vector容器简介
- vector是表示可变大小数组的序列容器。
- 像数组一样,vector也采用连续存储空间存储元素,采用下标访问元素,但是他的大小是可以动态改变的,被容器自动处理。
- vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候,这个数组可能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。
- 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。
- 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,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lists和forward_lists统一的迭代器和引用更好。
vector容器使用
(1)构造函数
- vector():无参构造
- vector(size_type n, const value_type& val = value_type()):构造并初始化n个val
- vector(const vector& x):拷贝构造
- vector(Inputiterator first, Inputiterator last):用迭代器进行初始化构造
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> first;//int型空vector
vector<int> second(4, 100);//int型4个100的vector
vector<int> third(second.begin(), second.end());//通过迭代器构造
vector<int> fourth(third);//拷贝构造
//迭代器初始化构造vector
int myints[] = {1, 2, 3, 4};
vector<int> fifth(myints, myints + sizeof(myints) / sizeof(int));
for(vector<int>::iterator it = fifth.begin(); it != fifth.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}
(2)迭代器iterator
- begin()+end():获取第一个数据位置的iterator/const_iterator,获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
- rbegin()+rend():获取最后一个数据位置的reverse_iterator,获取第一个数据的前一个位置的reverse_iterator
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void PrintVector(const vector<int>& v)
{
cout<<"const_iterator:";
for(vector<int>::const_iterator cit = v.begin(); cit != v.end(); ++cit)
{
cout<<*cit<<" ";
}
cout<<endl;
}
int main()
{
//构造空容器,插入数据
vector<int> v;
for(int i = 1; i < 10; ++i)
{
v.push_back(i);
}
//使用迭代器遍历打印
cout<<"iterator:";
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
//使用迭代器修改
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
(*it) *= 2;
}
//使用反向迭代器遍历打印
cout<<"reverse_iterator:";
for(vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin(); rit != v.rend(); ++rit)
{
cout<<*rit<<" ";
}
cout<<endl;
//const对象使用const迭代器遍历打印
PrintVector(v);
return 0;
}
(3)容量空间
用法与string类中一致,详见文章:string类常用接口
- size()
- capacity()
- empty()
- resize()
- reserve()
注:capacity在vs下按1.5倍增长,在g++下按2倍增长。顺序表增容是根据具体需求定义的。
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
void testCapacity()
{
vector<int> v;
size_t sz = v.capacity();
for(int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if(sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout<<"[testCapacity]capacity changed:"<<sz<<endl;
}
}
}
void testReserve()
{
vector<int> v;
size_t sz = v.capacity();
v.reserve(100);
for(int i = 0; i < 100; ++i)
{
v.push_back(i);
if(sz != v.capacity())
{
sz = v.capacity();
cout<<"[testReserve]capacity changed:"<<sz<<endl;
}
}
}
void testResize()
{
vector<int> v;
for(int i = 1; i < 10; ++i)
{
v.push_back(i);
}
cout<<"[testResize]size channged:"<<v.size()<<endl;
v.resize(5);
cout<<"[testResize]size channged:"<<v.size()<<endl;
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
v.resize(8, 100);
cout<<"[testResize]size channged:"<<v.size()<<endl;
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
v.resize(12);
cout<<"[testResize]size channged:"<<v.size()<<endl;
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
}
int main()
{
testCapacity();
testReserve();
testResize();
return 0;
}
(4)增删查改
- push_back(value_type val):尾插
- pop_back():尾删
- find(iterator begin, iterator end, value_type val):查找(不是vector成员接口,属于算法模块实现)
- insert(iterator pos, value_type val):在pos之前插入val
- erase(iterator pos):删除pos数据
- swap():交换两个vector数据空间
- operator[]:数组一样访问
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
void testPushPop()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
for(int i = 8; i <= 12; ++i)
{
v.push_back(i);
}
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
v.pop_back();
v.pop_back();
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
}
void testFindInsertErase()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 4);
v.insert(pos, 0);
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
pos = find(v.begin(), v.end(), 4);
v.erase(pos);
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
}
void testVisit()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
for(int i = 0; i < v.size(); ++i)
{
cout<<v[i]<<" ";
}
cout<<endl;
vector<int> tmp;
tmp.swap(v);
for(int i = 0; i < tmp.size(); ++i)
{
cout<<tmp[i]<<" ";
}
cout<<endl;
for(auto x : tmp)
{
cout<<x<<" ";
}
cout<<endl;
}
int main()
{
testPushPop();
testFindInsertErase();
testVisit();
return 0;
}
(5)迭代器失效问题
insert/erase导致的迭代器失效
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
for(auto x : v)
{
cout<<x<<" ";
}
cout<<endl;
vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.erase(pos);
cout<<*pos<<endl;//4
//删除pos位置数据,pos迭代器失效,导致非法访问
for(auto x : v)
{
cout<<x<<" ";
}
cout<<endl;
pos = find(v.begin(), v.end(), 3);
v.insert(pos, 30);
cout<<*pos<<endl;//30
//在pos位置插入数据,pos迭代器失效,导致非法访问
//insert可能导致增容,而pos还指向原来的空间,而原来的空间已经释放
for(auto x : v)
{
cout<<x<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}
常见的迭代器失效的解决
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4};
vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr)/sizeof(int));
/*
* 本段程序会崩溃
* erase会导致it失效,对失效的迭代器进行++it,导致崩溃
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
if(*it % 2 == 0)
{
v.erase(it);
}
}
*/
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end();)
{
if(*it % 2 == 0)
{
it = v.erase(it);
}
else
{
++it;
}
}
for(auto x : v)
{
cout<<x<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}