C++9.3容器定义的类型 size_type 、容器执行的操作 insert

简介

先看 9.5节 三种顺序容器的区别

我们已经使用过三种容器定义的类型：size_type、iterator、const_iterator.所有容器都定义这三种类型，还定义了以下的类型。

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每种顺序容器都提供了一组有用的类型定义以下操作：

在容器中添加元素；

在容器中删除元素；

设置容器的大小；

（如果有的话）获取容器内的第一个和最后一个元素。

（容器能进行哪些操作是要看是哪种容器类型——9.5节）

一、9.3.1 容器定义的类型别名

我们已经使用过三种容器定义的类型：size_type、iterator、const_iterator.所有容器都定义这三种类型，还定义了以下的类型。



表中最后三种类型使程序员无须直接知道容器元素的真正类型，就能使用它。需要使用元素类型时，只要用value_type 即可。

如果要引用该类型，则通过reference和const_reference 类型实现。（16章）

//使用容器定义类型的表达式看上去非常复杂

list<string>::iterator iter;
vector<int>::difference_type cnt;

二、9.3.2begin 和 end 成员—-c.begin()和c.end()

上述每个操作都有不同版本：一个是const成员，另一个是非const成员。这些操作返回什么类型取决于容器是否为const；

如果容器不是const，则这些操作返回iterator或reverse_iterator类型。

如果容器是const，则返回类型要加上const_前缀，也就是const_iterator和const_reverse_iterator 类型。

三、9.3.3 在顺序容器中添加元素—–使用list 和queue 容器

//在容器中添加元素
string text_word;
while(cin>>text_word)
     container.push_back(text_word);//调用push_back 函数会在容器container尾部创建一个新元素，并使容器的长度加1.新元素的值为text_word 对象的副本，而container的类型则可能是list、vector、deque。

除了push_back 运算，list和deque容器还提供了类似的操作：push_front 。这个操作实现在容器首部插入新元素的功能。

为什么vector容器不支持这个操作，因为vector容器元素是按顺序存储的，读取容器，但是添加和删除不方便（ 9.5节）

而deque容器针对在首和尾部进行插入和删除操作会比较方便，在其他位置插入和删除操作使用list比较方便（ 9.5节）

list<int> ilist;
for(size_t ix=0;ix!=4;ix++)
   ilist.push_back(ix);//使用push_back操作在容器ilist尾部依次添加元素 0、1/2/3

for(size_t iy=0;iy!=4;iy++)
    ilist.push_front(iy);//依次在ilist里面添加元素0,1,2,3
    最后ilist内的元素序列为：3,2,1,0,0,1,2,3,

1、在容器中的指定位置添加元素 –c.insert(p,t)

使用push_back 和push_front 操作可以非常方便地在容器的尾部或首部添加单个元素。

而insert 操作则提供了一组更加通用的插入方法，实现在容器的任意指定位置之前而非之后插入新元素。

insert 操作有三个版本，看上表。

vector<string> svec;
list<string> slist;
string spouse("Beth");
slist.insert(slist.begin(),spouse);
svec.insert(svec.begin(),spouse);

2、插入一段元素—c.insert(p,n,t)

svec.insert(svec.end(),10,"Anana");//在svec的尾部插入10个元素，每个元素都是“Anana”

string sarray[4]={"asdsd","sdsds","sdfd","fdfdf"};
//可将数组中所有的或其中一部分元素插入到string类型的list容器中
slist.insert(slist.end(),sarray,sarray+4);
list<string>::iterator slist_iter = slist.begin();
slist.insert(slist_iter,sarray+2，sarray+4);

3、添加元素可能会使迭代器失效——vector或deque容器

在vector容器中添加元素可能会导致整个容器的重新加载，这样的话，该容器涉及的所有迭代器都会失效。即使需要重新加载整个容器，指向新插入元素后面的那个元素的迭代器也会失效。

任何insert或push操作都可能导致迭代器失效，当编写循环将元素插入到vector或deque容器中时，程序必须确保迭代器在每次循环后都得到更新。

//下列程序错在哪里

vector<int>::iterator mid=iv.begin()+iter.size()/2;//事先定义一个迭代器
while(vector<int>::iterator iter!=mid)

  if(iter==some_val)
    iv.insert(iter,2*some_val);
//程序错误！！

//1.  对vector进行插入操作后会导致迭代器失效，而循环中使用了先前保存的迭代器mid(所以我们一般使用迭代器的时候，都是直接在for循环里面使用iter!=ivec.end(),而不是说事先就将ivec.end()赋值给某个变量)

//2.  循环中使用的迭代器iter没有初始化

//3.  if语句中的条件应该是比较iter所指向的元素（即*iter）与some_val是否相等

//正确代码如下

vector<int>::iterator iter=iv.begin();
while(iter!=iv.begin()+iv.size()/2){//每次判断的时候都会重载下迭代器，重新计算
    if(*iter==some_val)
     { iter=iv.insert(iter,2*some_val);//使用insert函数在迭代器所指元素的前面插入新元素，返回值为指向新插入元素的迭代器，所以将iter加上2才能指向下一个要处理的原始元素。
      iter+=2;}//指向下一个要处理的元素
     else
      ++iter;//指向下一个要处理的元素
  }

4、避免存储end操作返回的迭代器—-vector和deque容器

在vector和deque容器中添加元素时，因为vector和queue插入元素都要移动元素，可能会导致某些或全部迭代器失效。（list不需要移动元素，因为list非顺序存取）假设所有迭代器失效是最安全的做法，这个建议特别适用于end操作返回的迭代器。在容器的任何位置插入任何元素都会使该迭代器失效。

例如，考虑一个读取容器中每个元素的循环，对读出元素做完处理后，在原始元素后面插入一个新元素。我们希望该循环可以处理每个原始元素，然后使用insert函数插入新元素，并返回指向刚插入元素的迭代器。在每次插入操作完成后，给返回的迭代器自增1，以使循环定位在下一个要处理的原始元素。我们尝试通过存储end操作返回的迭代器来“优化”该循环，将导致灾难性错误：

vector<int>::iterator first=v.begin(),
                      last=v.end();//事先定义了指向end的迭代器，会导致错误！！
while(first!=last){
first=v.insert(first,42);
++first;
//该代码将导致死循环，问题在于这个程序将end操作返回的迭代器值存储在名为last的局部变量中。循环体中实现了元素的添加运算，添加元素会使得存储在last中的迭代器失效。该迭代器既没有指向容器v的元素，也不再指向v的超出末端的下一个位置。
}

为了避免存储end的迭代器，可以在每次做完插入运算后重新计算end迭代器值：

while(first!=v.end()){
first=v.insert(first,42);
++first;
}