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【C++/STL】vector基本介绍

news 2025/8/2 8:07:18

vector的介绍及使用

介绍
1.vector表示可变大小数组的序列容器。
2.vector像数组一样采用连续的存储空间来存储数据，意味着可以采用下标对vector的元素进行访问。它的大小可以动态改变且会被容器自动处理。
3.vector的底层实现采用动态分配数组内存来存储它的元素。当新元素插入时，可能需要重新分配并增加存储空间。做法为：分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组中，时间开销较大，所以当容器中添加新元素时，vector并不会每次都重新分配大小。
4.分配策略为：vector会额外分配一些空间以适应可能的增长。不同的库采用不同的策略来权衡空间的使用和重新分配。
5.与其他容器相比，vector在访问元素时更高效，在末尾删除或添加元素时更高效。
使用
vector的文档介绍
以下是需要重点掌握的接口：

vector的定义

1.vector()      无参构造
2.vector(size_type n, const value_type& val = value_type()) 构造并初始化n个val
3. vector(const vector& x)   拷贝构造
4. vector(InputIterator first，InputIterator last)  使用迭代器进行初始化构造

vector iterator的使用
1.begin+end
获取第一个数据位置或最后一个数据的下一个位置iterator/const_iterator
（迭代器区间为左闭右开）
2.rbegin+rend
获取最后一个数据位置或第一个数据的前一个位置reverset_iterator
在这里插入图片描述
vector空间增长问题

resize reserve

vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。reserve只负责开辟空间，确定知道要用多少空间时更高效。resize在开空间的同时会进行初始化，影响size。
//在两种环境下测试vector的默认扩容机制
在这里插入图片描述

若已知大概空间大小，用reserve提高效率

vector增删查改

在这里插入图片描述

vector迭代器失效问题（重难点）

迭代器的主要作用是让算法能不用关心底层数据结构，迭代器底层实际就是一个指针，或者说是对指针进行了封装。 vector的迭代器就是原生态指针T*，则迭代器失效实际就是迭代器底层对应指针所指向的空间被销毁了，而是用一块已经被释放的空间，造成的后果就是程序崩溃（若继续使用已经失效的迭代器，程序可能会崩溃）。

在这里插入图片描述
vector可能会导致其迭代器失效的操作有：
1.会引起其底层空间改变的操作(如扩容)，都有可能是迭代器失效，比如：resize、reserve、insert、assign、push_back等.

int main()
{vector<int> v{ 2,4,6,8,9,5 };vector<int>::iterator it = v.begin();v.resize(100, 6);v.reserve(150);v.insert(v.begin(), 0);v.push_back(8);v.assign(100, 7);return 0;
}

扩容会使旧空间被释放掉，而在打印时，it还使用的是释放之间的旧空间，在对it迭代器操作时，实际操作的是一块已经被释放的空间，而引起代码运行时崩溃。
解决方式：在以上操作完成之后，如果想要继续通过迭代器操作vector中的元素，只需给it重新
赋值即可。
2.指定位置元素的删除操作–erase
在这里插入图片描述
erase删除pos位置元素后，pos位置之后的元素会往前搬移，没有导致底层空间的改变，理论上讲迭代器不应该会失效，但是：如果pos刚好是最后一个元素，删完之后pos刚好是end的位置，而end位置是没有元素的，那么pos就失效了。因此删除vector中任意位置上元素时，vs就认为该位置迭代器失效了。
3. Linux下，g++编译器对迭代器失效的检测并不是非常严格，处理也没有vs下极端。
比如：
在这里插入图片描述

以上程序可正常运行：

erase删除的迭代器如果是最后一个元素，删除之后it已经超过end，此时迭代器是无效的，++it导致程序崩溃。
从上述例子中可以看到：SGI STL中，迭代器失效后，代码并不一定会崩溃，但是运行结果肯定不
对，如果it不在begin和end范围内，一定会崩溃。
4. 与vector类似，string在插入+扩容操作+erase之后，迭代器也会失效。

#include <string>
void TestString() 
{string s("hello");auto it = s.begin();// 放开之后代码会崩溃，因为resize到20会string会进行扩容// 扩容之后，it指向之前旧空间已经被释放了，该迭代器就失效了// 后序打印时，再访问it指向的空间程序就会崩溃//s.resize(20, '!');while (it != s.end()){cout << *it;++it;}cout << endl;it = s.begin();while (it != s.end()){it = s.erase(it);// 按照下面方式写，运行时程序会崩溃，因为erase(it)之后// it位置的迭代器就失效了// s.erase(it); //++it;}
}