【C++】一文带你走入vector

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-02-28 04:52 202阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、vector的介绍
 *  二、vector的常用接口说明
 *   *  2.1 vector的使用
     *  2.2 vector iterator的使用
     *  2.3 vector空间增长问题
     *  2.4 vector 增删查改
 *  三、总结

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> ヾ(๑╹◡╹)ﾉ" **人总要为过去的懒惰而付出代价**ヾ(๑╹◡╹)ﾉ"  
> ![在这里插入图片描述][9a411b31d2384786a5dcc9be64013912.png]

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## 一、vector的介绍 ##

[vector文档介绍][vector] 大部分的使用与string的使用类似  
vector类似于顺序表，是动态增长的数组。头文件：\#include < vector >

1.  vector是表示**可变大小数组**的序列容器。
2.  就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
3.  本质讲，vector使用动态分配数组来存储它的元素。当新元素插入时候，这个数组需要被重新分配大小为了增加存储空间。其做法是，分配一个新的数组，然后将全部元素移到这个数组。就时间而言，这是一个相对代价高的任务，因为每当一个新的元素加入到容器的时候，vector并不会每次都重新分配大小。
4.  vector分配空间策略：vector会分配一些额外的空间以适应可能的增长，因为存储空间比实际需要的存储空间更大。不同的库采用不同的策略权衡空间的使用和重新分配。但是无论如何，重新分配都应该是对数增长的间隔大小，以至于在末尾插入一个元素的时候是在常数时间的复杂度完成的。
5.  因此，vector占用了更多的存储空间，为了获得管理存储空间的能力，并且以一种有效的方式动态增长。
6.  与其它动态序列容器相比（deque, list and forward\_list），vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward\_list统一的迭代器和引用更好

## 二、vector的常用接口说明 ##

### 2.1 vector的使用 ###

![在这里插入图片描述][0070ebcfe3224a39a88835d5a87c63ec.png]  
vector可以存储任意类型的数据  
代码展示：

vector<int> v1;//可以是int类型，也可以是任意类型
    	v1.push_back(1);
    	v1.push_back(2);
    	v1.push_back(3);
    
    	vector<string> v2;//可以是string类型
    	v2.push_back("易烊千玺");
    	v2.push_back("王俊凯");
    	v2.push_back("王源");
    
    	vector<int> v3;
    	v3 = v1;
    
    	vector<double> v4(10, 1.2);//10个1.2进行初始化
    	//可以迭代器区间进行初始化
    	vector<string> v5(++v2.begin(), v2.end());
    	//从v2的第二个到最后一个，对v5进行初始化
    
    	string s = "hello world";
    	vector<char> v6(s.begin(), s.end());
    	//可以是任意类型的迭代器，不一定是自已类型的迭代器

注意：allocator是空间配置器，其实就是内存池。空间配置器也可以自己写。  
![在这里插入图片描述][09d1239a28d44887ab969378a8b4c4fa.png]

### 2.2 vector iterator的使用 ###

![在这里插入图片描述][d977eccaba3a46f2b02a0bc4f8a9d0d0.png]

**vector的遍历**

vector<int> v;
    	v.push_back(1);
    	v.push_back(2);
    	v.push_back(3);
    	v.push_back(4);
    	//vector的遍历
    	//1.[]
    	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
    	{
        
    		cout << v[i] << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	//2.迭代器
    	vector<int>::iterator it = v.begin();
    	while (it != v.end())
    	{
        
    		cout << *it << " ";
    		++it;
    	}
    	cout << endl;
    	//3.范围for
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;

### 2.3 vector空间增长问题 ###

![在这里插入图片描述][ef33b9ccd2954f9e95e4716e42570890.png]  
max\_size()  
![在这里插入图片描述][9886b604f02e4d119cf3b053b0df0ebf.png]

*  capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
 *  reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
 *  resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。（**开空间+初始化可以用resize()**）
 *  string 和 vector 删除数据时，是不会缩容的（capacity）

单次增容越多，增容次数越少，效率就越高，但是可能浪费空间越多。（如果知道要开多少空间可以用reverve()）

shrink\_to\_fit  
![在这里插入图片描述][d56dea12aca149ef8d424fdf19797c96.png]  
shink\_to\_fit会把容量变得和size一样，但是这个函数需要慎用，因为空间不是一部分还给操作系统，而是把所有空间都还给操作系统，重新开辟一块空间把数据放入。

