【STL记录】Containers--Vectors

摘要: vector的基本用法

Vector类似于一个动态数组



使用vector，需加入头文件：

#include <vector>

一、Abilities of Vectors

Vector复制所有元素到它的内部动态数组中。通常这些元素是有一定顺序的，因此vector是一种有序集合。

Vector提供随机访问，如果知道元素的位置，可以直接访问元素。

当在尾部插入和删除元素时，vector表现很好；但在中间或前端插入、删除元素时，则较慢。

1.Size and Capacity

Vector除了提供常用的操作size()，empty()，和max_size()，还提供了一个capacity()函数，用来返回一个vector在它的实际内存中所包含的元素个数。一旦超出了这个capacity，vector将从新分配它的内部内存。

capacity的重要性有两个方面：

再分配（reallocation）使得vector的引用，指针和iterators都失效

再分配（reallocation）需要花费一定时间

为了避免再分配（reallocation），可以使用reserve()函数来确保capacity：

vector<int> v;    //create an empty vector
v.reserve(80);    //reserve memory for 80 elements

调用reserve()并不能收缩容量（capacity）。如果调用reserve()的参数小于当前的capacity，那么这个操作是no-op。

如果没有调用reserve()设置容量，在插入数据前，将分配一块内存（例如2K）来存放数据，这样就会造成内存浪费。

C++11介绍了一个新的函数：a nonbinding request to shrink the capacity to fit the current number of elements

v.shrink_to_fit();  //request to shrink memory

2.Constructors and destructor of vector

Table 1.Constructors and destructor

Operation	Effect
vector<Elem> c	Default constructor：创建一个空的vector
vector<Elem> c(c2)	Copy constructor：通过复制c2创建c
vector<Elem> c = c2	Copy constructor：通过复制c2创建c
vector<Elem> c(rv)	Move constructor：creates a new vector,taking the contents of the rvalue rv
vector<Elem> c = rv	Move constructor：creates a new vector,taking the contents of the rvalue rv
vector<Elem> c(n)	使用默认构造函数创建一个有n个元素的vector
vector<Elem> c(n, elem)	创建一个有n个元素的vector，并且使用elem初始化
vector<Elem> c(beg, end)	创建一个使用范围[beg，end)初始化的vector
vector<Elem> c(initList)	创建一个使用initList初始化的vector
vector<Elem> c = initList	创建一个使用initList初始化的vector
c.~vector()	销毁所有元素并释放内存

二、Vector Operations

1.Nonmodifying Operations

Operation	Effect
c.empty()	返回容器是否为空（相当于size() == 0）
c.size()	返回当前元素的个数
c.max_size()	返回可能存在元素的最大个数
c.capacity()	返回没有再分配的元素的最大个数
c.reserve(num)	扩展capacity
c.shrink_to_fit()	收缩capacity，适应元素个数
c1 == c2	返回c1是否等于c2
c1 != c2	返回c1是否不等于c2
c1 < c2	返回c1是否小于c2
c1 > c2	返回c1是否大于c2
c1 <= c2	返回c1是否小于等于c2
c1 >= c2	返回c1是否大于等于c2

2.Assignments

Operation	Effect
c = c2	将c2所有的元素赋给c
c = rv	Move assigns all elements of the rvalue rv to c
c = initList	将initList赋给c
c.assign(n, elem)	将值val赋给c的每一个元素
c.assign(beg, end)	将[beg，end)范围的值分配给c
c.assign(initList)	将initList的值分配给c
c1.swap(c2)	交换c1和c2的数据
swap(c1, c2)	交换c1和c2的数据

3.Element Access

Operation	Effect
c[idx]	返回索引为idx的元素（没有边界检查）
c.at(idx)	返回索引为idx的元素（当idx超出边界，抛出range-error异常）
c.front()	返回第一个元素（不检查第一个元素是否存在）
c.back()	返回最后一个元素（不检查最后一个元素是否存在）

4.Inserting and Removing Elements

Insert and Remove Operations

Operation	Effect
c.push_back(elem)	将elem附加到末尾
c.pop_back()	移除最后一个元素，不返回
c.insert(pos, elem)	将elem插入到pos之前的位置，并返回新元素的位置
c.insert(pos, n, elem)	在pos之前的位置开始插入n个elem，并返回新插入的第一个元素的位置
c.insert(pos, beg, end)	将[beg, end)的值插入到从pos之前的位置，并返回第一个新元素的位置
c.insert(pos, initlist)	将initlist的值插入到从pos之前的位置，并返回第一个新元素的位置
c.emplace(pos, args...)	将args插入到pos之前的位置，并返回第一个新元素的位置
c.emplace_back(args...)	将args附加到末尾
c.erase(pos)	移除pos所指的元素，并返回下一个元素位置
c.erase(beg, end)	移除范围[beg，end)的元素，并返回下一个元素的位置
c.resize(num)	设置元素个数为num，如果增长了，使用默认构造函数初始化
c.resize(num, elem)	设置元素个数为num，如果增长了，使用elem初始化
c.clear()	移除所有元素

例如，移除第一个元素：

vector<Elem> coll;
...
//remove first element with value val
vector<Elem>::iterator pos;
pos = find(coll.begin(), coll.end(), val);
if(pos != coll.end()) {
coll.earse(pos);
}

三、Example of Using Vector

#include<vector>
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iterator>
using namespace std;

int main()
{
//create empty vector for stirng
vector<string> sentence;

//reserve memory for elements to avoid reallocation
sentence.reserve(5);

//append some element
sentence.push_back("Hello,");
sentence.insert(sentence.end(), { "how", "are", "you", "?"});

//print elements separated with spaces
copy(sentence.cbegin(), sentence.cend(),
ostream_iterator<string>(cout, "  "));
cout << endl;

//print "technical data"
cout << "max_size(): " << sentence.max_size() << endl;
cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;

//swap second and fourth element
swap(sentence[1], sentence[3]);

//insert element "always" before element "?"
sentence.insert(find(sentence.begin(), sentence.end(), "?"), "always");

//assign "!" to the last element
sentence.back() = "!";

//print elements separated with space
copy(sentence.cbegin(), sentence.cend(),
ostream_iterator<string>(cout, " "));
cout << endl;

//print some technical data again
cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;

//delete last two elements
sentence.pop_back();
sentence.pop_back();
//shrink capacity
sentence.shrink_to_fit();

//print some technical data again
cout << "size(): " << sentence.size() << endl;
cout << "capacity(): " << sentence.capacity() << endl;

}

输出：