STL之Vector

1.简介

vector是将元素置于一个动态数组中加以管理的容器。可以随机存取元素（支持索引值直接存取，用[]操作符或at()方法，还支持迭代器方式存取）。
　　vector尾部添加或移除元素非常快速。但是在中部或头部插入元素或移除元素比较费时

2.对象初始化

vector采用模板类实现，vector对象的默认构造形式
vector<T> vecT; vector<int> vecInt;            //一个存放int的vector容器。
vector<float> vecFloat;        //一个存放float的vector容器。
vector<string> vecString;    //一个存放string的vector容器。
...                  //尖括号内还可以设置指针类型或自定义类型。
Class CA{};
vector<CA*> vecpCA;        //用于存放CA对象的指针的vector容器。
vector<CA> vecCA;       //用于存放CA对象的vector容器。由于容器元素的存放是按值复制的方式进行的，所以此时CA必须提供CA的拷贝构造函数，以保证CA对象间拷贝正常。

3.带参数构造

理论知识
vector(beg,end);    //构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
vector(n,elem);   //构造函数将n个elem拷贝给本身。
vector(const vector &vec);  //拷贝构造函数int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vector<int>  vecIntA( iArray,  iArray+5 );vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.end()  );   //用构造函数初始化容器vecIntB 
vector<int> vecIntB (  vecIntA.begin() , vecIntA.begin()+3  );  
vector<int> vecIntC(3,9); //此代码运行后，容器vecIntB就存放3个元素，每个元素的值是9。vector<int> vecIntD(vecIntA);

4. vector的赋值

理论知识
vector.assign(beg,end);    //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。注意该区间是左闭右开的区间。
vector.assign(n,elem);  //将n个elem拷贝赋值给本身。
vector& operator=(const vector  &vec);    //重载等号操作符
vector.swap(vec);  // 将vec与本身的元素互换。vector<int> vecIntA, vecIntB, vecIntC, vecIntD;
int  iArray[] = {0,1,2,3,4};
vecIntA.assign(iArray,iArray+5);vecIntB.assign( vecIntA.begin(),  vecIntA.end() );    //用其它容器的迭代器作参数。vecIntC.assign(3,9);vector<int> vecIntD;
vecIntD = vecIntA;vecIntA.swap(vecIntD);

5. vector的大小

理论知识
vector.size();     //返回容器中元素的个数
vector.empty();    //判断容器是否为空
vector.resize(num);   //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。
vector.resize(num, elem);  //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。例如   vecInt是vector<int>  声明的容器，现已包含1,2,3元素。
int iSize = vecInt.size();         //iSize == 3;
bool bEmpty = vecInt.empty();   // bEmpty == false;
执行vecInt.resize(5);  //此时里面包含1,2,3,0,0元素。
再执行vecInt.resize(8,3);  //此时里面包含1,2,3,0,0,3,3,3元素。
再执行vecInt.resize(2);  //此时里面包含1,2元素。

6. vector的数据存储

理论知识
vec.at(idx);     //返回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range异常。
vec[idx];      //返回索引idx所指的数据，越界时，运行直接报错vector<int> vecInt;    //假设包含1 ,3 ,5 ,7 ,9
vecInt.at(2) == vecInt[2] ;       //5
vecInt.at(2) = 8;  或  vecInt[2] = 8;
vecInt 就包含 1, 3, 8, 7, 9值int iF = vector.front();  //iF==1
int iB = vector.back();   //iB==9
vector.front() = 11;  //vecInt包含{11,3,8,7,9}
vector.back() = 19;   //vecInt包含{11,3,8,7,19}

