STL——vector的使用(快速入门详细）
目录
前言
一、基本知识
二、使用
2.1vector定义
2.2迭代器
2.3空间管理
2.4增删查改
2.4.1尾插尾删
2.4.2插入删除
2.4.3[ ]、swap、assign
2.4.4find
总结
前言
本篇文章目的是为了快速掌握vector的使用，这里对常用的进行演示助于理解，其它的也会给出。
一、基本知识
1、向量是表示可变大小数组的序列容器。
2、与数组一样，向量使用连续的存储位置来存放其元素，这意味着其元素也可以通过常规指针的偏移量来访问，并且访问效率与数组一样高。但与数组不同的是，向量的大小可以动态改变，其存储空间由容器自动处理。
3、在内部，向量使用动态分配的数组来存储其元素。当向容器中插入新元素时，此数组可能需要重新分配以增大容量，这意味着要分配一个新的数组并将所有元素移动到新数组中。从处理时间来看，这是一项相对昂贵的任务，因此向量不会在每次向容器添加元素时都进行重新分配。
相反，向量容器可能会分配一些额外的存储空间以适应可能的增长，因此容器的实际容量可能大于严格容纳其元素所需的存储空间（即其大小）。库可以实现不同的增长策略来平衡内存使用和重新分配，但在任何情况下，重新分配都应仅在大小的对数增长间隔发生，以便向量末尾插入单个元素的操作能够提供摊还常量时间复杂度（参见 push_back）。
因此，与数组相比，向量会消耗更多的内存，以换取能够高效地管理存储空间并动态增长的能力。
与动态序列容器中的其他类型（双端队列、列表和前向列表）相比，向量在访问其元素方面非常高效（就像数组一样），并且在向其末尾添加或删除元素方面相对高效。对于在末尾以外的位置插入或删除元素的操作，它们的表现不如其他类型，并且其迭代器和引用的稳定性不如列表和前向列表。
二、使用
2.1vector定义
| (constructor)构造函数声明 | 接口说明 |
| vector()（重点） | 无参构造 |
| vector（size_type n, const value_type& val = value_type()） | 构造并初始化n个val |
| vector (const vector& x); （重点） | 拷贝构造 |
| vector (InputIterator first, InputIterator last); | 使用迭代器进行初始化构造 |
| vector& operator= (const vector& x); | 赋值构造 |
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{vector<int> AA;//无参初始化vector<int> BB(5,1);//初始化5个1vector<int> CC(BB);//拷贝构造AA = CC;//赋值构造AAint data[] = { 1,2,3,4,5 };vector<int> DD(data,data+sizeof(data)/sizeof(int));//使用迭代器初始化数据datavector<int>::iterator it = DD.begin();//迭代器访问数据while (it != DD.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;return 0;
}2.2迭代器
| iterator的使用 | 接口说明 |
| begin + end（重点） | 获取第一个数据位置的iterator/const_iterator， 获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator |
| rbegin + rend | 获取最后一个数据位置的reverse_iterator，获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator |
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{int data[] = { 1,2,3,4,5 };vector<int> DD(data, data + sizeof(data) / sizeof(int));//使用迭代器初始化数据datavector<int>::iterator it = DD.begin();//正向迭代器while (it != DD.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;vector<int>::reverse_iterator il = DD.rbegin();//反向迭代器while (il != DD.rend()){cout << *il << " ";++il;}cout << endl;return 0;
}2.3空间管理
| 容量空间 | 接口说明 |
| size | 获取数据个数 |
| capacity | 获取容量大小 |
| empty | 判断是否为空 |
| resize（重点） | 改变vector的size |
| reserve （重点） | 改变vector的capacity |
reserve(n)是一个用于预分配容器内存空间的成员函数，其作用是确保容器的 “容量（capacity）” 至少为n，但不会改变容器中实际存储的元素数量（size），当调用reserve(n)时，若传入的n（即目标 reserve 值）小于容器当前的容量（current capacity），其行为会因编程语言 / 容器的设计规则不同而有显著差异，核心逻辑可分为 “不操作” 和 “可能收缩容量” 两类，
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{int data[] = { 1,2,3,4,5 };vector<int> DD(data, data + sizeof(data) / sizeof(int));//使用迭代器初始化数据datacout << DD.capacity() << endl;//获取DD容量大小cout << DD.size() << endl;//获取DD元素个数cout << DD.empty() << endl;//判断是否为空for (auto e : DD){cout << e << " ";}cout << endl;DD.resize(3);//设置当前容量大小为大于等于3，元素数量为3DD.resize(6, 1);//设置当前容量大于等于6，元素数量为6，多的部分初始化为1cout << DD.capacity() << endl;//获取DD容量大小cout << DD.size() << endl;//获取DD元素个数for (auto e : DD){cout << e << " ";}cout << endl;DD.reserve(2);//设置空间容量为2，此时小于原来容量，根据扩容机制的不同可能会不变或者进行缩减cout << DD.capacity() << endl;//获取DD容量大小cout << DD.size() << endl;//获取DD元素个数for (auto e : DD){cout << e << " ";}cout << endl;DD.reserve(10);//设置空间容量为10,根据扩容机制的不容可能会大于等于10cout << DD.capacity() << endl;//获取DD容量大小cout << DD.size() << endl;//获取DD元素个数for (auto e : DD){cout << e << " ";}return 0;
