C++ Vector（向量容器）

是一個線性順序結構。相當于數組，但其大小可以不預先指定，并且自動擴展。它可以像數組一樣被操作，由于它的特性我們完全可以將vector 看作動態數組。

在創建一個vector 后，它會自動在內存中分配一塊連續的內存空間進行數據存儲，初始的空間大小可以預先指定也可以由vector 默認指定，這個大小即capacity （）函數的返回值。當存儲的數據超過分配的空間時vector 會重新分配一塊內存塊，但這樣的分配是很耗時的，在重新分配空間時它會做這樣的動作：

首先，vector 會申請一塊更大的內存塊；

然后，將原來的數據拷貝到新的內存塊中；

其次，銷毀掉原內存塊中的對象（調用對象的析構函數）；

最后，將原來的內存空間釋放掉。

如果vector 保存的數據量很大時，這樣的操作一定會導致糟糕的性能（這也是vector 被設計成比較容易拷貝的值類型的原因）。所以說vector 不是在什么情況下性能都好，只有在預先知道它大小的情況下vector 的性能才是最優的。

 

vector 的特點：

(1) 指定一塊如同數組一樣的連續存儲，但空間可以動態擴展。即它可以像數組一樣操作，并且可以進行動態操作。通常體現在push_back() pop_back() 。

(2) 隨機訪問方便，它像數組一樣被訪問，即支持[ ] 操作符和vector.at()

(3) 節省空間，因為它是連續存儲，在存儲數據的區域都是沒有被浪費的，但是要明確一點vector 大多情況下并不是滿存的，在未存儲的區域實際是浪費的。

(4) 在內部進行插入、刪除操作效率非常低，這樣的操作基本上是被禁止的。Vector 被設計成只能在后端進行追加和刪除操作，其原因是vector 內部的實現是按照順序表的原理。

(5) 只能在vector 的最后進行push 和pop ，不能在vector 的頭進行push 和pop 。

(6) 當動態添加的數據超過vector 默認分配的大小時要進行內存的重新分配、拷貝與釋放，這個操作非常消耗性能。 所以要vector 達到最優的性能，最好在創建vector 時就指定其空間大小。

Vectors 包含著一系列連續存儲的元素,其行為和數組類似。訪問Vector中的任意元素或從末尾添加元素都可以在常量級時間復雜度內完成，而查找特定值的元素所處的位置或是在Vector中插入元素則是線性時間復雜度。

 

1.Constructors 構造函數

vector<int> v1; //構造一個空的vector

vector<int> v1( 5, 42 ); //構造了一個包含5個值為42的元素的Vector

2.Operators 對vector進行賦值或比較

C++ Vectors能夠使用標準運算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >.

要訪問vector中的某特定位置的元素可以使用 [] 操作符.

兩個vectors被認為是相等的,如果:

1.它們具有相同的容量

2.所有相同位置的元素相等.

vectors之間大小的比較是按照詞典規則.

3.assign() 對Vector中的元素賦值

語法：

void assign( input_iterator start, input_iterator end );

// 將區間[start, end)的元素賦到當前vector

void assign( size_type num, const TYPE &val );

// 賦num個值為val的元素到vector中,這個函數將會清除掉為vector賦值以前的內容。

4.at() 返回指定位置的元素

語法：

TYPE at( size_type loc );//差不多等同v[i];但比v[i]安全;

5.back() 返回最末一個元素

6.begin() 返回第一個元素的迭代器

7.capacity() 返回vector所能容納的元素數量(在不重新分配內存的情況下）

8.clear() 清空所有元素

9.empty() 判斷Vector是否為空（返回true時為空）

10.end() 返回最末元素的迭代器(譯注:實指向最末元素的下一個位置)

11.erase() 刪除指定元素

語法：

iterator erase( iterator loc );//刪除loc處的元素

iterator erase( iterator start, iterator end );//刪除start和end之間的元素

12.front() 返回第一個元素的引用

13.get_allocator() 返回vector的內存分配器

14.insert() 插入元素到Vector中

語法：

iterator insert( iterator loc, const TYPE &val );

//在指定位置loc前插入值為val的元素,返回指向這個元素的迭代器,

void insert( iterator loc, size_type num, const TYPE &val );

//在指定位置loc前插入num個值為val的元素

void insert( iterator loc, input_iterator start, input_iterator end );

