vector杂谈

构造函数

赋值运算符重载

修改函数

1.push_back和pop_back

2.assign

3.swap

4.insert

5.erase

获取元素的函数

1.operator[]和at

vector的迭代器类

常见用途（遍历，范围for）

1.begin

2.end

3.rbegin

4.rend

5.其他带c的迭代器的接口

容量相关函数

1.size

2.maxsize

3.reserve

4.resize

为什么STL中vector或者list等容器不像string一样提供find接口呢？

非成员函数重载

relational operators (vector)

说说STL中文件里的sort接口（随机存取迭代器，仿函数）

说说函数模板vector的实例化vector类和string类的区别

vector杂谈

先来看一看vector的框架，它是一个类模板。第一个模板参数就是让vector判断自己需要存储什么类型的数据，那第二个模板参数Alloc是什么呢？

它表示空间配置器，也就是常说的内存池，STL的所有容器为了提高效率，都不会直接去找堆要空间，而是向内存池要空间，只有内存池会去找堆申请空间。

可以看到Alloc是给了一个缺省值的，也就是说，如果你觉得在某些情况下库中的内存池类不好用，你可以自己写一个内存池类，然后传给模板参数Alloc。

构造函数

接下来看看默认成员函数

1.第一个是默认构造，有缺省参数，为内存池类的对象。默认构造演示如下。

2.第二个是用n个value_type填充vector。可以观察下表，size_type这个类型就是size_t，value_type这个类型就是模板参数T的值，而allocator_type这个类型就是模板参数Alloc的值。

第二个构造函数演示如下。

3.第三个是用迭代器区间构造vector，该构造函数是一个函数模板，表示可以用任意迭代器类型构造vector，如下图演示，使用了string类的迭代器构造vector<int>。

4.第四个就是拷贝构造了，库里的拷贝构造是深拷贝。如下图v3就是调用的拷贝构造。

赋值运算符重载

这边涉及深拷贝的问题，需要重新开辟空间。库中是实现了深拷贝的，后序咱们实现时该成员函数时也得深拷贝。

修改函数

1.push_back和pop_back

push_back表示尾插，如下图，vector的push_back每次只能尾插一个T类型的值。

pop_back表示尾删，每次只删一个T类型的值。

2.assign

是一个给vector赋值的接口，将指定的数据赋值给vector，可能会替换vector原有的内容，并相应地修改vector的大小，如下图演示代码。

3.swap

用于交换两个vector的值，其容量大小也是会交换的，演示代码如下。

4.insert

1）第一个接口就是在迭代器指向的位置插入值val，演示如下图。

2）第二个接口就是在迭代器指向的位置插入n个val，演示如下图。

3）第三个接口是一个函数模板，表示在vector的迭代器position指向的位置插入任意类的迭代器区间【first，last）指向的值，演示如下图，104和105分别代表字符集中h和i对应的编码。

5.erase

如上图红框处所说，该接口用于要么从vector中删除单个元素，要么删除一系列元素。

1）第一个接口用于删除迭代器指向位置的元素，演示如下图。

2）第二个元素用于删除一个迭代器区间指向位置的元素，区间【first，last）左闭右开，演示如下图。

一般来说，erase是配合find一起使用的，如下图演示。

获取元素的函数

1.operator[]和at

用于返回下标为n的元素的引用。返回值reference就表示引用，const对象调用【】就返回const引用，普通对象调用【】就返回引用，可以认为reference等于T&。