}2.4增删查改
| vector增删查改 | 接口说明 |
| push_back（重点） | 尾插 |
| pop_back （重点） | 尾删 |
| find | 查找。（注意这个是算法模块实现，不是vector的成员接口） |
| insert | 在position之前插入val |
| erase | 删除position位置的数据 |
| swap | 交换两个vector的数据空间 |
| operator[] （重点） | 像数组一样访问 |
| assign | 为向量分配新内容，替换其当前内容，并相应地修改其大小 |
2.4.1尾插尾删
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{vector<int> A;A.push_back(1);//尾插1A.push_back(2);//尾插2A.push_back(3);//尾插3A.push_back(4);//尾插4A.push_back(5);//尾插5A.pop_back();//尾删A.pop_back();//尾删A.pop_back();//尾删for (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}2.4.2插入删除
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{vector<int> A;int arr[] = { 2,3,4 };A.insert(A.begin(),0);//头插0A.insert(A.begin()+1, 3, 1);//在下标1前插入3个1A.insert(A.begin() + 4, arr,arr+3);//在下标4前插入arrfor (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;A.erase(A.begin());//头删A.erase(A.begin(), A.begin() + 3);//删除区间3个元素for (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}2.4.3[ ]、swap、assign
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{int arr[] = { 2,3,4 };vector<int> A(arr, arr + 3);for (size_t i = 0; i < A.size(); i++){cout << A[i] << " ";//[]访问元素，同样可以在这里修改}swap(A[0],A[2]);for (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;A.assign(5, 1);//数据变为5个1for (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;A.assign(arr, arr + 3);//数据变为arrfor (auto e : A){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}2.4.4find
注意：这个函数是在algorithm算法库里。
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{int a[] = { 1,2,3,4 };vector<int> v(a, a + 4);//删除3，但是不知道3在什么地方vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(), 3);if (pos != v.end()){v.erase(pos);}for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}注意，这里涉及到迭代器失效的问题，例如下面是一个删除所有3的一个代码：
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{int a[] = { 1,3,2,3,4,3 };vector<int> v(a, a + 6);//删除所有的3//这里崩溃了，涉及到了迭代器失效的问题，如果每次都重头找的话不涉及迭代器的失效问题，但是效率就有一些低vector<int>::iterator pos = find(v.begin(),v.end(),3);while (pos != v.end()){v.erase(pos);pos=find(pos+1, v.end(), 3);}for (auto e : v){cout << e << " ";}return 0;
}这里删除pos后，空间被释放，而pos也就成了野指针，后续pos+1则找不到。
改正后：
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{int a[] = { 1,3,2,3,4,3 };vector<int> v(a, a + 6);vector<int>::iterator pos = find(v.begin(),v.end(),3);while (pos != v.end()){pos = v.erase(pos);pos = find(pos, v.end(), 3);}for (auto e : v){cout << e << " ";}return 0;
}erase返回的是下一个元素的迭代器，所以这里就可以这么写。
总结
要注意迭代器失效的问题