7.迭代器基本原理

迭代器是一个“可遍历STL容器内全部或部分元素”的对象。 迭代器指出容器中的一个特定位置。 迭代器就如同一个指针。
迭代器提供对一个容器中的对象的访问方法，并且可以定义了容器中对象的范围。 这里大概介绍一下迭代器的类别。
输入迭代器：也有叫法称之为“只读迭代器”，它从容器中读取元素，只能一次读入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输入迭代器不能两遍遍历一个序列。
输出迭代器：也有叫法称之为“只写迭代器”，它往容器中写入元素，只能一次写入一个元素向前移动，只支持一遍算法，同一个输出迭代器不能两遍遍历一个序列。
正向迭代器：组合输入迭代器和输出迭代器的功能，还可以多次解析一个迭代器指定的位置，可以对一个值进行多次读/写。
双向迭代器：组合正向迭代器的功能，还可以通过–操作符向后移动位置。
随机访问迭代器：组合双向迭代器的功能，还可以向前向后跳过任意个位置，可以直接访问容器中任何位置的元素。
目前本系列教程所用到的容器，都支持双向迭代器或随机访问迭代器，下面将会详细介绍这两个类别的迭代器。

8.双向迭代器和随机访问迭代器

双向迭代器支持的操作：
it++,  ++it,    it--,   --it，*it， itA = itB，
itA == itB，itA != itB其中list,set,multiset,map,multimap支持双向迭代器。
随机访问迭代器支持的操作：
在双向迭代器的操作基础上添加 
it+=i， it-=i， it+i(或it=it+i)，it[i],
itA<itB,   itA<=itB,  itA>itB,  itA>=itB  的功能。其中vector，deque支持随机访问迭代器。

9. vector与迭代器的配合使用

这里写图片描述

vector<int>  vecInt; //假设包含1,3,5,7,9元素
vector<int>::iterator it;         //声明容器vector<int>的迭代器。
it = vecInt.begin();    // *it == 1
++it;              //或者it++;  *it == 3  ，前++的效率比后++的效率高，前++返回引用，后++返回值。
it += 2;         //*it == 7
it = it+1;       //*it == 9
++it;              // it == vecInt.end();  此时不能再执行*it,会出错!正向遍历：
for(vector<int>::iterator it=vecInt.begin(); it!=vecInt.end(); ++it)
{int iItem = *it; cout << iItem;    //或直接使用  cout << *it;
}
这样子便打印出1 3 5 7 9逆向遍历：
for(vector<int>::reverse_iterator rit=vecInt.rbegin(); rit!=vecInt.rend(); ++rit)    //注意，小括号内仍是++rit
{int iItem  = *rit;cout << iItem;   //或直接使用cout << *rit;
}
此时将打印出9,7,5,3,1
注意，这里迭代器的声明采用vector<int>::reverse_iterator，而非vector<int>::iterator。迭代器还有其它两种声明方法：
vector<int>::const_iterator 与 vector<int>::const_reverse_iterator 以上两种分别是vector<int>::iterator 与vector<int>::reverse_iterator 的只读形式，使用这两种迭代器时，不会修改到容器中的值。
备注：不过容器中的insert和erase方法仅接受这四种类型中的iterator，其它三种不支持。《Effective STL》建议我们尽量使用iterator取代const_iterator、reverse_iterator和const_reverse_iterator。

- vector的插入和删除

  • 插入
理论知识
vector.insert(pos,elem);   //在pos位置插入一个elem元素的拷贝，返回新数据的位置。
vector.insert(pos,n,elem);   //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。
vector.insert(pos,beg,end);   //在pos位置插入[beg,end)区间的数据，无返回值 
简单案例vector<int> vecA;vector<int> vecB;vecA.push_back(1);vecA.push_back(3);vecA.push_back(5);vecA.push_back(7);vecA.push_back(9);vecB.push_back(2);vecB.push_back(4);vecB.push_back(6);vecB.push_back(8);vecA.insert(vecA.begin(), 11);        //{11, 1, 3, 5, 7, 9}vecA.insert(vecA.begin()+1,2,33);     //{11,33,33,1,3,5,7,9}vecA.insert(vecA.begin() , vecB.begin() , vecB.end() );   //{2,4,6,8,11,33,33,1,3,5,7,9}
  • 删除
理论知识
vector.clear();    //移除容器的所有数据
vec.erase(beg,end);  //删除[beg,end)区间的数据，返回下一个数据的位置。
vec.erase(pos);    //删除pos位置的数据，返回下一个数据的位置。
简单案例:
删除区间内的元素
vecInt是用vector<int>声明的容器，现已包含按顺序的1,3,5,6,9元素。
vector<int>::iterator itBegin=vecInt.begin()+1;
vector<int>::iterator itEnd=vecInt.begin()+2;
vecInt.erase(itBegin,itEnd);
//此时容器vecInt包含按顺序的1,6,9三个元素。假设 vecInt 包含1,3,2,3,3,3,4,3,5,3，删除容器中等于3的元素
for(vector<int>::iterator it=vecInt.being(); it!=vecInt.end(); )    //小括号里不需写  ++it
{if(*it == 3){it  =  vecInt.erase(it);       //以迭代器为参数，删除元素3，并把数据删除后的下一个元素位置返回给迭代器。//此时，不执行  ++it；  }else{++it;}
}//删除vecInt的所有元素
vecInt.clear();            //容器为空

