STL vector 容器介绍

�q�梦新媄 — Wed, 23 Jun 2010 05:56:00 GMT

介绍

�q�篇文章的目的是��Z��介绍std::vector�Q�如何恰当地使用它们的成员函数等操作。本文中�q�讨��Z��条�g函数和函数指针在�q�代��法中��用，如在remove_if()�?/span>for_each()中的使用。通过阅读�q�篇文章读者应该能够有效地使用vector容器�Q�而且应该不会再去使用C�c�d��的动态数�l�了�?/span>

Vector总览

vector�?/span>C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据�l�构和算法的模板�c�d��函数库�?/span>vector之所以被认�ؓ是一个容器，是因为它能够像容器一样存攑֐��U�类型的对象�Q�简单地��_��vector是一个能够存放�Q意类型的动态数�l�，能够增加和压�~�数据�?/span>

��Z��可以使用vector�Q�必��d��你的头文件中包含下面的代码：

#include

vector属于std命名域的�Q�因此需要通过命名限定�Q�如下完成你的代码：

using std::vector;

vector<int> vInts;

或者连在一��P��使用全名�Q?/span>

std::vector<int> vInts;

��使用全局的命名域方式�Q?/span>

using namespace std;

在后面的操作中全局的命名域方式会造成一些问题�?/span>vector容器提供了很多接口，在下面的表中列出vector的成员函数和操作�?/span>

Vector成员函数

函数	表述
c.assign(beg,end) c.assign(n,elem)	��?/span>[beg; end)区间中的数据赋值给c�?/span> ��?/span>n�?/span>elem的拷贝赋值给c�?/span>
c.at(idx)	传回索引idx所指的数据�Q�如�?/span>idx��界�Q�抛�?/span>out_of_range�?/span>
c.back()	传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在�?/span>
c.begin()	传回�q�代器重的可一个数据�?/span>
c.capacity()	�q�回容器中数据个数�?/span>
c.clear()	�U�除容器中所有数据�?/span>
c.empty()	判断容器是否为空�?/span>
c.end()	指向�q�代器中的最后一个数据地址�?/span>
c.erase(pos) c.erase(beg,end)	删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置�?/span> 删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置�?/span>
c.front()	传回��C��个数据�?/span>
get_allocator	使用构造函数返回一个拷贝�?/span>
c.insert(pos,elem) c.insert(pos,n,elem) c.insert(pos,beg,end)	�?/span>pos位置插入一�?/span>elem拯��Q�传回新数据位置�?/span> �?/span>pos位置插入n�?/span>elem数据。无�q�回倹{�?/span> �?/span>pos位置插入�?/span>[beg,end)区间的数据。无�q�回倹{�?/span>
c.max_size()	�q�回容器中最大数据的数量�?/span>
c.pop_back()	删除最后一个数据�?/span>
c.push_back(elem)	在尾部加入一个数据�?/span>
c.rbegin()	传回一个逆向队列的第一个数据�?/span>
c.rend()	传回一个逆向队列的最后一个数据的下一个位�\|��?/span>
c.resize(num)	重新指定队列的长度�?/span>
c.reserve()	保留适当的容量�?/span>
c.size()	�q�回容器中实际数据的个数�?/span>
c1.swap(c2) swap(c1,c2)	��?/span>c1�?/span>c2元素互换�?/span> 同上操作�?/span>
vector c vector c1(c2) vector c(n) vector c(n, elem) vector c(beg,end) c.~ vector ()	创徏一个空�?/span>vector�?/span> 复制一�?/span>vector�?/span> 创徏一�?/span>vector�Q�含�?/span>n个数据，数据均已�~�省构造��?/span>�?/span> 创徏一个含�?/span>n�?/span>elem拯��?/span>vector�?/span> 创徏一个以[beg;end)区间�?/span>vector�?/span> 销毁所有数据，释放内存�?/span>

Vector操作

函数	描述
operator[]	�q�回容器中指定位�\|�的一个引用�?/span>

创徏一�?/span>vector

vector容器提供了多�U�创建方法，下面介绍几种常用的�?/span>

创徏一�?/span>Widget�c�d��的空�?/span>vector对象�Q?/span>

vector vWidgets;

// ------

// |

// |- Since vector is a container, its member functions

// operate on iterators and the container itself so

// it can hold objects of any type.

