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【C++进阶】深入STL之vector:构建高效C++程序的基石

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Eternity._
发布2024-06-14 19:47:31
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发布2024-06-14 19:47:31
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学习STL中的vector:开启C++容器之旅的前言

  • 在C++的编程世界中,标准模板库(STL)无疑是每位开发者都需要熟练掌握的工具集。其中,vector作为STL中最常用的动态数组容器之一,以其灵活、高效和易用的特性,成为了众多C++程序员的首选。

vector容器允许我们存储任意数量的同类型元素,并且能够根据需要进行动态扩展。这种灵活性使得vector在处理大量数据时变得尤为高效,无论是在科学计算、图形处理、网络编程还是游戏开发等领域,我们都能看到vector的身影。 现在让我们一起踏上学习STL中vector的旅程吧!


📒1.vector类的基本概念

vector是C++标准模板库(STL)中的一个动态数组容器,它提供了对一段连续空间的动态管理功能。与普通的C++数组相比,vector具有许多优点,如可以动态调整大小、支持随机访问等


vector类成员函数:


📕2. vector类的常用操作

🌈vector类对象的常见构造

构造函数声明

接口说明

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);

使用迭代器进行初始化构造

关于 vector iterator 的使用

iterator的使用

接口说明

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,获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator

其实vector的很多用法和string类似


🌞vector类对象的容量操作

容量空间

接口说明

size

获取数据个数

capacity

获取容量大小

empty

判断是否为空

resize

改变vector的size

reserve

改变vector的capacity

注意:

  • capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现,vs下capacity是按1.5倍增长的,g++是按2倍增长的。这个问题经常会考察,不要固化的认为,vector增容都是2倍,具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL,g++是SGI版本STL
  • reserve只负责开辟空间,不会影响size的大小,如果确定知道需要用多少空间,reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
  • resize在开空间的同时还会进行初始化,会影响size的大小

🌙vector类对象的增删查改

vector增删查改

接口说明

push_back

尾插

pop_back

尾删

insert

在pos之前插入val

erase

删除pos位置的数据

swap

交换两个vector的数据空间

operator[ ]

像数组一样访问

注意:find 查找,这个是算法模块实现,不是vector的成员接口

代码示例:


注意:insert和erase在vector里面有点特殊,在vector上它使用的都是迭代器

erase往往和find搭配使用


insert头插一个0


📜3. vector类的模拟实现

🍁vector的成员变量

首先我们要先搞清楚 vector的成员变量,我们清楚 vector类在底层实际上也是指针,在模拟实现 vector之前,我们创建一个属于自己的命名空间来与库里面的区分


🌸vector的构造函数

无参构造:

带参的构造函数

迭代器区间构造

为了实现不同类型迭代器的构造,这里需要再创建一个模板


🌷vector的析构函数

析构函数比较简单,将空间释放,各个指针置为空


🌻vector的拷贝构造函数


🌼vector的运算符重载


🍂vector容量相关函数

跟容量有关的函数size,capacity,empty,resize,reverse,push_back

reverse

reverse只会改变capacity的大小,并不会改变size的大小


resize

resize不仅会改变size大小,也会改变capacity大小

注意:C++将内置类型特殊处理过,int/char等等都被升级为了类,所以可以使用int()表示匿名对象


push_back

当探索并深入了解了STL中的vector容器后,我们不禁感叹其强大的功能和灵活性。随着对vector的学习和使用,我们逐渐理解到,一个高效的C++程序不仅仅是代码的堆砌,更是对数据结构、算法和STL等标准库深刻理解的体现。vector的迭代器、容量管理、元素访问以及算法支持等功能,都是我们在日常编程中不可或缺的工具


📖4. 总结

学习vector仅仅是开始。STL(Standard Template Library)还提供了诸如list、set、map等其他强大的容器,每个都有其独特的特点和适用场景。因此,鼓励大家继续深入学习STL,探索其背后的设计理念和实现原理。通过不断实践,我们不仅能够提高编程效率,还能够培养出更加优雅、健壮的代码风格。最后,我想说的是,学习是一个永无止境的过程。无论是STL还是其他任何技术,都值得我们不断学习和探索。让我们保持对知识的渴望和好奇心,不断前行,在编程的道路上越走越远 谢谢大家支持本篇到这里就结束了,祝大家天天开心!

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2024-06-04,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 📒1.vector类的基本概念
  • 📕2. vector类的常用操作
    • 🌈vector类对象的常见构造
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          • 🍁vector的成员变量
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                • 🌻vector的拷贝构造函数
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