Cpp STL - vector常用语法

《Cpp STL - vector常用语法》

STL，英文全称 standard template library，中文可译为标准模板库或者泛型库，其包含有大量的模板类和模板函数，是 C++ 提供的一个基础模板的集合，用于完成诸如输入/输出、数学计算等功能。很多人对C++望而却步是因为很多内存问题及线程安全问题无法掌控，导致不友好，而STL已经能够很好的规避这些问题了，比如使用vector的内存管理就不需要你担心了，但是vector的动态内存有时候会很慢，因为vector每次会根据你的需求的2倍来申请内存的，所以当你的数组特别大的时候可能会申请很多次内存，导致效率低，当然，vector也有reserve或者resize这样的方法，有malloc是类似的功能，如果使用malloc记得free也没什么问题。

Key Words：vector各种操作的复杂度、vector常用属性和方法、vector排序、lambda表达式

Beijing, 2020

作者：RaySue

Code：

Agile Pioneer

参考网站：Cpp Reference vector

文章目录

vector 初始化
- 一维
- 二维
操作复杂度（最差）
容量 Capacity
迭代
元素访问 Element access
修改 Modifiers
vector 的常用方法
- vector 的逆序
- vector 的 find 方法
- vector的删除操作
- vector的insert方法
- - 通过insert的push_front方法
  - 通过insert 实现 extend方法
- count方法
- 求最值
vector 的排序
- lambda 表达式
- vector 的lambda排序
- 对vector

vector 初始化

一维

// 初始化 n 个 0
vector<int> a(n, 0);

二维

// 初始化 m 行 n 列 个 0
vector<int> a(m, vector<int>(n, 0));

操作复杂度（最差）

	访问	push_back()	push_front()	insert()	pop_back()	pop_front()	erase()	find()
vector	O(1)	O(1)	\	O(n)	O(1)	\	O(n)

容量 Capacity

vector 的容量是根据当前元素进行动态扩容的，在堆中分配内存，元素连续存放，有保留内存，如果减少大小后，内存也不会释放；如果新值大于当前大小时才会重新分配内存，在新增数据的时候，就要分配一块更大的内存，将原来的数据复制过来，释放之前的内存，再插入新增的元素，不同的编译器实现的扩容方式不一样，VS2015中以1.5倍扩容，GCC以2倍扩容。

所以如果 vector 需要存储的 size 比较大的情况，应该提前使用 reserve 指定其 size，否则非常耗时。

初始时刻 vector 的 capacity 为0，塞入第一个元素后 capacity 增加为1。

capacity //总共能够容纳元素的个数
size //当前已经容纳元素的个数
max_size // 容器所能容纳的最大数目的元素个数，这是系统或者库所实施的限制
reserve // Request a change in capacity
resize // Change size
empty //是否为空

迭代

顺序迭代
下标迭代
迭代器迭代

元素访问 Element access

operator []
at
front // Access first element
back // Access last element

修改 Modifiers

assign // Assign vector content
push_back
pop_back
insert // 可以在任意位置插入一段vector，也可以push_front，就是线性复杂度
swap // Swap content
clear // 清空容器内的所有内容

vector 的常用方法

vector 的逆序

reverse(vec.begin(), vec.end());

vector 的 find 方法

find 方法返回的结果是迭代器，指向值为 ‘寻找值’ 的第一个元素的位置
转换迭代器为下标的方法是减去容器的begin()

vector<double>::iterator ite1 = find(vec_dis.begin(), vec_dis.end(), 6);
vector<double>::iterator ite2 = find(vec_dis.begin(), vec_dis.end(), 7);
vector<double>::iterator ite3 = find(vec_dis.begin(), vec_dis.end(), 8);auto index1 = ite1 - vec_dis.begin();
// or
auto index1 = std::distance(std::begin(vec_dis), ite1);
auto index2 = std::distance(std::begin(vec_dis), ite2);
auto index3 = std::distance(std::begin(vec_dis), ite3);

vector的删除操作

erase + remove // 删除所有值为 x 的元素

// 单独执行remove不会删除x元素，会返回一个迭代器
remove(vec.begin(), vec.end(), x)
// 删除元素的完整写法
vec.erase(remove(vec.begin(),vec.end(), x),vec.end());

vector的insert方法

A.insert(A.end(), B.begin(), B.end());

通过insert的push_front方法

此方法复杂度较高为O(N)，N为数组的长度，酌情使用

// 向数组 A 的头部插入数值 6
A.insert(A.begin(), 6);

通过insert 实现 extend方法

// eq：A.extend(B)
// 1
// reserve() is optional - just to improve performance
A.reserve(A.size() + distance(B.begin(), B.end()));
A.insert(A.end(), B.begin(), B.end());// 2
copy(B.begin(), B.end(), back_inserter(A));// 3
A.reserve(A.size() + B.size());
A.insert(A.end(), B.begin(), B.end());
A.insert(std::end(A), std::begin(B), std::end(B));

count方法

string temp = "aaabcdaaa!!!";
int num = count(temp.begin(),temp.end(),'a');
cout <<"在字符串" << temp << "中，" <<"字母a出现的次数是" << num << endl;

求最值

数组

int num[]={2,3,1,6,4,5};
cout<<"最小值是 "<<*min_element(num, num+6)<<endl;
cout<<"最大值是 "<<*max_element(num, num+6)<<endl;

vector

vector<int> nums = {2,3,1,6,4,5};
cout<<"最小值是 "<<*min_element(nums.begin(), nums.end())<<endl;
cout<<"最大值是 "<<*max_element(nums.begin(), nums.end())<<endl;

vector 的排序

lambda 表达式

C++11 提供了对匿名函数的支持,称为 Lambda 函数(也叫 Lambda 表达式)。Lambda 表达式把函数看作对象。Lambda 表达式可以像对象一样使用，比如可以将它们赋给变量和作为参数传递，还可以像函数一样对其求值。Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似。


auto lambda = [](int a, int b){return a + b;};// 值传递
auto lambda = [=]{return a + b;};// 引用传递
auto lambda = [&]{a++; b++; return a + b;};

vector 的lambda排序

[capture]（parameters） mutable ->return-type{statement}
capture 捕捉列表，可以捕捉变量，如果是=可以捕捉所有父作用域的变量包括this
parameters 表示入参
mutable 可以无返回
return-type 表示返回类型

// 降序排序
auto lambda = [](int a, int b)->bool{return a > b;};
sort(nums.begin(), nums.end(), lambda);

对vector<vector>进行降序排序

sort(a.begin(), a.end(), []（vector<int> a1, vector<int> a2）->bool{return a1[0] > a2[0];});

[]表示捕捉列表，这里为空，表示不需要捕捉任何变量，常见的有=和&，或指定一个数组
parameters 表示入参 a1, a2
{} 里面表示执行的函数

vector 的 argsort 排序

auto lambda = [&nums](int a, int b)->bool {return nums[a] < nums[b];};
sort(idx.begin(), idx.end(), lambda);

这里传入的是nums变量的引用，如果父作用域有nums，这里也可以用 =
其中idx是 {0,1,2,3,…} 有序的下标
nums 是待排序的数组

参考

Cpp STL是什么，有什么用？

各种操作的复杂度分析

vector扩容原理说明

lambda表达式详解

常见的STL容器复杂度分析