创徏一个包�?/span>500�?/span>Widget�c�d��数据�?/span>vector�Q?/span>

vector vWidgets(500);

创徏一个包�?/span>500�?/span>Widget�c�d��数据�?/span>vector�Q��ƈ且都初始化�ؓ0�Q?/span>

vector vWidgets(500, Widget(0));

创徏一�?/span>Widget的拷贝：

vector vWidgetsFromAnother(vWidgets);

�?/span>vector��d��一个数�?/span>

vector��d��数据的缺省方法是push_back()�?/span>push_back()函数表示��数据添加到vector的尾部，�q�按需要来分配内存。例如：�?/span>vector中添�?/span>10个数据，需要如下编写代码：

for(int i= 0;i<10; i++)

vWidgets.push_back(Widget(i));

获取vector中制定位�|�的数据

很多时候我们不必要知道vector里面有多��数据，vector里面的数据是动态分配的�Q��?/span>push_back()的一�p�d��分配�I�间常常军_��于文件或一些数据源。如果你想知�?/span>vector存放了多��数据，你可以��?/span>empty()。获�?/span>vector的大��，可以使用size()。例如，如果你想获取一�?/span>vector v的大��，但不知道它是否�ؓ�I�，或者已�l�包含了数据�Q�如果�ؓ�I�想讄��?/span>-1�Q�你可以使用下面的代码实玎ͼ�

int nSize = v.empty() ? -1 : static_cast<int>(v.size());

讉K��vector中的数据

使用两种�Ҏ��来访�?/span>vector�?/span>

1�?span> vector::at()

2�?span> vector::operator[]

operator[]主要是�ؓ了与C语言�q�行兼容。它可以�?/span>C语言数组一��h��作。但at()是我们的首选，因�ؓat()�q�行了边界检查，如果讉K��过�?/span>vector的范��_��抛��Z��个例外。由�?/span>operator[]�Ҏ��造成一些错误，所有我们很��用它，下面�q�行验证一下：

分析下面的代码：

vector<int> v;

v.reserve(10);

for(int i=0; i<7; i++)

v.push_back(i);

try

{

int iVal1 = v[7]; // not bounds checked - will not throw

int iVal2 = v.at(7); // bounds checked - will throw if out of range

}

catch(const exception& e)

{

cout << e.what();

}

我们使用reserve()分配�?/span>10�?/span>int型的�I�间�Q�但�q�不没有初始化。如下图所�C�：

你可以在�q�个代码中尝试不同条�Ӟ��观察它的�l�果�Q�但是无��Z��时��?/span>at()�Q�都是正��的�?/span>

删除vector中的数据

vector能够非常�Ҏ��地添加数据，也能很方便地取出数据�Q�同�?/span>vector提供�?/span>erase()�Q?/span>pop_back()�Q?/span>clear()来删除数据，当你删除数据的时候，你应该知道要删除��N��的数据，或者是删除所有数据，�q�是个别的数据。在考虑删除�{�操作之前让我们静下来考虑一下在STL中的一些应用�?/span>

Remove_if()��法

现在我们考虑操作里面的数据。如果要使用remove_if()�Q�我们需要在头文件中包含如下代码�Q�：

#include

Remove_if()有三个参敎ͼ�

1�?span> iterator _First�Q�指向第一个数据的�q�代指针�?/span>

2�?span> iterator _Last�Q�指向最后一个数据的�q�代指针�?/span>

3�?span> predicate _Pred�Q�一个可以对�q�代操作的条件函数�?/span>

条�g函数

条�g函数是一个按照用户定义的条�g�q�回是或否的�l�果�Q�是最基本的函数指针，或者是一个函数对象。这个函数对象需要支持所有的函数调用操作�Q�重�?/span>operator()()操作�?/span>remove_if()是通过unary_function�l�承下来的，允许传递数据作为条件�?/span>

例如�Q�假如你想从一�?/span>vector中删除匹配的数据�Q�如果字串中包含了一个��|��从这个值开始，从这个值结束。首先你应该建立一个数据结构来包含�q�些数据�Q�类��g��码如下：

#include

enum findmodes

{

FM_INVALID = 0,

FM_IS,

FM_STARTSWITH,

FM_ENDSWITH,

FM_CONTAINS

};

typedef struct tagFindStr

{

UINT iMode;

CString szMatchStr;

} FindStr;

typedef FindStr* LPFINDSTR;

然后处理条�g判断�Q?/span>

class FindMatchingString

: public std::unary_functionbool>

{

public:

