C++ Vector（向量容器）

是一個(gè)線(xiàn)性順序結(jié)構(gòu)。相當(dāng)于數(shù)組，但其大小可以不預(yù)先指定，并且自動(dòng)擴(kuò)展。它可以像數(shù)組一樣被操作，由于它的特性我們完全可以將vector 看作動(dòng)態(tài)數(shù)組。

在創(chuàng)建一個(gè)vector 后，它會(huì)自動(dòng)在內(nèi)存中分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，初始的空間大小可以預(yù)先指定也可以由vector 默認(rèn)指定，這個(gè)大小即capacity （）函數(shù)的返回值。當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)超過(guò)分配的空間時(shí)vector 會(huì)重新分配一塊內(nèi)存塊，但這樣的分配是很耗時(shí)的，在重新分配空間時(shí)它會(huì)做這樣的動(dòng)作：

首先，vector 會(huì)申請(qǐng)一塊更大的內(nèi)存塊；

然后，將原來(lái)的數(shù)據(jù)拷貝到新的內(nèi)存塊中；

其次，銷(xiāo)毀掉原內(nèi)存塊中的對(duì)象（調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)）；

最后，將原來(lái)的內(nèi)存空間釋放掉。

如果vector 保存的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，這樣的操作一定會(huì)導(dǎo)致糟糕的性能（這也是vector 被設(shè)計(jì)成比較容易拷貝的值類(lèi)型的原因）。所以說(shuō)vector 不是在什么情況下性能都好，只有在預(yù)先知道它大小的情況下vector 的性能才是最優(yōu)的。

 

vector 的特點(diǎn)：

(1) 指定一塊如同數(shù)組一樣的連續(xù)存儲(chǔ)，但空間可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。即它可以像數(shù)組一樣操作，并且可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作。通常體現(xiàn)在push_back() pop_back() 。

(2) 隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)方便，它像數(shù)組一樣被訪(fǎng)問(wèn)，即支持[ ] 操作符和vector.at()

(3) 節(jié)省空間，因?yàn)樗沁B續(xù)存儲(chǔ)，在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的區(qū)域都是沒(méi)有被浪費(fèi)的，但是要明確一點(diǎn)vector 大多情況下并不是滿(mǎn)存的，在未存儲(chǔ)的區(qū)域?qū)嶋H是浪費(fèi)的。

(4) 在內(nèi)部進(jìn)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(shè)計(jì)成只能在后端進(jìn)行追加和刪除操作，其原因是vector 內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)是按照順序表的原理。

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

(6) 當(dāng)動(dòng)態(tài)添加的數(shù)據(jù)超過(guò)vector 默認(rèn)分配的大小時(shí)要進(jìn)行內(nèi)存的重新分配、拷貝與釋放，這個(gè)操作非常消耗性能。 所以要vector 達(dá)到最優(yōu)的性能，最好在創(chuàng)建vector 時(shí)就指定其空間大小。

Vectors 包含著一系列連續(xù)存儲(chǔ)的元素,其行為和數(shù)組類(lèi)似。訪(fǎng)問(wèn)Vector中的任意元素或從末尾添加元素都可以在常量級(jí)時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)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(xiàn)性時(shí)間復(fù)雜度。

 

1.Constructors 構(gòu)造函數(shù)

vector<int> v1; //構(gòu)造一個(gè)空的vector

vector<int> v1( 5, 42 ); //構(gòu)造了一個(gè)包含5個(gè)值為42的元素的Vector

2.Operators 對(duì)vector進(jìn)行賦值或比較

C++ Vectors能夠使用標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算符: ==, !=, <=, >=, <, 和 >.

要訪(fǎng)問(wèn)vector中的某特定位置的元素可以使用 [] 操作符.

兩個(gè)vectors被認(rèn)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(guī)則.

