)存重新分配， 從而提高vector的使用效率。但reserve不能減小vector容量，比如，已存在vector.capacity = 100，使用reserve(80)不會(huì)有任何作用。

vector<int> v(100);
	cout<<v.size()<<" "<<v.capacity()<<endl;
	v.reserve(80);
	cout<<v.size()<<" "<<v.capacity()<<endl;

此外，還可以通過(guò)vector的構(gòu)造函數(shù)顯式的指定容量大小，比如：

vector<int> v(100);

使用這種方法的時(shí)候，vector會(huì)調(diào)用元素的default構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化，對(duì)于基礎(chǔ)類(lèi)型，vector會(huì)進(jìn)行零值初始化（類(lèi)似于Java的初始化機(jī)制），比如說(shuō)——

class test{
	static int count;
public:
	test(){
		count++;
		cout<<"test constructor function:"<<count<<endl;
	}
};
int test::count = 0;
int main(){
	vector<test> v(10);// 調(diào)用10次test默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)	
	return 0;
} 

這種方法可能會(huì)頻繁調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，因此效率不如reverse的高。

shrink_to_fit函數(shù)

reverse函數(shù)無(wú)法縮減容量，但是很多時(shí)候，vector自動(dòng)擴(kuò)容機(jī)制分配的內(nèi)存往往是多余的，如果頻繁使用vector的話，這種內(nèi)存浪費(fèi)會(huì)相當(dāng)可觀。

C++11提供了縮減容量以符合當(dāng)前需求的函數(shù)，shrink_to_fit函數(shù)。

該函數(shù)不具有強(qiáng)制力的要求，換言之，具體實(shí)現(xiàn)可能會(huì)因編譯器實(shí)現(xiàn)而不同。

但大多數(shù)情況下，縮減容量是有效的，比如——

vector<int> v;
	cout<<"capacity = "<<v.capacity()<<endl;
	v.reserve(10);
	cout<<"capacity = "<<v.capacity()<<endl;
	v.shrink_to_fit();
	cout<<"capacity = "<<v.capacity()<<endl;

Vector操作

構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)

vector的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)如下表所示——

其中3和7是C++11新特性，6是基于迭代器的，第一次見(jiàn)可能會(huì)比較陌生，但使用起來(lái)很方便，比如——

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };// initlist初始化
	vector<int> v2(v.begin(), v.end());// 基于迭代器的初始化
	vector<int> v3 = move(v2); // Move構(gòu)造函數(shù)
	for (const auto&elem : v3) // range-based for循環(huán)
	{
		cout << elem << " ";
	}

非更易型操作(Nonmodifying Operating)

STL中有非更易的概念，即不改變?nèi)萜鲀?nèi)元素.

賦值操作(Assignment Operating)

賦值操作可能會(huì)引起元素的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、復(fù)制構(gòu)造函數(shù)、賦值操作符等，詳細(xì)如下表——

元素訪問(wèn)（Element Access）

下表列出了所有訪問(wèn)vector元素的方法，對(duì)于所有non-const元素，返回的都是元素的reference，這些操作中，只有at()會(huì)檢查邊界，如果越界，拋出out_of_range異常。——

由于vector只提供了at函數(shù)的檢查元素，所以對(duì)于越界或者訪問(wèn)空元素的情況，其結(jié)果是未定義的，視編譯器而異。

Visual Studio比較嚴(yán)格，將此行為定義為運(yùn)行時(shí)異常，而GCC則較為寬松，允許這一非法操作。

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	v.clear();
	cout << v.front() << endl;// Expression:front() called on empty vector.
	cout<< v[10]<<endl;// Expression:vector subscript out of range.

迭代器函數(shù)（Iterator Function）

vector支持隨機(jī)訪問(wèn)（random access）迭代器，理論上STL提供的所有迭代器都能為其所用。

迭代器是STL提供操作容器的重要工具，熟練使用迭代器能夠?qū)TL各大容器的性能發(fā)揮到極致。

迭代器結(jié)合auto以及range-based for循環(huán)，能夠?qū)⒃氐脑L問(wèn)以一種清新脫俗的方式展現(xiàn)出來(lái)——

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	for (auto it = v.cbegin(); it != v.cend();++it) {
		cout << *it << " ";
	}

再比如說(shuō)容器元素的逆序輸出——

vector<int> v{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	for (auto it = v.crbegin(); it != v.crend();++it) {
		cout << *it << " ";
	}

插入和移除(Inserting and Removing)

插入和移除無(wú)疑是最常用的操作，掌握了這些，基本上就可以使容器在自己的代碼中產(chǎn)生戰(zhàn)斗力——

我們演示一個(gè)插入到刪除的過(guò)程——

vector<int>v;
	vector<int>v2{ -1,-2,-3,-4 };
	cout << "Source data:";
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		v.push_back(i);
	}
	for (const auto&elem : v) {
		cout << elem << " ";
	}
	cout << endl << "insert vector 2:";
	v.insert(v.end(), v2.begin(), v2.end());
	for (const auto&elem : v) {
		cout << elem << " ";
	}
	cout << endl << "remove vector 2:";
	auto begin_it = v.begin();
	while (*begin_it != *v2.begin()) {
		begin_it++;
	}
	v.erase(begin_it, v.end());
	for (const auto&elem : v) {
		cout << elem << " ";
	}

異常處理

vector僅支持最低限度的邏輯差錯(cuò)檢查，Subscript操作符的安全版本at()是唯一一個(gè)被C++ standard認(rèn)可得以拋出異常的函數(shù)，此外C++ standard 同時(shí)規(guī)定，只有一般標(biāo)準(zhǔn)異常或者被用戶自定義的異常才可能發(fā)生，也就是說(shuō)，vector的一些非法操作，在運(yùn)行時(shí)都不會(huì)拋出異常，但程序員需要對(duì)自己的非法操作負(fù)責(zé)。

1. 如果push_back安插元素時(shí)發(fā)生異常，函數(shù)不產(chǎn)生效用；

2. 如果元素remove/copy操作不拋出異常， 那么insert/emplace等要么成功，要么不拋出異常；

3. pop_back絕對(duì)不會(huì)拋出任何異常；

4. 如果元素remove/copy操作不拋出異常,erase也不會(huì)拋出異常；

5. swap和clear不會(huì)拋出異常；

6. 如果元素remove/copy操作不拋出異常，那么所有的操作不是成功，就是不產(chǎn)生任何效果，包括不拋出異常。

以上所有都基于“析構(gòu)函數(shù)不得拋出任何異常”的前提。但實(shí)際上，編譯器會(huì)做不同程度的優(yōu)化，比如熱心的VS，幾乎在所有vector可能出現(xiàn)的異常檢測(cè)上都做了處理，在C++ Standard未定義的部分做了諸多工作。

這些僅為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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