C++中vector用法详解

1.vector的简单介绍

vector作为STL提供的标准容器之一，是经常要使用的，有很重要的地位，并且使用起来也是灰常方便。vector又被称为向量，vector可以形象的描述为长度可以动态改变的数组，功能和数组较为相似。实际上更专业的描述为：vector是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库，vector之所以被认为是一个容器，是因为它能够像容器一样存放各种类型的对象，简单地说，vector是一个能够存放任意类型的动态数组，能够增加和压缩数据。（注：STL的容器从实现的角度讲可以说是类模板（class teplate）。）

那么vector和数组的主要区别是什么呢？？这对于理解vector是很有帮助的~~~~

数组：分配的是静态空间，一般分配了就不可以改变，就像我们熟知的定义了一个数组，那么数组的长度就不可以改变了，我们也不可以进行越界访问，但是编译器不检查越界，这一点在我们编程的时候要尤为注意（很多都可能会烦这样的错误！！）。一般申请的数组长度不能满足我们的要求了，我们要重新申请大一点数组，然后把原数组中数据复制过来。

vector：分配的是动态空间，即：我们发现在声明vector容器的时候也可以不指定容器的大小，vector是随着元素的加入，空间自动扩展的。但是，我们必须要负责任的肯定vector分配的空间是连续的，也就是支持数组中的下标随机访问，实际上vector的实现机制是：预留一部分空间，而且预留空间的大小是按一定比率增长的，如果空间不够用的话，要保证连续，就必须重新new一片空间，然后将原有元素移动到新空间，同时预留新的空间（并且新分配的空间比原来分配的空间），最后将原来的那部分空间释放掉。这样预留空间的好处就是不用每次向vector中加元素都重新分配空间。

2.vecotr容器中常用的函数

2.1.vector容器的构造函数

vector容器的声明方式主要包括一下几种：

vector<Elem> v ，创建一个空的vector。

vector <Elem> v1(v) ，复制一个vector。

vector <Elem> v(n) ，创建一个vector，含有n个数据，数据均已缺省构造产生。

vector <Elem> v(n, elem) ，创建一个含有n个elem拷贝的vector。

vector <Elem> v(beg,end) ，创建一个以[beg;end)区间的vector。

v.~ vector <Elem>() ，销毁所有数据，释放内存。

下面用一段代码来演示几种常用的声明vector的的方式：

 1 #include <iostream>2 #include <vector>3 4 using namespace std;5 6 int main()7 {8     vector<int>::iterator iter;9     //第一种方式
10     vector<int> v1;
11     v1.push_back(1);
12     v1.push_back(2);
13     v1.push_back(3);
14     cout<<"第一种方式的输出结果："<<endl;
15     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
16     {
17         cout<<*iter<<" ";
18     }
19     cout<<endl;
20     //第二种方式
21     vector<int> v2(v1);
22     cout<<"第二种方式的输出结果："<<endl;
23     for(iter = v2.begin() ; iter != v2.end() ; iter++)
24     {
25         cout<<*iter<<" ";
26     }
27     cout<<endl;
28     //第三种方式
29     vector<int> v3(3);
30     cout<<"第三种方式的输出结果："<<endl;
31     for(iter = v3.begin() ; iter != v3.end() ; iter++)
32     {
33         cout<<*iter<<" ";
34     }
35     cout<<endl;
36     //第四种方式
37     vector<int> v4(3,4);
38     cout<<"第四种方式的输出结果："<<endl;
39     for(iter = v4.begin() ; iter != v4.end() ; iter++)
40     {
41         cout<<*iter<<" ";
42     }
43     cout<<endl;
44     //第五种方式
45     vector<int> v5(v1.begin(),v1.end()-1);
46     cout<<"第五种方式的输出结果："<<endl;
47     for(iter = v5.begin() ; iter != v5.end() ; iter++)
48     {
49         cout<<*iter<<" ";
50     }
51     cout<<endl;
52     //第六种方式
53     int a[] = {1,2,3,4};
54     vector<int> v6(a+1,a+2);
55     cout<<"第六种方式的输出结果："<<endl;
56     for(iter = v6.begin() ; iter != v6.end() ; iter++)
57     {
58         cout<<*iter<<" ";
59     }
60     cout<<endl;
61     //
62     v6.~vector<int>();
63     cout<<"释放内存后的结果是："<<endl;
64     for(iter = v6.begin() ; iter != v6.end() ; iter++)
65     {
66         cout<<*iter<<" ";
67     }
68     cout<<endl;
69     return 0;
70 }

运行结果：

小结：注意这种：vector <Elem> c(beg,end)声明方式，创建一个和[beg;end)区间元素相同的vector，一定要注意是左闭右开区间，同时需要说的是，STL中不论是容器还是算法都是采用的这种左闭右开区间办事的，包括v.end()函数也是返回的vector末端的下位置，相当于int a[n]的a[n]，并不能访问~~~