该函数的功能和at一样，但at越界后是抛异常，而operator【】越界是暴力处理，直接assert断言错误。

有了operator【】，我们就有了第一种遍历vector的方式，如下图这种像数组一样的遍历方式，全都得益于operator【】的重载实现。

上面也说过，at和operator【】唯一的区别就是越界时抛异常，这里不再赘述。

vector的迭代器类

常见用途（遍历，范围for的傻瓜式替换）

有了迭代器，我们就可以实现第二种遍历vector的方式，如下图。

也可以通过迭代器对vector内的元素进行修改，如下图红框处。

同时因为有了迭代器，因为范围for底层就是迭代器实现的，所以vector也支持范围for，如下图演示。

如何理解范围for的底层就是通过迭代器实现的呢？

编译器会把范围for的写法自动转换成迭代器遍历的写法，将每一个迭代器解引用后的值如 *it的值都依次赋值给e，后序编译器就看不到范围for，只能看到迭代器遍历，换言之只有用户看到的是范围for，编译器看到的依然是迭代器遍历，所以范围for上层看着挺牛逼，但底层就是通过一个傻瓜式的替换实现的。

那这里为什么说是傻瓜式的呢？

因为编译器是严格按照库里迭代器的使用方法来进行转换的，比如说库里的用于返回指向首元素位置的迭代器的方法名称叫begin()，返回指向最后一个元素的后一个位置的迭代器的方法名称叫end（），那么假如你在模拟实现一个容器时，你定义的返回指向首元素位置的迭代器的方法叫Begin（），那么编译器就不认识了，即无法转换成范围for了，导致最后迭代器遍历的方式能跑，但范围for编不过，报错。

1.begin

如下图红框，begin（）用于返回指向第一个元素的迭代器对象。

2.end

如下图红框past-the-end，表示vector中最后一个元素的后一个位置，所以end（）用于返回指向最后一个元素的后一个位置的迭代器对象。

3.rbegin

如上图红框，rbegin接口用于返回指向最后一个元素的迭代器对象。

4.rend

如上图红框，rend（）用于返回指向第一个元素的前一个位置的迭代器对象。

5.其他带c的迭代器的接口

用于返回const迭代器，但即使没有这些接口，使用begin或者end等接口依然可以返回const迭代器，详情请参考<<string的介绍和使用>>一文中对迭代器的讲解。

容量相关函数

1.size

如下图所示，该接口返回一个size_type类型的值，表示vector中目前存在多少有效数据。

2.maxsize

如上图红框，该接口用于返回vector中最多能存储多少个T类型的元素。演示如下图，事实上这个值就是用堆上最大可开辟的空间除以sizeof（T）。该接口没有什么意义，之后在讲解STL容器时将不再赘述。

3.reserve

如上图红框所示，当n小于当前vector的_capacity时，不会重新开辟空间，_capacity也不会变小，_size也不会变化，容器管理的元素也不会受到影响。

只有当n大于_capacity时，才会重新开辟空间，修改_capacity的值，并拷贝数据到新空间，然后释放旧空间。

4.resize

如果n小于当前容器大小，则vector中的元素将减少到只有前n个元素，会删除超出的元素（并销毁它们）。如下图演示，先resize到1，再resize到3，此时后两个元素已经被销毁了。

如果n大于当前容器大小，则会在vector的末尾不断插入元素来扩展vector，直到达到n的大小，如果指定了val，则将新插入的元素初始化为val，否则使用缺省值，也就是T（）对新插入的元素进行初始化。

如果n也大于当前容器容量，则自动重新分配新的存储空间，然后拷贝旧数据到新空间，然后在vector的末尾不断插入元素来扩展vector，直到达到n的大小，元素的值为value_type类的对象的值。

为什么STL中vector或者list等容器不像string一样提供find接口呢？

因为vector和list它们的find接口是可以实现成通用的接口的，都可以通过一段迭代器区间来寻找指定的值，所以没必要为vector和list等容器再分别单独设计一个find接口。如下图，当vector或者list需要查找指定元素时，可以通过调用头文件<algorithm>中的find接口完成需求。

而string类和它们不太一样，因为在string中查找时，可能找一个字符，可能找一个字串，找到后返回下标。因为string的查找具有多样性，从而导致了string的查找比较独特，所以STL认为有必要单独为string实现一个find接口。