FindMatchingString(const LPFINDSTR lpFS) : m_lpFS(lpFS) {}

bool operator()(CString& szStringToCompare) const

{

bool retVal = false;

switch(m_lpFS->iMode)

{

case FM_IS:

{

retVal = (szStringToCompare == m_lpFDD->szMatchStr);

break;

}

case FM_STARTSWITH:

{

retVal = (szStringToCompare.Left(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())

== m_lpFDD->szWindowTitle);

break;

}

case FM_ENDSWITH:

{

retVal = (szStringToCompare.Right(m_lpFDD->szMatchStr.GetLength())

== m_lpFDD->szMatchStr);

break;

}

case FM_CONTAINS:

{

retVal = (szStringToCompare.Find(m_lpFDD->szMatchStr) != -1);

break;

}

return retVal;

}

private:

LPFINDSTR m_lpFS;

};

通过�q�个操作你可以从vector中有效地删除数据�Q?/span>

// remove all strings containing the value of

// szRemove from vector vs.

FindStr fs;

fs.iMode = FM_CONTAINS;

fs.szMatchStr = szRemove;

vs.erase(std::remove_if(vs.begin(), vs.end(), FindMatchingString(&fs)), vs.end());

Remove_if()能做什么？

你可能会疑惑�Q�对于上面那个例子在调用remove_if()的时候还要��?/span>erase()呢？�q�是因�ؓ大家�q�不熟悉STL中的��法�?/span>Remove(),remove_if()�{�所有的�U�d��操作都是建立在一个�P代范围上的，那么不能操作容器中的数据。所以在使用remove_if()�Q�实际上操作的时容器里数据的上面的。思考上面的例子�Q?/span>

1�?span> szRemove = “o”.

2�?span> vs见下面图表中的显�C��?br>

观察�q�个�l�果�Q�我们可以看�?/span>remove_if()实际上是�Ҏ��条�g对�P代地址�q�行了修改，在数据的后面存在一些残余的数据�Q�那些需要删除的数据。剩下的数据的位�|�可能不是原来的数据�Q�但他们是不知道的�?/span>

调用erase()来删除那些残余的数据。注意上面例子中通过erase()删除remove_if()的结果和vs.enc()范围的数据�?/span>

压羃一个臃肿的vector

很多时候大量的删除数据�Q�或者通过使用reserve()�Q�结�?/span>vector的空间远�q�大于实际需要的。所有需要压�~?/span>vector到它实际的大��?/span>resize()能够增加vector的大��?/span>Clear()仅仅能够改变�~�存的大��，所有的�q�些对于vector释放内存�{�九非常重要了。如何来解决�q�些问题呢，让我们来操作一下�?/span>

我们可以通过一�?/span>vector创徏另一�?/span>vector。让我们看看�q�将发生什么。假定我们已�l�有一�?/span>vector v�Q�它的内存大��ؓ1000�Q�当我们调用size()的时候，它的大小仅�ؓ7。我们浪费了大量的内存。让我们在它的基��上创��Z��?/span>vector�?/span>

std::vector vNew(v);

cout << vNew.capacity();

vNew.capacity()�q�回的是7。这说明新创建的只是�Ҏ��实际大小来分配的�I�间。现在我们不想释�?/span>v�Q�因为我们要在其它地方用到它�Q�我们可以��?/span>swap()��?/span>v�?/span>vNew互相交换一下？

vNew.swap(v);

cout << vNew.capacity();

cout << v.capacity();

有趣的是�Q?/span>vNew.capacity()�?/span>1000�Q?/span>�?/span>v.capacity()�?/span>7�?/span>

现在是达到我的目的了�Q�但是�ƈ不是很好的解��x��法，我们可以像下面这么写�Q?/span>

std::vector(v).swap(v);

你可以看到我们做了什么？我们创徏了一个��时变量代曉K��个命名的�Q�然后��?/span>swap(),�q�样我们��去掉了不必要的�I�间�Q�得到实际大��的v�?/span>

�l�论

我希望这个文档可以给那些使用STL vector容器的开发者很有�h值的参考。我也希望通过阅读�q�篇文章你可以放心地使用vector来代�?/span>C语言中的数据了�?/span>

参�?/span>

Plauger, P.J. Standard C++ Library Reference. February, 2003. MSDN.

Schildt, Herbert. C++ from the Ground Up, Second Edition. Berkeley: 1998.

Sutter, Herb. More Exceptional C++. Indianapolis: 2002.

�q�梦新媄 2010-06-23 13:56 发表评论

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STL vector 容器介绍