2.2.vector中其他常用的函数用法

v.assign(beg,end) , 将[beg; end)区间中的数据赋值给v。

v.assign(n,elem) , 将n个elem的拷贝赋值给v。

v.at(idx) , 传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。

v.begin() , 传回迭代器重的可一个数据。

v.capacity() , 返回容器中数据个数。

v.clear() , 移除容器中所有数据。

v.empty() , 判断容器是否为空。

v.end() , 指向迭代器中的最后一个数据地址。

用上面提到的函数写一个程序演练一下吧：

 1 #include <iostream>2 #include <vector>3 4 using namespace std;5 6 int main()7 {8     vector<int>::iterator iter;9     vector<int>v1;
10     int a[] = {1,2,3,4};
11
12     //程序段1，练习assign(n,t)
13     v1.assign(3,2);
14     cout<<"vector 中的元素：";
15     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
16     {
17         cout<<*iter<<" ";
18     }
19     cout<<endl<<endl;
20
21     //程序段2，练习assign(beg,end)
22     v1.assign(a,a+4);
23     cout<<"vector 的长度是："<<v1.capacity()<<endl;
24     cout<<"vector 中的元素：";
25     for(int i = 0 ; i < 4 ; ++i)
26     {
27         cout<<v1.at(i)<<" ";
28     }
29     cout<<endl<<endl;
30
31     //程序段3，练习clear()函数和enpty()函数
32     v1.clear();
33     if(v1.empty())
34     {
35         cout<<"vector为空!!!"<<endl;
36     }
37
38     return 0;
39 }

运行结果：

小结：关于assign函数，对vector变量进行赋值，并且能够自动完成vector大小的修改。

v.insert(pos,elem)　　　　　　在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置（位置指传回地址值）。

v.insert(pos,n,elem)　　　　　　在pos位置插入在[beg,end)区间的数据。无返回值。

v.insert(pos,beg,end)　　　　在pos位置插入n个elem数据。无返回值。

v.erase(pos)　　　　　　　　　删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。

v.erase(beg,end)　　　　　　　删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。

看看vector中的元素的插入和删除操作吧：

 1 #include <iostream>2 #include <vector>3 4 using namespace std;5 6 int main()7 {8     int a[] = {2,3,4};9     vector<int> v1;
10     vector<int>::iterator iter;
11
12     //演示insert函数
13     v1.insert(0,1);
14     v1.insert(v1.begin()+1,a,a+3);
15     v1.insert(v1.begin()+4,2,5);
16     cout<<"vector中的数据 ：";
17     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
18     {
19         cout<<*iter<<" ";
20     }
21     cout<<endl<<endl;
22     //演示erase函数
23     v1.erase(v1.begin(),v1.begin()+2);
24     v1.erase(v1.begin()+1);
25     cout<<"vector中的数据 ：";
26     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; ++iter)
27     {
28         cout<<*iter<<" ";
29     }
30     cout<<endl<<endl;
31     return 0;
32 }

运行结果：

小结：注意插入和删除操作的pos参数用迭代器传入的。还要注意几种insert函数的返回值。

v.capacity() 　　　　返回容器中数据个数。

v.size()　　　　　　返回容器中实际数据的个数。

v.reserve()　　　　　保留适当的容量。

v.resize(num) 　　　重新指定队列的长度。

v.max_size() 　　返回容器中最大数据的数量。

 1 #include <iostream>2 #include <vector>3 4 using namespace std;5 6 int main()7 {8     vector<int> v1(4,1);9     vector<int>::iterator iter;
10     cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
11     cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
12     cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;
13
14     //使用reserve函数
15     v1.reserve(6);
16     cout<<endl;
17     cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
18     cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
19     cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;
20     cout<<"vector中的元素是 : ";
21     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
22     {
23         cout<<*iter<<" ";
24     }
25     cout<<endl<<endl;
26
27     //使用resize函数
28     v1.resize(6,2);
29     cout<<endl;
30     cout<<"vector的size的值 : "<<v1.size()<<endl;
31     cout<<"vector的capacity值 : "<<v1.capacity()<<endl;
32     cout<<"vector的max_size的值 : "<<v1.max_size()<<endl;
33     cout<<"vector中的元素是 : ";
34     for(iter = v1.begin() ; iter != v1.end() ; iter++)
35     {
36         cout<<*iter<<" ";
37     }
38     cout<<endl<<endl;
39     return 0;
40 }

输出结果:

小结：vector 的reserve增加了vector的capacity，但是它的size没有改变！而resize改变了vector的capacity同时也增加了它的size！这是因为：（1）reserve是为容器预留空间，但在空间内不真正创建元素对象，所以在没有添加新的对象之前，不能引用容器内的元素。加入新的元素时，要调用push_back()/insert()函数。（2）resize则是改变容器的大小，且在创建对象，因此，调用这个函数之后，就可以引用容器内的对象了，因此当加入新的元素时，用operator[]操作符，或者用迭代器来引用元素对象。此时再调用push_back()函数，是加在这个新的空间后面的。

c.rbegin()　　　　　　传回一个逆向队列的第一个数据。

c.rend()　　　　　　传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位置。

c.pop_back()　　　　删除最后一个数据。

c.push_back(elem) 　在尾部加入一个数据。

c.front()　　　　　　传回地一个数据。

c.back() 　　　　　　传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。

c1.swap(c2) 　　　　将c1和c2元素互换。

swap(c1,c2)　　　　同上操作。

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