vector是STL的动态数组,可以在运行中根据需要改变数组的大小。
因为它以数组的形式储存,所以它的内存空间是连续的。
vector的头文件为#include
常用方法:
1.vectora 创建一个动态数组a,a的默认初值为02.vector b(a) 将a中的元素复制到b中3.vetcor a(100) 将数组a的元素定义为100个,默认初始值为04.vector a(100,6) 定义100个值为6的元素5.vector a(10,"null") 定义10个值为null的元素6.vector a(10,"hello") 定义10个值为hello的元素7.vector b(a.begin(),a.end()) 将动态数组a的元素值复制到b中
vector概述
vector是种容器,类似数组一样,但它的size可以动态改变。vector的元素在内存中连续排列,这一点跟数组一样。这意味着我们元素的索引将非常快,而且也可以通过指针的偏移来获取vector中的元素。但连续排列也带来了弊端,当我们向vector中间插入一个数据时,整个vector的size变大,在内存中就需要重新分配空间,常规的做法是直接申请一个新的array,并将所有元素拷贝过去;但这么做的话,无疑太浪费时间,因此vector采用的做法是:vector会分配额外的空间,以适应size的动态增长。因此,包含同样数量元素的vector和数组相比,占用的空间会更大。而且在vector最后增加或者删除一个元素,消耗的时间是一个常数值,与vector的size无关。
与其他容器(deques、lists、forward_lists)相比,vector在获取元素和对最后一个元素的操作效率上更高;但对于中间元素的操作,性能则相对较差。
vector的使用
头文件
#include
创建vector对象
std::vectorvec1; // 空的vector,数据类型为intstd::vector vec2(4); // 4个值为0的vectorstd::vector vec3 (4,10); // 4个值为10的vector [10 10 10 10]std::vector vec4 (vec3.begin(),vec3.end()); // [10 10 10 10]std::vector vec5 (vec3); // [10 10 10 10]std::vector vec6 = {10, 20, 30, 40}; // [10 20 30 40]
属性及操作
具体使用方法
Iterators
Iterators使用方式比较简单,下面的程序也很直观的展现了它们的用法。其中it3和it4在for中使用auto来定义,使用更加方便。
#include#include using namespace std;int main() { vector vec0; for (int i = 0; i < 10; ++i) { vec0.push_back(i); //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] } vector ::iterator it1; for (it1 = vec0.begin(); it1 != vec0.end(); ++it1) { cout << ' ' << *it1 << endl; //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] } vector ::reverse_iterator it2; for (it2 = vec0.rbegin(); it2 != vec0.rend(); ++it2) { cout << ' ' << *it2 << endl; //[9,8,7,6,5,4,3,2,1,0] } for (auto it3 = vec0.cbegin(); it3 != vec0.end(); ++it3) { cout << ' ' << *it3 << endl; //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] } for (auto it4 = vec0.crbegin(); it4 != vec0.crend(); ++it4) { cout << ' ' << *it4 << endl; //[9,8,7,6,5,4,3,2,1,0] } return 0;}
如果是vec0.begin()+1,则表示从第二个元素开始。
Capacity
Capacity中的几个函数,从描述上看有点模糊,下面我们具体解释一下。
size返回的是当前vector中有多少元素; max_size返回的是最大可用的数据量,这跟实际的硬件有关,但也并不是所有的内存空间都可用,比如下面程序中的运行的内存大x小为32GByte,但返回的结果是4GByte; capacity是当前vector分配的可以容纳的元素个数,下面的代码中,vec0可以容纳13个元素,但仅包含了size(即10)个元素,还有3个元素可以放进去,当再放入超过3个元素后,vec0就会被重新分配空间;所以,capacity始终大于等于size;
resize把容器改为容纳n个元素。调用resize之后,size将会变为n;其中n又分了三种情况,当n
empty比较简单,当vector为空时,返回1,不为空返回0;
shrink_to_fit,去掉预留的空间,capacity与size保持一致
#include#include using namespace std;int main() { vector vec0; cout << "vec0 empty status:" << vec0.empty() << endl; // 1 for (int i = 0; i < 10; ++i) { vec0.push_back(i); //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] } cout << "vec0 empty status:" << vec0.empty() << endl; // 0 //---------------Capacity-------------------------- cout << "vec0 size:" << vec0.size() << endl; //10 cout << "vec0 max size:" << vec0.max_size() << endl; //1073741823 = 4GByte cout << "vec0 capacity:" << vec0.capacity() << endl; //13 vec0.resize(20); cout << "new size:" << vec0.size() << " new capacity:" << vec0.capacity() << endl; //20 20 vec0.resize(5); cout << "new size:" << vec0.size() << " new capacity:" << vec0.capacity() << endl; // 5 20 vec0.shrink_to_fit(); cout << "new size:" << vec0.size() << " new capacity:" << vec0.capacity() << endl; // 5 5 return 0;}