分割线---------------

既然提到了algorithm中的find，就来介绍一下吧。

find是一个函数模板，所以可以让vector或者list这些不同的容器通用。

在迭代器区间 [first，last）中寻找第一个值等于val的元素，注意这里是左闭右开，不包括last迭代器指向的元素。如果找不到值等于value的元素，函数将返回last迭代器，如果找到了则返回元素对应的迭代器。

函数内部逻辑为使用运算符==将每个元素与val的值进行比较，如上图红框处代码所示。

接下来是演示

上图和下图就可以证明，当find找不到和value值相等的元素时，会返回last迭代器。

分割线-----------------

如下图，因为end迭代器指向vector最后一个元素的后一个位置，所以这里是能够找到5的。

定义一个迭代器对象一般比较繁琐，这时就可以使用auto，如下图。

非成员函数重载

relational operators (vector)

不常用，了解即可。

如上图所示，vector也是支持比较大小的，比较逻辑和string字符串比较大小的方式一致，演示图如下。

说说STL中<algorithm>文件里的sort接口（随机存取迭代器，仿函数）

STL里的sort接口也是一个函数模板，第一个模板参数为随机存取迭代器，表示sort接口只支持排序可以通过随机存取迭代器遍历的类，比如vector或者deque这样的物理空间连续的类，第二个接口还有第二个模板参数，为比较方式类，表示排序时按照什么依据进行排序，一般是传仿函数进去，默认提供的comp只支持排升序。

sort底层就是快排，库中对快排的一些优化比如三数取中也是实现了的。

关于随机存取迭代器是什么可以通过下图了解。

sort使用示范如下图。

那我想要排降序该怎么办呢？如下图，给sort的第二个接口的第二个参数传下图的greater<int>的对象，后面在<<priority_queue的模拟实现>>一文中学了仿函数后，就会知道greater等价于>，这里记忆greater排降序有一个巧妙的办法，因为greater等价于>，所以现在首先记住>的开口方向，然后随意加上几个字母，比如x、y、z，最后将前两步组合就是x>y>z，嘿嘿，这不就是降序吗。

实际上sort默认排升序是因为默认传给comp的值为less<int>类型的对象，如下图所示，后面在<<priority_queue的模拟实现>>一文中学了仿函数后，我们就能知道less<T>等价于<。这里记忆less排升序有一个巧妙的办法，因为less等价于<，所以现在首先记住<的开口方向，然后随意加上几个字母，比如x，y，z，最后将前两步组合就是x<y<z，这不就是升序吗。

如果觉得给less<int>对象取名字麻烦，也可以直接传匿名对象，如下图所示。

说说函数模板vector的实例化vector<char>类和string类的区别

1）vector<char>类型管理数据的指针指向的空间里默认是不存在\0的。

2）vector<char>不存在+=、findC语言字符串、to_string、>>、<<等等操作。

所以vector<char>是无法替代string的，所以实际中一般是不会使用vector<char>类生成对象的，因为用它不如直接用各方面都更优秀的string类，所以函数模板vector主要用于生成除char类的其他类的实例化，如vector<int>或者vector<double>等等。但有些地方可能会将两个类组合起来用，比如vector<string>。

如上图是几种不同的插入方法， strV是vector<string>类的对象，第三行和第四行本质是相同的方法，因为string支持const char*的构造函数，而该构造函数是单参的，并且没有用explicit修饰，所以支持隐式类型转换。第四行就是利用“王六”这个const char*的数据构造一个匿名的string对象，然后将这个匿名对象引用给如下图的const value_type类的val对象，这里没有发生拷贝构造。

第三行和第四行push_back的流程是一模一样的，只不过第三行没有隐式转换。

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常见用途（遍历，范围for的傻瓜式替换）

1.begin

2.end

3.rbegin

4.rend

5.其他带c的迭代器的接口

容量相关函数

1.size

2.maxsize

3.reserve

4.resize

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