【C++】你对vector的了解又有多少呢？

六点半就起.

发布于 2024-10-16 15:54:57

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发布于 2024-10-16 15:54:57

文章被收录于专栏：六点半就起来干博客！

【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;
}