reserve用来指定vector的预留空间,在上面的代码中,没有resize前capacity是值为13,但我们可以提前指定vector的容量。
#include#include using namespace std;int main() { //---------------reserve----------------------------- std::vector vec0; int sz; sz = vec0.capacity(); std::cout << "making vec0 grow:n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { vec0.push_back(i); if (sz != vec0.capacity()) { sz = vec0.capacity(); std::cout << "capacity changed: " << sz << 'n'; } } std::vector vec1; sz = vec1.capacity(); vec1.reserve(100); // this is the only difference with vec0 above std::cout << "making vec1 grow:n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { vec1.push_back(i); if (sz != vec1.capacity()) { sz = vec1.capacity(); std::cout << "capacity changed: " << sz << 'n'; } } return 0;}
打印结果为:
making vec0 grow:capacity changed: 1capacity changed: 2capacity changed: 3capacity changed: 4capacity changed: 6capacity changed: 9capacity changed: 13capacity changed: 19capacity changed: 28capacity changed: 42capacity changed: 63capacity changed: 94capacity changed: 141making vec1 grow:capacity changed: 100
Element access
vector元素获取的使用方法也比较简单,下面的代码可以很好的展示:
vectorvec0;for (int i = 0; i < 10; ++i) { vec0.push_back(i); //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]}for (unsigned int i = 0; i < vec0.size(); ++i) { cout << vec0.at(i) << endl; //[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] } cout << "front element:" << vec0.front() << endl; //0 cout << "back element:" << vec0.back() << endl; //9 vector vec1(5); // [0,0,0,0,0] int *p = vec1.data(); // vec1 must not be empty for (unsigned int i = 0; i < vec1.size(); ++i) { *p = i; ++p; } for (unsigned int i = 0; i < vec1.size(); ++i) { cout << vec1[i] << endl; // [0,1,2,3,4] }
Modifiers
assign主要有三种用法,如下面的demo所示:
vectorvec1;vector vec2;vector vec3;vec1.assign(5, 10); //[10,10,10,10,10]vector ::iterator it;it = vec1.begin() + 1;vec2.assign(it, vec1.end() - 1); //[10,10,10]int arr[] = { 10,20,30,40};vec3.assign(arr, arr + 4); //[10,20,30,40]
push_back和pop_back用法比较简单
vec0.push_back(55);cout << "Last element:" << vec0.back() << " size: " << vec0.size()<< endl; //55 11vec0.pop_back();cout << "Last element:" << vec0.back() << " size: " << vec0.size() << endl; //9 10
在vector中,有插入元素功能的函数有四个:push_back、insert、emplace和emplace_back,其中push_back上面讲了,emplace_back是在C++11中引入的,用法跟push_back完全一样,都是在vector的最后插入一个元素。
vec3.emplace_back(100);
那为什么要引入一个用法完全一样的函数?因为它们的底层实现方式不同,push_back向容器尾部添加元素时,然后再将这个元素拷贝或者移动到容器中(如果是拷贝的话,事后会自行销毁先前创建的这个元素);而 emplace_back 在实现时,则是直接在容器尾部创建这个元素,省去了拷贝或移动元素的过程。