3.assign() 對(duì)Vector中的元素賦值

語(yǔ)法：

void assign( input_iterator start, input_iterator end );

// 將區(qū)間[start, end)的元素賦到當(dāng)前vector

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

// 賦num個(gè)值為val的元素到vector中,這個(gè)函數(shù)將會(huì)清除掉為vector賦值以前的內(nèi)容。

4.at() 返回指定位置的元素

語(yǔ)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(gè)元素

6.begin() 返回第一個(gè)元素的迭代器

7.capacity() 返回vector所能容納的元素?cái)?shù)量(在不重新分配內(nèi)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(shí)為空）

10.end() 返回最末元素的迭代器(譯注:實(shí)指向最末元素的下一個(gè)位置)

11.erase() 刪除指定元素

語(yǔ)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(gè)元素的引用

13.get_allocator() 返回vector的內(nèi)存分配器

14.insert() 插入元素到Vector中

語(yǔ)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(gè)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(gè)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?yún)^(qū)間[start, end)的所有元素

15.max_size() 返回Vector所能容納元素的最大數(shù)量（上限）

16.pop_back() 移除最后一個(gè)元素

17.push_back() 在Vector最后添加一個(gè)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(shè)置Vector最小的元素容納數(shù)量

//為當(dāng)前vector預(yù)留至少共容納size個(gè)元素的空間

21.resize() 改變Vector元素?cái)?shù)量的大小

語(yǔ)法:

void resize( size_type size, TYPE val );

//改變當(dāng)前vector的大小為size,且對(duì)新創(chuàng)建的元素賦值val

22.size() 返回Vector元素?cái)?shù)量的大小

23.swap() 交換兩個(gè)Vector

語(yǔ)法：

void swap( vector &from );

 

 Vector用法 ：

1.聲明：

一個(gè)vector類(lèi)似于一個(gè)動(dòng)態(tài)的一維數(shù)組。

vector<int> a; //聲明一個(gè)元素為int類(lèi)型的vector a

vectot<MyType> a; //聲明一個(gè)元素為MyType類(lèi)型的vector a

這里的聲明的a包含0個(gè)元素，既a.size()的值為0，但它是動(dòng)態(tài)的，其大小會(huì)隨著數(shù)據(jù)的插入和刪除改變而改變。

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

你可以用以下的幾種方法聲明一個(gè) vector 對(duì)象：

vector<float> v(5, 3.25); //初始化有5 個(gè)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(gè)vector 對(duì)象是相等的，可以用operator==來(lái)判斷。

2.向量操作

常用函數(shù)：

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

void pop_back(); // 刪除vector末尾的元素，vector大小相應(yīng)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?yōu)?

其他訪(fǎng)問(wèn)方式：

cout<<a[5]<<endl;

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

以上區(qū)別在于后者在訪(fǎng)問(wèn)越界時(shí)會(huì)拋出異常，而前者不會(huì)。

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(xiàn)在想得到容器中能保存的最大元素?cái)?shù)量就可以用 vector 類(lèi)的成員函數(shù)max_size()：

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

當(dāng)前容器的實(shí)際尺寸 --- 已有的元素個(gè)數(shù)用size()：

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

就像size_type 描述了vector 尺寸的類(lèi)型，value_type 說(shuō)明了其中保存的對(duì)象的類(lèi)型：

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

輸出：

value type: float

可以用capacity()來(lái)取得vector 中已分配內(nèi)存的元素個(gè)數(shù)：

vector<int> v;

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

vector 類(lèi)似于數(shù)組，可以使用下標(biāo)[]訪(fǎng)問(wèn)：

vector<int> v(10);

v[0] = 101;

注意到這里預(yù)先給10 個(gè)元素分配了空間。你也可以使用vector 提供的插入函數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)的擴(kuò)

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

v.push_back(3);

也可以用insert()函數(shù)完成同樣的工作：

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

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

入的元素。insert()將元素插入到迭代器指定元素之前。

現(xiàn)在對(duì)迭代器(Iterator)做點(diǎn)解釋。Iterator 是指針(pointer)的泛化，iterator 要求定義

operator*，它返回指定類(lèi)型的值。Iterator 常常和容器聯(lián)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：

5 2 7

begin()返回的是vector 中第一個(gè)元素的iterator，而end()返回的并不是最后一個(gè)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(méi)找到
        cout << "No" << endl;
 else //找到
        cout << "Yes" << endl;