【C++】你对vector的了解又有多少呢？
一. vector的介绍
- vector是表示可变大小数组的序列容器。
- 就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
- 本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
- vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
- 因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
- 与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用
二. vector的使用
1. vector 的构造
代码举例：
#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include<string>
int main()
{
vector<int> v0(5);
for (int i = 0; i < v0.size(); i++)
cout << v0[i] << ' ';
cout << endl;
vector<int> v1(10, 9);
vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
{
cout << v1[i] << ' ';
}
cout << endl;
vector<int>::iterator it = v2.begin();
while (it != v2.end())
{
cout << *it << ' ';
it++;
}
cout << endl;
int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
vector<int> v3(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
for (int i = 0; i < v3.size(); i++)
cout << v3[i] << ' ';
cout << endl;
// string类型 /
vector<string> v4(3, "abc");
for (int i = 0; i < v4.size(); i++)
cout << v4[i] << ' ';
cout << endl;
vector<string> v5(v4);
for (int i = 0; i < v5.size(); i++)
cout << v5[i] << ' ';
cout << endl;
//for (vector<string>::iterator it = v5.begin(); it != v5.end(); it++)
for (auto it = v5.begin(); it != v5.end(); it++)
cout << *it << ' ';
cout << endl;
//vector<string>::reverse_iterator rit = v5.rbegin();
auto rit = v5.rbegin();
while (rit != v5.rend())
{
cout << *rit << ' ';
rit++;
}
cout << endl;
return 0;
}
//void PrintVector(const vector<int>& v)
//{
// // const对象使用const迭代器进行遍历打印
// vector<int>::const_iterator it = v.begin();
// while (it != v.end())
// {
// cout << *it << " ";
// ++it;
// }
// cout << endl;
//}
2. vector 空间增长问题
resize机制：
// 将有效元素个数设置为n个，如果时增多时，增多的元素使用data进行填充
// 注意：resize在增多元素个数时可能会扩容；
//resize在开空间的同时还会进行初始化, resize出的多余空间若未赋值，初始化为0（vs）
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
v.push_back(i);
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
v.resize(5);
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
v.resize(8,99);
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
v.resize(12);
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
for (auto ch : v)
{
ch += 1;
cout << ch << ' ';
}
cout << endl;
//vector<int>::iterator it = v.begin();
auto it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << ' ';
it++;
}
cout << endl;
//vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
auto rit = v.rbegin();
while (rit != v.rend())
{
*rit += 1;
cout << *rit << ' ';
rit++;
}
return 0;
}
reserve扩容机制：
int main()
{
// 测试vector的默认扩容机制
// vs：按照1.5倍方式扩容
// linux：按照2倍方式扩容
vector<int> v;
//v.reserve(100);预先扩容
int sz = v.capacity();
cout << "Inite capacity:" << sz << endl;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
v.push_back(i);
if (sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout << "Change capacity:i:" << sz << endl;
}
}
return 0;
}
往vector中插入元素时，如果大概已经知道要存放多少个元素可以通过reserve方法提前将容量设置好，避免边插入边扩容效率低。
3. vector 增删查改
代码举例一：
// operator[]+index 和 C++11中vector的新式for+auto的遍历
// vector使用这两种遍历方式是比较便捷的
int main()
{
// 使用列表方式初始化，C++11新语法
//vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(6);
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
for (auto ch : v)
cout << ch << ' ';
cout << endl;
vector<int> swapv;
swapv.swap(v);
for (size_t i = 0; i < swapv.size(); ++i)
cout << swapv[i] << " ";
cout << endl;
// 2. 使用迭代器遍历
auto it = swapv.begin();
while (it != swapv.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 3. 使用范围for遍历
for (auto ch : swapv)
cout << ch << " ";
cout << endl;
return 0;
}
代码举例二：
void TestVector()
{
// 使用列表方式初始化，C++11新语法
vector<int> v{ 1, 2, 3, 4, 3 };
// 在指定位置前插入值为val的元素，比如：3之前插入30,如果没有则不插入
// 1. 先使用find查找3所在位置(删除第一个3)
// 注意：vector没有提供find方法，如果要查找只能使用STL提供的全局find
auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (pos != v.end())
{
// 2. 在pos位置之前插入30
v.insert(pos, 30);
}
vector<int>::iterator it = v.begin();
while (it != v.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
// 删除pos位置的数据
v.erase(pos);
it = v.begin();
while (it != v.end()) {
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
int main()
{
TestVector();
return 0;
}