insert和emplace(C++11中引入)都可以向vector中间插入元素,但insert可以插入多个元素,emplace一次只能插入一个元素。
insert有三种用法:
在指定位置loc前插入值为val的元素,返回指向这个元素的迭代器,在指定位置loc前插入num个值为val的元素在指定位置loc前插入区间[start, end)的所有元素
// method1vectorvec1;int arr[] = { 1,2,3,4,5 };vec1.insert(vec1.begin(), arr, arr + 5); //[1,2,3,4,5]// method2vector vec2(vec1); vector ::iterator it = vec1.begin() + 2;vec1.insert(it, 3, 20); // [1,2,20,20,20,3,4,5]// method3vector vec3(3, 40);vector ::iterator it2 = vec2.begin();vec2.insert(it2, vec3.begin(), vec3.end()); // [40,40,40,1,2,3,4,5]
emplace的使用方式为:
iterator emplace (const_iterator pos, args...);
vectorvec0{1,2,3};vec0.emplace(vec0.begin()+2,10); //[1,2,10,3]
若都是插入一个元素的情况下,该使用哪个函数呢?当然是C++11中新引入的emplace,emplace在插入元素时,在指定位置直接构造元素,而insert是生成元素,再将其赋值或移动到容器中。
vector中有三种可以删除元素的操作,第一种就是我们上面讲到的pop_back,删除最后一个元素,无返回值;第二种是clear,将容器清空,size变为0,无返回值;第三种是erase,通过迭代器来删除元素,可以删除一个元素,也可以删除某个范围内的元素,返回下一个位置的迭代器。
vectorvec0{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//for (int i = 0; i < 4; ++i) {// vec0.pop_back();//}vec0.erase(vec0.begin() + 3); // [1,2,3,5,6,7,8,9,10]vec0.erase(vec0.begin(), vec0.begin() + 5); // [7,8,9,10]//vec0.clear();
swap的用法也比较简单,就是交换两个vector的内容
vectorvec1{ 1,2,3,4,5 };vector vec2{ 10,20,30 };vec1.swap(vec2);
Allocator
get_allocator用的不是特别多,我们把使用方法讲一下。
vectormyvector;int * p;unsigned int i;// 使用Allocator为数组分配5个元素的空间p = myvector.get_allocator().allocate(5);for (i=0; i<5; i++) myvector.get_allocator().construct(&p[i],i);std::cout << "The allocated array contains:";for (i=0; i<5; i++) std::cout << ' ' << p[i]; //[0,1,2,3,4]for (i=0; i<5; i++) myvector.get_allocator().destroy(&p[i]);myvector.get_allocator().deallocate(p,5);
二维数组
上面我们讲的,都相当于是一维数组,vector还支持二维数组,但这种二维数组是通过嵌套的方式来实现,并不像Python或者Matlab的矩阵那么直观。
vector> arr(3);for (int i = 0; i < 3; ++i) { arr[i].resize(3); //3x3 array}for (int i = 0; i < 3; ++i) for (int k = 0; k < 3; ++k) arr[i][k] = i * k; // 赋值arr.resize(4); // 二维数组包含4个变量arr[2].resize(5); // 第3个变量包含5个变量
常用操作:
1.a.push_back(100) 在尾部加入一个值为100的元素2.a.size() 返回数组中元素的个数3.bool isEmpty=a.empty() 判断a是否为空,若为空返回true,若不为空则返回false4.cout<排序函数
C/C++中自带有排序函数sort,位于头文件stdlib.h中,可以实现快速排序(此处说的快速是指编写程序快速,并非排序算法中的快速排序),具体用法为:
sort(a,a+len(a));//将数组a按照默认升序排列
sort(a,a+len(a),cmp);//将数组a按照cmp函数指定的规则排列,例如如下的为降序规则bool cmp(int para1,int para2){ return a>b;}C/C++中定义了vector容器,位于头文件vector中,这是一种类似链表的结构,可以实现动态增长和删除,简单用法如下。
几种vector声明:vectorvec1; //定义空的vectorvectorvec2(10); //产生大小为10的vectorvectorvec3(10,-1); //产生大小为10,并且每个元素都是-1的vectorvectorvec4(v3); //用一个vector产生一个vecotr尾部插入元素: vec.push_back(a);尾部删除元素: vec.pop_back(a);插入元素: vec.insert(vec.begin()+i,a);在第i+1个元素前面插入a;删除元素: vec.erase(vec.begin()+2);删除第3个元素vec.erase(vec.begin()+i,vec.end()+j);删除区间[i,j-1];区间从0开始向量大小: vec.size();清空: vec.clear();实用迭代器访问元素:vector::iterator ita; //声明一个迭代器int i=0;for(ita=v1.begin(), i=0;ita != v1.end();i++,ita++){}//v1.begin()指向v1的第一个元素,v1.end()指向最后元素的下一位置。