//在指定位置loc前插入區間[start, end)的所有元素

15.max_size() 返回Vector所能容納元素的最大數量（上限）

16.pop_back() 移除最后一個元素

17.push_back() 在Vector最后添加一個元素

18.rbegin() 返回Vector尾部的逆迭代器

19.rend() 返回Vector起始的逆迭代器

20.reserve() 設置Vector最小的元素容納數量

//為當前vector預留至少共容納size個元素的空間

21.resize() 改變Vector元素數量的大小

語法:

void resize( size_type size, TYPE val );

//改變當前vector的大小為size,且對新創建的元素賦值val

22.size() 返回Vector元素數量的大小

23.swap() 交換兩個Vector

語法：

void swap( vector &from );

 

 Vector用法 ：

1.聲明：

一個vector類似于一個動態的一維數組。

vector<int> a; //聲明一個元素為int類型的vector a

vectot<MyType> a; //聲明一個元素為MyType類型的vector a

這里的聲明的a包含0個元素，既a.size()的值為0，但它是動態的，其大小會隨著數據的插入和刪除改變而改變。

vector<int> a(100, 0); //這里聲明的是一個已經存放了100個0的整數vector

你可以用以下的幾種方法聲明一個 vector 對象：

vector<float> v(5, 3.25); //初始化有5 個元素，其值都是3.25

vector<float> v_new1(v);

vector<float> v_new2 = v;

vector<float> v_new3(v.begin(), v.end());

這四個vector 對象是相等的，可以用operator==來判斷。

2.向量操作

常用函數：

size_t size(); // 返回vector的大小，即包含的元素個數

void pop_back(); // 刪除vector末尾的元素，vector大小相應減一

void push_back(); //用于在vector的末尾添加元素

T back(); // 返回vector末尾的元素

void clear(); // 將vector清空，vector大小變為0

其他訪問方式：

cout<<a[5]<<endl;

cout<<a.at(5)<<endl;

以上區別在于后者在訪問越界時會拋出異常，而前者不會。

3.遍歷

(1). for(vector<datatype>::iterator it=a.begin(); it!=a.end();it++)

cout<<*it<<endl;

(2). for(int i=0;i<a.size;i++)

cout<<a[i]<<endl;

 

現在想得到容器中能保存的最大元素數量就可以用 vector 類的成員函數max_size()：

vector<shape>::size_type max_size = my_shapes.max_size();

當前容器的實際尺寸 --- 已有的元素個數用size()：

vector<shape>::size_type size = my_shapes.size();

就像size_type 描述了vector 尺寸的類型，value_type 說明了其中保存的對象的類型：

cout << “value type: “ << typeid(vector<float>::value_type).name();

輸出：

value type: float

可以用capacity()來取得vector 中已分配內存的元素個數：

vector<int> v;

vector<int>::size_type capacity = v.capacity();

vector 類似于數組，可以使用下標[]訪問：

vector<int> v(10);

v[0] = 101;

注意到這里預先給10 個元素分配了空間。你也可以使用vector 提供的插入函數來動態的擴

展容器。成員函數push_back()就在vector 的尾部添加了一個元素：

v.push_back(3);

也可以用insert()函數完成同樣的工作：

v.insert(v.end(), 3);

這里insert()成員函數需要兩個參數：一個指向容器中指定位置的迭代器(iterator)，一個待插

入的元素。insert()將元素插入到迭代器指定元素之前。

現在對迭代器(Iterator)做點解釋。Iterator 是指針(pointer)的泛化，iterator 要求定義

operator*，它返回指定類型的值。Iterator 常常和容器聯系在一起。例子：

vector<int> v(3);

v[0] = 5;

v[1] = 2;

v[2] = 7;

 

vector<int>::iterator first = v.begin();

vector<int>::iterator last = v.end();

while (first != last)

cout << *first++ << “ “;

上面代碼的輸出是：

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begin()返回的是vector 中第一個元素的iterator，而end()返回的并不是最后一個元素的

iterator，而是past the last element。在STL 中叫past-the-end iterator。

組合查找
vector<int>::iterator result = find( v.begin( ), v.end( ), 2 ); //查找2
if ( result == v.end( ) ) //沒找到
        cout << "No" << endl;
 else //找到
        cout << "Yes" << endl;