【C++】：vector容器的基本使用

🍒1，vector的介绍

vector是表示可变大小数组的序列容器。
就像数组一样，vector也采用的连续存储空间来存储元素。也就是意味着可以采用下标对vector的元素进行访问，和数组一样高效。但是又不像数组，它的大小是可以动态改变的，而且它的大小会被容器自动处理。
与其它动态序列容器相比（deque, list and forward_list）， vector在访问元素的时候更加高效，在末尾添加和删除元素相对高效。对于其它不在末尾的删除和插入操作，效率更低。比起list和forward_list统一的迭代器和引用更好。

🍒2，vector的使用

vector学习时一定要学会查看文档：vector的文档介绍vector在实际中非常的重要，在实际中我们熟悉常见的接口就可以，下面列出了哪些接口是要重点掌握的。

注意：使用vector要包含 < vector >

🐯2.1 vector的构造

我们先介绍使用两个重点的构造使用，其余两个在下一篇模拟实现的文章中会涉及。

在这里插入图片描述

代码演示：

void TestVector1()
{
    //无参构造
    vector<int> v1; 
    
    //构造并用4个100初始化
    vector<int> v2(4, 100);

	//拷贝构造
    vector<int> v4(v3); 
    
    //用迭代区间初始化                      
    vector<int> v3(second.begin(),second.end());
                          

}

🦁2.2 vector iterator 的使用

在这里插入图片描述

代码演示：

void TestVector2()
{
	// 使用push_back插入4个数据
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	// 使用迭代器进行遍历打印
	vector<int>::iterator it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	// 使用迭代器进行修改
	it = v.begin();
	while (it != v.end())
	{
		*it *= 2;
		++it;
	}

	// 使用反向迭代器进行遍历再打印
	// vector<int>::reverse_iterator rit = v.rbegin();
	auto rit = v.rbegin();
	while (rit != v.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;

	PrintVector(v);
}

🌽2.3 vector 空间增长问题

在这里插入图片描述

代码演示1：

reisze(size_t n, const T& data = T())
将有效元素个数设置为n个，如果时增多时，增多的元素使用data进行填充。
注意：resize在增多元素个数时可能会扩容

void TestVector3()
{
	vector<int> v;

	//插入一些数据
	for (int i = 1; i < 10; i++)
		v.push_back(i);

	v.resize(5);
	v.resize(8, 100);
	v.resize(12);

	cout << "v contains:";
	for (size_t i = 0; i < v.size(); i++)
		cout << ' ' << v[i];
	cout << '\n';
}

代码演示2：

往vecotr中插入元素时，如果大概已经知道要存放多少个元素，可以通过reserve方法提前将容量设置好，避免边插入边扩容效率低。

void TestVectorExpandOP()
{
	vector<int> v;
	size_t sz = v.capacity();
	
	//提前将容量设置好，可以避免一遍插入一遍扩容
	v.reserve(100);   
	
	cout << "making bar grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i) 
	{
		v.push_back(i);
		if (sz != v.capacity())
		{
			sz = v.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
}

注意：

capacity的代码在vs和g++下分别运行会发现，vs下capacity是按1.5倍增长的，g++是按2倍增长的。
这个问题经常会考察，不要固化的认为，vector增容都是2倍，具体增长多少是根据具体的需求定义的。vs是PJ版本STL，g++是SGI版本STL。
reserve只负责开辟空间，如果确定知道需要用多少空间，reserve可以缓解vector增容的代价缺陷问题。
resize在开空间的同时还会进行初始化，影响size。

🍓2.4 vector 增删查改

在这里插入图片描述

注意：insert和erase会涉及迭代器失效问题，这个问题比较复杂，将在vector的模拟实现里介绍。

代码演示1：

// 尾插和尾删：push_back/pop_back
void TestVector4()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);

	auto it = v.begin();
	while (it != v.end()) 
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	v.pop_back();
	v.pop_back();

	it = v.begin();
	while (it != v.end()) 
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

代码演示2：

注意find不是vector自身提供的方法，是STL提供的算法。

// 任意位置插入：insert和erase，以及查找find
void test_vector4()
{
	vector<int> v1;

	v1.push_back(1);
	v1.push_back(25);
	v1.push_back(12);
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	v1.insert(v1.begin(), 0);//头插
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	v1.erase(v1.begin());//头删
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	v1.insert(v1.begin() + 2, 50);//在中间位置插
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	int x;
	cin >> x;
	//没有x就不插入，有x在它前面插入
	//find是算法里的函数 
	vector<int>::iterator pos = find(v1.begin(), v1.end(), x);
	if (pos != v1.end())
	{
		v1.insert(pos, 1000);
	}
	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

🐯2.5 vector 访问及遍历

// operator[]+index 和 C++11中vector的新式for+auto的遍历
// vector使用这两种遍历方式是比较便捷的。
void TestVector6()
{
	vector<int> v{ 1, 2, 3, 4 };

	// 通过[]读写第0个位置。
	v[0] = 10;
	cout << v[0] << endl;

	// 1. 使用for+[]方式遍历
	for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
		cout << v[i] << " ";
	cout << endl;

	// 2. 使用迭代器遍历
	cout << "swapv data:";
	auto it = swapv.begin();
	while (it != swapv.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}

	// 3. 使用范围for遍历
	for (auto x : v)
		cout << x << " ";
	cout << endl;
}

🦊2.6 vector实例化string类的初始化形式

注意：
(1) 有名对象和匿名对象的使用形式的区别。

(2) 此时范围for的使用，最好加上const 和 &。
因为范围for的底层其实是迭代器，* it 赋值给e，而这里的*it是string类，每次赋值都是深拷贝，所以加引用可以避免多余的拷贝构造，const是因为不修改。

void TestVector7()
{
	vector<string> v1;//此时v1指向的就是对象数组

	//有名对象
	string s1("张三");
	v1.push_back(s1);

	//匿名对象
	v1.push_back(string("李四"));

	//直接单参数隐式类型转换
	v1.push_back("王五");

	//对名字进行修改
	v1[1] += "你好";

	//加const &
	//范围for的底层其实是*it赋值给e
	//而这里的*it是string类，每次赋值都是深拷贝
	for (const auto& e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

🌴2.7 sort算法的使用

sort不在vector中，在STL的算法库中。

在这里插入图片描述

(1) sort算法默认排升序，它的参数需要传迭代器。

(2) 那如何控制升降序呢？根据sort的第二个重载，多了一个仿函数的参数。就是下面代码中的greater(降序)，less(升序)。其实这两个也是模板，再用这个模板进行实例化对象。并且又重载了operator() 运算符。

void TestVector8()
{
	//sort算法的使用
	vector<int> v1;

	v1.push_back(1);
	v1.push_back(25);
	v1.push_back(12);
	v1.push_back(9);
	v1.push_back(0);
	v1.push_back(40);

	//默认排升序
	greater<int> gt1;//降序 >
	less<int> gt2;//升序 <

	//重载了operator()
	cout << gt1(3, 4) << endl;//0
	cout << gt1.operator()(3, 4) << endl;
	
	//全部排序
	//有名对象使用
	//sort(v1.begin(), v1.end(),gt1);

	//匿名对象使用
	sort(v1.begin(), v1.end(), greater<int>());

	//去头去尾排
	//sort(v1.begin() + 1, v1.end() - 1);

	//对前一半排序
	//sort(v1.begin(), v1.begin() + v1.size() / 2);

	for (auto e : v1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}