示例

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;// 容器的添加访问
void func1()
{vector<int> a;for (int i = 0; i < 10; i++){a.push_back(i+1);}// front back 返回的是引用，引用做左值使用a.front() = 20;a.back()  = 1111;// 数据访问cout << a.front()  << endl;cout << a.back()   << endl;while (!a.empty()){cout << a.back() << " ";a.pop_back();}cout << endl;
}// vector 初始化
void func2()
{vector<int> a;  // 构造一个空的容器for (int i = 0; i < 10; i++){a.push_back(i+1);}cout << a.size() << endl;vector<int> b(10);  // 构造一个又10个元素的容器cout << b.size() << endl;vector<int> c = a;  // 拷贝构造cout << c.size() << endl;vector<int> d(a.begin()+3, a.begin()+5);cout << d.size() << endl;vector<int> e(10, 3);cout << e.size() << endl;
}void  printA(vector<int> &a)
{vector<int>::iterator it = a.begin();while (it != a.end()){cout << *it << " "; it++;}cout << endl;
}// 遍历
void func3()
{vector<int> a(10);  // 构造一个空的容器for (int i = 0; i < 10; i++){// 初始化的时候，要保证有足够的空间a[i] = i+1;   // 容器也支持数组下标  at()}printA(a);// push_back 在尾部添加元素vector<int> b(10);b[0] = 123;b[7] = 4453;b.push_back(1111);b.push_back(2222);b.push_back(3333);cout << b.size() << endl;printA(b);
}// 正向迭代器和反向迭代器
void func4()
{vector<int> a(10); for (int i = 0; i < 10; i++){a[i] = i+1;  }// 正向迭代器vector<int>::iterator it;for (it = a.begin(); it != a.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;// 反向迭代器vector<int>::reverse_iterator rit;for (rit = a.rbegin(); rit != a.rend(); rit++)  // 反向迭代器 和 正向迭代器一样操作 ++{cout << *rit << " ";}cout << endl;
}// 删除和插入
void func5()
{vector<int> a; a.push_back(1);a.push_back(10);a.push_back(1);a.push_back(20);a.push_back(1);a.push_back(30);a.push_back(1);a.push_back(40);//  a.clear();  // 删除容器中的所有元素//a.erase(a.begin());//printA(a);// 通过迭代器删除容器元素，返回的是下一个元素的迭代器vector<int>::iterator it = a.begin();
//  for (it = a.begin(); it != a.end();)
//  {
//      if (*it == 1)
//          it = a.erase(it);
//      else
//          it++;
//  }while (it != a.end()){if (*it == 1)it = a.erase(it);elseit++;}printA(a);a.erase(a.begin(), a.begin() +2);printA(a);vector<int> b;b.push_back(1);b.push_back(2);b.push_back(3);try{b.insert(b.begin(), 100);b.insert(b.end(), 2000);b.insert(b.begin()+1, a.begin(), a.end());printA(b);}catch (exception  &e){printf ("捕捉到一个异常：%s\n", e.what());}
}int main3()
{
//  func1();
//  func2();
//  func3();
//  func4();func5();return 0;
}

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