### 2.4 vector 增删查改 ###

![在这里插入图片描述][d568163bdbfc4674ab91f8e52b2f079a.png]  
insert  
![在这里插入图片描述][9d905c575d064264a12d1126cbcf5bf0.png]  
vector是不支持下标插入的，只支持迭代器;string是支持下标插入的。  
vector是没有头插的，可以用insert进行头插。insert也支持尾插。【超过尾插就不可以了，就会越界访问，编译出现错误】

vector<int> v;
    	v.push_back(1);
    	v.push_back(2);
    	v.push_back(3);
    	v.push_back(4);
    	v.insert(v.begin(), -1);//相当于头插
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	v.insert(v.begin() + 5, 20);//相当于尾插
    	//v.insert(v.begin() + 7, 30);//这行代码，会报错
    	//此时一共有6个数据，如果在第8个位置插入是不可以的，不可以越界
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;

![在这里插入图片描述][5ff6c31032df47eb8561e9bd11d541d5.png]  
erase  
![在这里插入图片描述][b27399ce99c642a09667045f3fc0b637.png]  
注意：这里也是迭代器【注意：不能越界】

查找  
vector和list都没有查找函数，复用的是算法里面的find()函数  
![在这里插入图片描述][35d37bf83dce419787f1199fac199d7d.png]

find()函数支持一段迭代器区间找一个值，没有找到返回last.\[所以，是一个前闭后开区间\]；头文件是\#include < algorithm > 算法

删除3\->先找3这个位置->删除  
**代码展示：**

vector<int> v;
    	v.push_back(1);
    	v.push_back(2);
    	v.push_back(3);
    	v.push_back(4);
    	//查找
    	vector<int>::iterator pos = find(v.begin(), v.end(),3);
    	//auto pos = find(v.begin(), v.end(), 3);//这一种比较方便
    	if (pos != v.end())
    	{
        
    		cout << "找到了" << endl;
    		v.erase(pos);
    	}
    	else
    	{
        
    		cout << "没有找到" << endl;
    	}
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;

![在这里插入图片描述][a425e7cacfd84345ba61ec0e6b8fae5a.png]  
sort  
![在这里插入图片描述][87ee93d3ec3e49a7bef549f0b86e6d53.png]

*  sort对vector可以进行排序，对其他容器也可以进行排序，但是有的并不适合（list）
 *  sort默认是升序排序，如果想要降序，就需要仿函数【头文件\#include < functional >】  
    **代码展示**：

vector<int> v;
    	v.push_back(1);
    	v.push_back(0);
    	v.push_back(5);
    	v.push_back(8);
    	v.push_back(4);
    
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	//默认升序
    	sort(v.begin(), v.end());
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;
    	//仿函数，降序
    	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
    	for (auto e : v)
    	{
        
    		cout << e << " ";
    	}
    	cout << endl;

![在这里插入图片描述][4f9258d28657484381791ab721808b62.png]

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## 三、总结 ##

以上就是今天要讲的内容，本文详细的介绍了vector的使用，vector iterator的使用，vector空间增长问题，vector增删查改。希望给友友们带来帮助！

[9a411b31d2384786a5dcc9be64013912.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/856f716268ee4553aff358e8c4cfc13e.png
[vector]: https://cplusplus.com/reference/vector/vector/
[0070ebcfe3224a39a88835d5a87c63ec.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/fdf8ff679c1d4c898d668cd27ed4a318.png
[09d1239a28d44887ab969378a8b4c4fa.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/b6f43361a38f479d8d5d1cd738b393de.png
[d977eccaba3a46f2b02a0bc4f8a9d0d0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/b1a711bba0644658a1fabfb7c465942b.png
[ef33b9ccd2954f9e95e4716e42570890.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/fc30779cef554fbc8096687921acbb78.png
[9886b604f02e4d119cf3b053b0df0ebf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/9b022ec6b5f44d3693a64a7f23e58311.png
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[d568163bdbfc4674ab91f8e52b2f079a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/9cac8025466c4a3fada7d23ff9f261ea.png
[9d905c575d064264a12d1126cbcf5bf0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/c3a2f20fbe4242be81cbbcc227b703d3.png
[5ff6c31032df47eb8561e9bd11d541d5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/0c93f3c1c8174cd5a03e02bda1825114.png
[b27399ce99c642a09667045f3fc0b637.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/5c967d3cd01644299c73789124dfdc3f.png
[35d37bf83dce419787f1199fac199d7d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/115b7df9ba5a4155b43e085b58df88d0.png
[a425e7cacfd84345ba61ec0e6b8fae5a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/a614ca182b3c4c41b254448df0cfe6aa.png
[87ee93d3ec3e49a7bef549f0b86e6d53.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/207870e06d34426fa0ac2e6f802f235b.png
[4f9258d28657484381791ab721808b62.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/28/79e09074b66c4096960c0d78408945c3.png